เป็นเรื่องที่พูดเกินจริงไปหากจะบอกว่าเลโอนาร์โด ดา วินชี (ค.ศ. 1452–1519) เป็น 'อัจฉริยะ'

เช่นเดียวกับการรับผิดชอบภาพวาดที่มีชื่อเสียงระดับโลก เช่น โมนาลิซา และ กระยาหารค่ำมื้อสุดท้าย ชายยุคฟื้นฟูศิลปวิทยายังเป็นนักกายวิภาคศาสตร์ นักสัตววิทยา นักธรณีวิทยา นักคณิตศาสตร์ และวิศวกรการทหารที่มีพรสวรรค์สูง (ซึ่งมีชื่อไม่กี่คน) ซึ่งมีความอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับโลกรอบตัวเขาอย่างไม่รู้จักพอ ไม่มีขอบเขต

ในช่วงชีวิตของเขา ตั้งแต่ช่วงแรกๆ ในเมืองฟลอเรนซ์ จนถึงปีสุดท้ายในฝรั่งเศส พหูสูตได้ร่างแนวคิดและบันทึกการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ลงบนกระดาษหลายพันแผ่น วันนี้ในปริมาณที่เรียกว่า codices

ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกบันทึกย่อของ Leonardo และเลือกสิ่งประดิษฐ์ที่น่าประทับใจที่สุด 10 รายการและผลงานทางวิศวกรรมที่น่าประทับใจที่สุด ซึ่งบางรายการบ่งบอกถึงนวัตกรรมในยุคปัจจุบัน

1. Ornithopters

ท่ามกลางความสนใจด้านวิทยาศาสตร์มากมายของเขา เลโอนาร์โดมีความหลงใหลในการบินเป็นพิเศษ จากการศึกษากายวิภาคของนก เขาหวังว่าจะสร้างเครื่องจักรที่สักวันหนึ่งจะทำให้มนุษย์สามารถบินร่วมกับพวกมันได้บนท้องฟ้า

ในช่วงสุดท้ายของชีวิต พหูสูตได้รวบรวมความคิดของเขาเกี่ยวกับหัวข้อนี้ในรูปแบบข้อความ รู้จักกันในชื่อ Codice sul volo degli uccelli ('Codex on the Flight of Birds') ซึ่งเขียนขึ้นราวปี 1505–06

อย่างไรก็ตาม แนวคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่าเครื่องบินนั้นถูกร่างขึ้นตลอดอาชีพของเลโอนาร์โด โดยทั่วไป อุปกรณ์ที่เขาวาดคือ 'นกกินปลี' ซึ่งมีปีกที่หุ้มด้วยเมมเบรนซึ่งออกแบบให้กระพือขึ้นและลง

ไม่ว่าจะนอนในแนวนอนหรือยืนตัวตรง นักบินจะควบคุมเครื่องจักรโดยใช้คันเหยียบและคันโยก – ต้องอาศัยพละกำลังอย่างมากในการขึ้นจากพื้นและลอยอยู่ในอากาศ

รายละเอียดจากการออกแบบเครื่องบินหลายลำของเลโอนาร์โด ดา วินชี c1485 ภาพวาดปรากฏในคอลเลกชันภาพร่างและบันทึกที่รู้จักกันในชื่อ ต้นฉบับ B ซึ่งจัดขึ้นโดย Institut de France ในปารีส (เครดิตภาพ: สาธารณสมบัติ)

2. Helical air screw

การออกแบบเครื่องบินที่โดดเด่นอีกชิ้นหนึ่ง (ภาพด้านล่าง) สามารถพบได้ในชุดเอกสารของเลโอนาร์โดที่รู้จักกันในปัจจุบันในชื่อ Manuscript B อุปกรณ์นี้ถูกร่างขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1480 ซึ่งบางครั้งถูกขนานนามว่า 'สกรูอากาศแบบเฮลิคอล' (helical airscrew) ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับเฮลิคอปเตอร์สมัยใหม่มากกว่า

แทนที่จะใช้ใบพัดแต่ละใบ สิ่งประดิษฐ์ของเลโอนาร์โดมีลักษณะเป็นสกรูเดี่ยว รูปทรงใบมีดที่ออกแบบมาเพื่อ 'เจาะ' ขึ้นไปในอากาศและปล่อยให้เครื่องลอยขึ้นในแนวดิ่ง

น่าเสียดายที่ไม่มีเครื่องที่บินได้ของ Leonardo ลำใดที่น่าจะใช้งานได้จริง ไม่เพียงแต่วัสดุจะหนักเกินไป แต่กำลังกล้ามเนื้อของมนุษย์เพียงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวในการบิน

แบบจำลองของสกรูอากาศแบบเกลียวของ Leonardo ในยุคปัจจุบัน ซึ่งมีมาก่อนยุคการประดิษฐ์เฮลิคอปเตอร์มากว่า 400 ปี (เครดิตภาพ: Citron / CC-BY-SA-3.0)

3. ร่มชูชีพ

เช่นเดียวกับการสร้างเครื่องจักรที่ช่วยให้มนุษย์สามารถทะยานขึ้นไปบนก้อนเมฆได้ เลโอนาร์โดยังสนใจที่จะสร้างอุปกรณ์ที่ช่วยให้ผู้คนสามารถลงมาจากที่สูงได้

ในภาพวาดที่พบ ใน Codex Atlanticus เลโอนาร์โดแสดงอุปกรณ์คล้ายร่มชูชีพ ซึ่งสร้างจากผ้าเสริมความแข็งแรงและเสาไม้ เลโอนาร์โดเขียนว่าอุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบให้ "กว้าง 12 แขนและสูง 12 นิ้ว" จะช่วยให้ผู้ชายกระโดดลงจากโครงสร้างสูงได้ "โดยไม่ทำร้ายตัวเอง"

ปิรามิดของเลโอนาร์โดในเวอร์ชันจิ๋ว- ร่มชูชีพรูปทรงซึ่งประสบความสำเร็จในการทดสอบโดยนักดิ่งพสุธาชาวอังกฤษในปี 2543 การออกแบบดั้งเดิมพบใน Codex Atlanticus ในมิลาน (เครดิตภาพ: Nevit Dilmen / CC)

ในเดือนมิถุนายน 2543 นักกระโดดร่มชาวอังกฤษชื่อ Adrian Nicholas ได้สร้าง 'ร่มชูชีพ' จำลองของ Leonardo ขึ้นมาเอง ซึ่งเขาได้ทดสอบด้วยการกระโดดออกจากบอลลูนที่ความสูง 10,000 ฟุตเหนือจังหวัด Mpumalanga ในแอฟริกาใต้

แม้ว่าเขาจะนำไปใช้ นิโคลัสใช้ร่มชูชีพธรรมดาก่อนร่อนลงสู่พื้นโลกโดยมัดอุปกรณ์ของเลโอนาร์โดเป็นเวลารวมห้านาที รายงานการร่อนลงมาอย่างราบรื่นอย่างน่าประหลาดใจ

4. สะพานที่พึ่งพาตนเองได้

เลโอนาร์โดได้รับการว่าจ้างจากผู้อุปถัมภ์ที่มีอำนาจจำนวนมากตลอดชีวิตของเขารวมทั้งลูโดวิโก สฟอร์ซา ดยุกแห่งมิลาน และเซซาเร บอร์เกีย บุตรชายของสมเด็จพระสันตะปาปาอเล็กซานเดอร์ที่ 6

ในบรรดาอุปกรณ์ต่างๆ มากมายที่เลโอนาร์โดประดิษฐ์ขึ้นสำหรับผู้อุปถัมภ์ หนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดแต่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือสะพานไม้แบบพกพาที่ดูเหมือน ใน Codex Atlanticus .

สะพานที่พยุงตัวเองได้ในปัจจุบันของเลโอนาร์โด สร้างขึ้นในเดนมาร์ก โครงสร้างที่เรียบง่ายได้รับการออกแบบให้สร้างขึ้นในเวลาไม่กี่นาที จึงเหมาะสำหรับการใช้งานทางทหาร (เครดิตรูปภาพ: Cntrading / CC)

สะพานนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยให้กองทัพข้ามน่านน้ำ เสาไม้หยักหลายอันสร้างขึ้นโดยไม่ต้องใช้สกรูหรือการยึดอื่นๆ

ดังที่แสดงโดยแบบจำลองสมัยใหม่ (เช่นภาพด้านบน) แรงกดที่เกิดจากคานที่เชื่อมต่อกันทำให้โครงสร้างทั้งหมดอยู่ในตำแหน่งที่มั่นคง

5. หน้าไม้ยักษ์

สิ่งประดิษฐ์ทางการทหารที่มีชื่อเสียงกว่า ร่างภาพ c1490 ยังพบใน Codex Atlanticus

มักเรียกกันว่า 'หน้าไม้ยักษ์' ซึ่งเป็นเครื่องมือขนาดใหญ่ที่น่าหัวเราะ ( ตามที่แสดงโดยขนาดของมนุษย์ในภาพวาด ด้านล่าง) ได้รับการออกแบบให้ยิงขีปนาวุธ เช่น หิน

แม้ว่าจะไม่มีหลักฐานบ่งชี้ว่าเคยมีการสร้างต้นแบบที่ใช้งานได้จริง แต่เลโอนาร์โดเชื่อว่าการมองเห็นที่ชัดเจนของ อาวุธดังกล่าวจะโจมตีจิตใจของศัตรูด้วยความหวาดกลัว

'หน้าไม้ยักษ์' ของเลโอนาร์โด พร้อมด้วยบันทึกที่เขียนด้วยลายมือของเขาสคริปต์การเขียนกระจกลักษณะพิเศษ อาวุธนี้ แม้ว่าไม่เคยสร้างมาก่อน แต่ได้รับการออกแบบโดยจงใจให้เกิดการข่มขู่ (เครดิตภาพ: สาธารณสมบัติ)

โดยรวมแล้ว หน้าไม้เป็นหนึ่งในอาวุธปิดล้อมจำนวนหนึ่งที่เลโอนาร์โดใช้หลังจากศึกษาการทำงานของทหารรุ่นก่อนๆ วิศวกรชื่อ Roberto Valturio ซึ่งตีพิมพ์บทความชื่อ De re militari ('On the Military Arts') ในปี 1472

อุปกรณ์อื่นๆ ดังกล่าวแสดงอยู่ในแผ่นเดียวกับหน้าไม้ การปรับปรุง ในการออกแบบของ Valturio

6. ยานเกราะต่อสู้

นอกเหนือจากสิ่งที่เรียกว่า 'เฮลิคอปเตอร์' และ 'ร่มชูชีพ' ของเขาแล้ว เลโอนาร์โดยังออกแบบเครื่องมืออื่นๆ อีกหลายอย่างซึ่งแสดงถึงนวัตกรรมในยุคปัจจุบัน

ในหมู่พวกเขาคือรถหุ้มเกราะที่ปรากฏใน Codex Arundel (ด้านล่าง) ซึ่งมักจะเปรียบได้กับรถถังสมัยใหม่

เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1487 รถถังทรงกรวยมีปืนใหญ่ล้อมรอบเต็มคัน ทำให้สามารถโจมตีจาก 360 องศา

ที่สำคัญ ทหารภายในรถถังจะได้รับการปกป้องจากการยิงของข้าศึกด้วยแผ่นโลหะที่เสริมความแข็งแรงของเปลือกไม้

ภาพร่างของยานต่อสู้หรือ 'รถถัง' ของเลโอนาร์โด ' ซึ่งปรากฏในหน้าต่างๆ ของ Codex Arundel ที่หอสมุดแห่งชาติอังกฤษ (เครดิตรูปภาพ: สาธารณสมบัติ)

เป็นสิ่งที่ผิดปกติสำหรับคนที่มีความสามารถด้านวิศวกรรม อุปกรณ์ในภาพเขียนสนับสนุนของเลโอนาร์โด ได้รับการกำหนดค่าในวิธีการดังกล่าวทำให้ยานพาหนะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้

นี่อาจเป็นความผิดพลาดที่แท้จริง แต่นักประวัติศาสตร์บางคนระบุว่าเลโอนาร์โดรวมข้อผิดพลาดไว้โดยตั้งใจ ในกรณีที่บันทึกของเขาเคยถูกขโมยและมีคนอื่นพยายาม คัดลอกการออกแบบ

7. รูปปั้นขี่ม้า

แม้ว่า Ludovico Sforza จะได้รับการว่าจ้างให้เป็นวิศวกรทหาร แต่ Leonardo ยังให้คำมั่นว่าเขาจะสร้างอนุสาวรีย์ขี่ม้าขนาดใหญ่เพื่อเป็นที่ระลึกถึง Francesco บิดาผู้ล่วงลับของ Duke

เพื่อที่จะ สร้างประติมากรรม – ตั้งใจให้สูง 24 ฟุต – เลโอนาร์โดศึกษากายวิภาคของม้าอย่างรอบคอบ และคำนวณเพื่อหาว่าต้องใช้ทองสัมฤทธิ์เท่าใด

ที่สำคัญที่สุด เลโอนาร์โดยังคิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆ วิธีการสำหรับกระบวนการหล่อ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการออกแบบเครื่องจักรที่ซับซ้อนเพื่อสร้างแม่พิมพ์ที่ต้องการ

การศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับอนุสาวรีย์ขี่ม้าของเลโอนาร์โดสำหรับดยุคแห่งมิลาน ลงวันที่ ค.ศ. 1490 ต่อมาเขาได้ทำให้การออกแบบง่ายขึ้น โดยตระหนักว่ามันจะซับซ้อนเกินไปที่จะทำให้เป็นจริงได้ (เครดิตรูปภาพ: สาธารณสมบัติ)

น่าเสียดายที่โครงการนี้ถูกระงับหลังจากเกิดการระบาดของสงครามอิตาลีในทศวรรษที่ 1490 และเสบียงทองสัมฤทธิ์ของมิลานถูกหันเหไปสร้างอาวุธแทน

จากนั้น เมื่อกองทหารฝรั่งเศสเข้าสู่มิลานในปี 1499 และสฟอร์ซาถูกล้มล้าง โครงการนี้จึงถูกละทิ้งโดยดี ตามนิทานเรื่องหนึ่งว่าบุกรุกทหารใช้แบบจำลองดินเหนียวขนาดมหึมาของเลโอนาร์โดในการฝึกเป้าหมาย

8. ชุดประดาน้ำ

หลังจากการรุกรานมิลาน เลโอนาร์โดหนีออกจากนครรัฐและใช้เวลาช่วงสั้นๆ ในเวนิส

เนื่องจากบ้านใหม่ชั่วคราวของเขายังถูกคุกคามจากมหาอำนาจต่างชาติ (คราวนี้โดย อาณาจักรออตโตมัน) พหูสูตเสนอตัวเป็นวิศวกรการทหารอีกครั้ง

ใน Codex Arundel เลโอนาร์โดแสดงการออกแบบชุดดำน้ำที่ทำจากหนัง พร้อมด้วยแว่นตาแก้วและท่ออ้อย

ตามทฤษฎีแล้ว ชุดนี้จะอนุญาตให้ทหารเวนิสเดินบนพื้นทะเลและก่อวินาศกรรมเรือข้าศึกจากเบื้องล่างได้ ถังอากาศที่ลอยอยู่บนผิวน้ำช่วยให้หายใจได้

หนึ่งในการออกแบบของเลโอนาร์โดสำหรับเครื่องช่วยหายใจใต้น้ำ (พบใน Codex Arundel ) ควบคู่ไปกับการจัดแสดงพิพิธภัณฑ์สมัยใหม่ที่แสดงให้เห็นว่าหน้ากากจะพอดีกับศีรษะของนักประดาน้ำได้อย่างไร (เครดิตรูปภาพ: โดเมนสาธารณะ / สาธารณสมบัติ)

9. 'หุ่นยนต์'

เช่นเดียวกับเครื่องบิน สะพาน และอาวุธ เลโอนาร์โดยังสร้างอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อความบันเทิงเท่านั้น

ประมาณปี 1495 เขาได้วางแผนสำหรับอัศวินจักรกล - ชุดเกราะ- สวมชุด 'หุ่นยนต์' ที่สามารถลุกขึ้นนั่ง ขยับศีรษะ และแม้แต่โบกดาบในมือได้

หลังจากหมกมุ่นอยู่กับการศึกษากายวิภาคศาสตร์ เลโอนาร์โดรู้วิธีสร้างระบบเกียร์และรอกที่ซับซ้อนของอัศวิน เลียนแบบการเคลื่อนไหวของร่างกายมนุษย์ให้ใกล้เคียงมากที่สุด

แม้ว่าการวาดภาพอัศวินทั้งหมดจะไม่รอด แต่ Mark Rosheim ผู้เชี่ยวชาญด้านหุ่นยนต์ชาวอเมริกันสามารถสร้างแบบจำลองการทำงานที่ประสบความสำเร็จในปี 2545 โดยใช้บันทึกของ Leonardo

แบบจำลองขนาดย่อของอัศวินจักรกลของเลโอนาร์โดและผลงานด้านในที่จัดแสดงในกรุงเบอร์ลิน ชิ้นส่วนของการออกแบบดั้งเดิมไม่ถูกค้นพบจนกระทั่งปี 1950 (เครดิตรูปภาพ: สาธารณสมบัติ)

10. สิงโตจักรกล

หุ่นยนต์ที่น่าประทับใจอีกตัวหนึ่งถือกำเนิดขึ้นในช่วงบั้นปลายชีวิตของเลโอนาร์โด เมื่อ – ภายใต้การว่าจ้างของจูเลียโน เด เมดิชี (พี่ชายของสมเด็จพระสันตะปาปาลีโอที่ 10) – เขาสร้างสิงโตจักรกลเพื่อเป็นของขวัญทางการทูตสำหรับกษัตริย์ฟรานซิส ฉันแห่งฝรั่งเศส

ตามรายงานร่วมสมัย สัตว์ร้ายสามารถเดิน ขยับหัว และเปิดหน้าอกของมันเพื่อเผยให้เห็น เฟลอร์-เดอ-ลีส์ .

ในขณะที่มัน เกิดขึ้น เลโอนาร์โดเข้ารับราชการของกษัตริย์ในปี 1516 เขาได้รับบ้านของตัวเองในลุ่มแม่น้ำลัวร์ ซึ่งเขาเสียชีวิตในอีก 3 ปีต่อมาด้วยวัย 67 ปี

เลโอนาร์โดถูกฝังในแอมบอยซีภายในโบสถ์เล็ก ๆ ที่ตั้งอยู่ภายในบริเวณ ของปราสาทหลวง – สถานที่พำนักแห่งสุดท้ายที่ค่อนข้างเรียบง่ายสำหรับหนึ่งในผู้ที่มีความคิดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเท่าที่โลกเคยเห็นมา

ภาพวาดของปราสาทที่เมือง Amboise ประเทศฝรั่งเศส – เมืองที่ Leonardo ใช้เวลาในช่วงปีสุดท้าย ของชีวิตของเขา ภาพร่างดังกล่าวมาจากผู้ช่วยของเขา Francesco Melzi (เครดิตรูปภาพ: Public Domain)