Grekozko automatos (αύτόματος) hitzetik dator automata terminoa, eta berezko mugimendua edo borondatea duena esan nahi du. Sorreratik gaurdaino, automata hitzak ibilbide luzea egin du, eta, bide horretan, hitzaren esanahia bera ere asko aldatu da.

Hasiera batean, bere kasa ibiltzeko edo funtzionatzeko gai zen objektu mekanikoari deitzen zitzaion automata. Helburua zen, batetik, eguneroko lan errepikakorrak errazteko gailuak sortzea, eta, bestetik, entretenitzeko gailuak sortzea. Automaten historiako lehenbiziko urrats haietan, aipamen berezia merezi dute greziarrek eta arabiarrek. 62. urtean, Alexandriako Heronek Automata liburua idatzi zuen, eta mekanismo ugariren funtzionamendua deskribatu zuen han. Mekanismo haien artean, txorrotxio eta hegan egiten zuten txoriak, ardoa zerbitzatzen zuten estatuak eta bestelako tramankuluak zeuden, funtzionatzeko, uraren mugimenduaz, grabitatearen indarraz edo palanka-sistemaz baliatzen zirenak.

Alejandriako Heronek asmatutako automata baten irudia

Arabiar kulturak jaso zuen herentzian greziarren jakintza, eta jaso ez ezik, zabaldu ere egin zuen. Arabiarrek ez zituzten sortu dibertitzeko mekanismoak bakarrik; eguneroko bizimodurako aplikazio praktikoa topatzen ere ahalegindu ziren. Al-Jazari (1136-1206) ingeniaria izan zen ezagunena, erloju mekanikoa eta edariak zerbitzatzen zituen giza itxurako automataren egilea, besteak beste.

Al-Jazarik bere asmakuntzak ilustratu eta haiek eraikitzeko instrukzioak idatzi zituen

XVII. mendean, Descartesen (1596-1650) eraginez, automatekiko ikuspegia aldatu zen. Haren ustez, animaliak makina konplexuak baino ez ziren, ez zuten adimen-gaitasunik, eta haien portaera automata bidez adieraz zitekeen. Descartesen printzipioei jarraiki, makina animatu edo biomekaniko ugari eraiki ziren, ezagunenak Jacques de Vaucansonen ahateak (1739). Automata mekaniko haiek ahateen berezko portaera imitatzeko gai ziren: hegoak mugitzen zituzten, karranka egin, lepoa luzatu eta ahoan sartutakoa irentsi.

Vaucansonen ahatea

Dena den, XX. mendearen erdialdera arte mugimendu korapilatsuak egiteko gailu mekanikoak baino ez ziren automatak. Garai hartan, zientzialariek (Turing, Post, McCulloch, Pitts, Von Neumann, besteak beste) makinen eredu matematiko abstraktuak eraikitzeari ekin zioten, eta automaten teoria izenez ezagutzen den arlo zientifikoaren oinarriak ezarri zituzten. Helburua zen prozesu batzuk simulatzeko gai ziren eredu teoriko edo automatak eraikitzea, matematika diskretuko ideia eta metodoak erabiliz. Mende-erdiko ibilbide laburrean, automaten teoria arlo garrantzitsuetan aplikatzen da gaur egun: programazio-lengoaien eta konpiladoreen diseinuan, lengoaiaren prozesamendu naturalean, konputagailu-joko interaktiboetan eta adimen artifizialean, besteak beste.

Automaten teoriak aztertzen eta erabiltzen dituen makina abstraktuen artean sinpleena Egoera Finitudun Automata (FSA, Finite State Automata) da; makina horrek egoera-multzo finitu bat eta erregela-zerrenda bat dauzka. FSAk sarrera gisa sinbolo jakin batzuk jasotzen ditu, eta egoera batetik bestera iragaten da erregela batzuen arabera. Erregela bakoitzak zehazten du automataren egoera, bai eta zein izango den sarrerako sinbolo bakoitzeko automataren egoera berria ere. FSA hasierako egoera deiturikotik abiatuko da. Uneko egoera eta sarrerako uneko sinboloa aztertuko dira orduan: horien arabera, erregelaren batek zehaztuko du automata zer egoeratara pasatuko den, eta egoera berria automataren uneko egoera bihurtuko da. Sarrerako azken sinboloa prozesatzen denean amaitzen da konputazioa. Automatak iristen duen azken egoerari bukaerako egoera deritzo.

Adibide baten bidez azalduko dugu: CD-irakurgailu arrunt baten funtzionamendua hiru egoeratako automata finitu bat erabiliz simula daiteke. Egoera posibleak hauek dira: Geldirik, Martxan eta Pausatua. Geldirik egoeran, CDa geldirik dago, eta ez da musikarik entzuten. Martxan egoeran, CDa biraka ibiltzen da, eta musika entzun dezakegu. Pausatua egoeran, azkenik, CDa biraka ibiltzen da, baina ez da musikarik entzuten. CD-irakurgailuaren sarrera hiru botoik osatzen dute: Play, Stop eta Pause. CD-irakurgailuaren hasierako egoera Geldirik egoera da. Egoera horretatik abiatuta beste batera igaroarazteko sarrerako botoi bakarra Play da; botoi horrek CD-irakurgailua Martxan egoeran jarriko du. Martxan dagoelarik, aukera bat baino gehiago dago: Stop botoia sakatuta, Geldirik egoerara aldatuko da; Pause botoiak Pausaturik egoeran utziko du; eta Play botoiak ez du eraginik izango egoera-aldaketan. Azkenik, Pausaturik egoeratik abiatuta, Play botoiak Martxan egoerara pasatuko du automata, eta Stop botoiak, aldiz, Geldirik egoerara.

Diagrama honek CD-irakurgailuaren egoerak eta haien arteko trantsizioak erakusten ditu, grafo zuzendu baten bidez. Egoerak zirkuluen bidez adierazi dira, eta egoera-aldaketak, berriz, gezien bidez. Sinplifikatzearren, ez dira adierazi egoera-aldaketarik ez duten trantsizioak.

CD-irakurgailuaren egoerak eta haien arteko trantsizioak

Elektronikaren alorrean, automata terminoak adiera propioa hartzen du: ingurune industrialetako prozesu sekuentzialak denbora errealean kontrolatzeko erabiltzen den gailu elektroniko programagarria da automata. PLC (Programmable Logic Controller) izenez ezagunagoa da, eta 1960z geroztik automatizazio industrialetan oso erabilia.

Siemens etxeko automata elektroniko programagarria