Ismail al-Jazari là nhà phát minh người Hồi giáo nổi tiếng thời Trung cổ. Với nhiều sáng chế mang tính đột phá, ông đã đặt nền móng cho các kỹ thuật máy móc hiện đại, thủy lực và chế tạo ra những robot tự động đầu tiên trong lịch sử nhân loại.

Nhà phát minh Ismail al-Jazari. Ảnh: History.
Nhà phát minh Ismail al-Jazari. Ảnh: History.

Ismail al-Jazari sinh ra tại khu vực Thượng Lưỡng Hà vào năm 1136 sau Công nguyên. Một phần của vùng đất này nằm trên lãnh thổ của Thổ Nhĩ Kỳ ngày nay. Ông là con trai của một thợ thủ công có địa vị thấp kém trong xã hội. Ông sống trong thời kỳ chính trị hỗn loạn, thường xuyên xảy ra những cuộc đấu tranh giành quyền lực ở địa phương cũng như chịu ảnh hưởng từ các cuộc Thập tự chinh.

Al-Jazari từng là kỹ sư trưởng phục vụ các nhà cai trị thuộc triều đại Artuqids. Không giống các nhà phát minh đương thời, ông có niềm đam mê ghi lại công việc nghiên cứu của mình và giải thích cách ông tạo ra những cỗ máy đáng kinh ngạc.

Hầu hết những gì chúng ta biết về cuộc đời al-Jazari bắt nguồn từ công trình chính và thành tựu lớn nhất của ông, đó là cuốn sách “The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices” (Cuốn sách Kiến thức về Các thiết bị Cơ khí Khéo léo) xuất bản năm 1206. Ông đã tạo ra các sơ đồ tỉ mỉ và hình minh họa đầy màu sắc của hàng trăm thiết bị khác nhau nhằm diễn tả cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng. Tất cả các thiết bị này đều do ông tự chế tạo. Cuốn sách nói trên bán rất chạy vào thời Trung Cổ, và nhiều bản sao của nó vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay. Trong đó nổi bật nhất là bản sao đang được trưng bày tại Bảo tàng Topkapi Sarayi ở Istanbul, Thổ Nhĩ Kỳ.

Al-Jazari được thừa hưởng một nền tảng học thuật vững chắc và nhiều thế kỷ đổi mới công nghệ của các nền văn hóa Hy Lạp, Ấn Độ, Ba Tư và Trung Quốc cổ đại. Trong quá trình mở rộng nhanh chóng của Hồi giáo vào thế kỷ thứ bảy, các nhà cai trị Hồi giáo đã quan tâm sâu sắc đến kiến thức về các vùng đất mà họ chinh phục. Họ đã thu thập vô số bản thảo và sách, sau đó lưu trữ tại thư viện Bayt al-Hikma (Ngôi nhà của Trí tuệ).

Các sáng chế của al-Jazari đi trước thời đại hàng thế kỷ. Ông sở hữu khả năng quan sát khéo léo và hiểu rõ các nguyên lý cơ bản của tự nhiên, thứ mà ông có thể áp dụng vào các thiết kế của mình. Hai trong số các cơ chế chính mà ông thường sử dụng là dòng chảy của nước và trục cam (camshaft). Trục cam là vật quay đặc biệt có thể biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Sự phụ thuộc rất nhiều vào nước trong các thiết kế đã khiến ông được phong là “bậc thầy về chuyển động của nước”.

Thiết kế trục khuỷu ban đầu của al-Jazari khá khéo léo và không khác nhiều so với thiết kế hiện đại trong nhiều thế kỷ sau. Ông đã sử dụng nó trong hai phát minh: máy bơm hút piston tác động kép, và máy bơm xích truyền động bằng tay quay. Nhờ trục khuỷu và nhiều bánh răng kết nối, thiết kế của al-Jazari đã giúp giảm thiểu chu kỳ làm việc gián đoạn và tạo ra chu trình làm việc liên tục, trơn tru hơn.

Tài năng của al-Jazari được thể hiện rõ nhất qua việc thiết kế các robot tự động đầu tiên trong lịch sử. Đây là lý do khiến ông được mệnh danh là “cha đẻ của robot”. Nổi bật nhất trong số các sáng chế của ông là ban nhạc robot dùng vào mục đích giải trí. Giống như một chiếc hộp âm nhạc, sáng chế này bao gồm một chiếc thuyền lớn với bốn “nghệ sĩ” robot ngồi phía trên – một nghệ sĩ chơi đàn hạc, một nghệ sĩ thổi sáo và hai tay trống.

Các nghệ sĩ robot và dụng cụ chơi nhạc hoạt động một cách đồng bộ nhờ hệ thống phức tạp gồm nước và các trục cam quay. Nhạc cụ chính được sử dụng là trống, và nhịp độ gõ trống có thể thay đổi nhờ kết nối với các vị trí khác nhau của trục cam. Theo ghi chép của al-Jazari, ban nhạc robot có khả năng biểu diễn nhiều giai điệu độc đáo.

Al-Jazari thậm chí còn kết hợp ban nhạc robot vào một chiếc đồng hồ cơ. Thiết bị này vừa có thể phục vụ để giải trí cho khách cũng như cho biết thời gian trôi qua. Ban nhạc robot bao gồm hai robot chơi chũm chọe [nhạc cụ gõ gồm hai đĩa tròn bằng hợp kim đồng có núm cầm ở giữa, đánh chập vào nhau để tạo ra âm thanh], hai robot thổi kèn và ba robot chơi nhạc cụ gõ. Ban nhạc robot sẽ có một buổi biểu diễn âm nhạc ngắn sau mỗi giờ. Giống như hầu hết các sáng chế của al-Jazari, chiếc đồng hồ hoạt động nhờ một cơ chế phức tạp dựa vào nước, piston và dây cáp. Các chuyển động theo giờ được tạo ra bằng cách sử dụng nước nhỏ giọt từ một thùng chứa lớn vào một thùng chứa nhỏ hơn, cuối cùng nước sẽ đổ xuống một hệ thống truyền động và kích hoạt các robot.

Hình vẽ mô tả Đồng hồ Voi (trái) và Đài phun nước hình con công (phải) trong cuốn sách của al-Jazari. Ảnh: Wikipedia
Hình vẽ mô tả Đồng hồ Voi (trái) và Đài phun nước hình con công (phải) trong cuốn sách của al-Jazari. Ảnh: Wikipedia

Một thiết bị nổi tiếng khác của al-Jazari là Đồng hồ Voi – chiếc đồng hồ nước khổng lồ có hình một con voi đang chở robot lái xe và một tòa tháp chứa đầy sinh vật. Các sinh vật đại diện cho nhiều nền văn hóa khác nhau, chẳng hạn như rồng từ Trung Quốc và voi của Ấn Độ. Cứ sau nửa giờ, các cơ chế bên trong sẽ kích hoạt: con chim trên đỉnh tòa tháp huýt sáo, một người đàn ông thả quả bóng vào miệng rồng và người điều khiển voi gõ vào đầu con thú. Mô hình về chiếc đồng hồ khéo léo này đang được trưng bày tại Bảo tàng Đồng hồ Le Locle, Thụy Sĩ.

Khi nhắc đến Đồng hồ Voi, chúng ta cũng không thể bỏ qua một tác phẩm khác của al-Jazari gọi là Đồng hồ Lâu đài, cao khoảng 3,4m. Thiết bị này không chỉ có khả năng hiển thị giờ mà còn được sử dụng như một đồng hồ thiên văn, hiển thị quỹ đạo Mặt trời và Mặt trăng, cung hoàng đạo, và một loạt robot chơi nhạc khi mỗi giờ trôi qua.

Một số sáng chế thú vị khác của al-Jazari là bình tự động pha chế đồ uống, đài phun nước, các thiết bị đo lường, guồng nước chạy bằng lừa, thiết bị tự đưa khăn tắm cho khách,...

Mặc dù tên tuổi của al-Jazari hiện nay gần như đã bị lãng quên, nhưng trên nhiều phương diện, ông là một trong những nhà phát minh vĩ đại nhất thời Trung Cổ. Điều đáng lưu ý là không có sáng chế nào của ông mang tính chất quân sự hoặc được sử dụng vào các mục đích xấu. Thay vào đó, các thiết kế máy móc của ông đều nhằm giúp đỡ mọi người, làm cho cuộc sống của họ dễ dàng hơn, sung túc hơn, cũng như phục vụ mục đích giải trí.