دوچرخه

اختراع دوچرخه

-
ارنست میچاکس,پیر میچاکس,پیر لالمنت

از دیرباز، حمل‌ونقل و جابه‌جایی بشر به عنوان یکی از مهم‌ترین مشغله‌های ذهنی مخترعین و نوآوران بوده که با مرور پیشرفت‌های صورت گرفته در طول تاریخ، می‌توان مجموعه‌ای عظیم از نوآوری‌ها و پیشرفت‌های فناورانه در این مسیر را مشاهده نمود. امروزه انواع هواپیماها، بالگردها و خودروهای بسیار پیشرفته با قابلیت هدایت خودکار و حتی مترو، به راحتی در دسترس بوده و برای جابه‌جایی میلیون‌ها نفر در طول روز بکار گرفته می‌شود. هر یک از وسایط نقلیه، متشکل از ده‌ها و یا صدها فناوری پیچیده و بسیار حساس است که سالیان سال تلاش و همت مخترعین و نوآوران مختلف را در خود گنجانده است. با این حال و در کمال تعجب، در مقایسه با موارد اشاره شده، یک وسیله نقلیه ساده و کاربردی، هنوز هم به‌عنوان یکی از مظاهر حمل‌ونقل مدرن مطرح بوده و توجه بسیاری از دولت‌ها و مردم را به خود معطوف نموده است: «دوچرخه».

دوچرخه از دیرباز به‌عنوان یک وسیله رایج در حمل‌ونقل (به‌ویژه در مسافت‌های کوتاه)، مورد استفاده اقشار مختلف بوده است. شاید رمز ماندگاری دوچرخه را بتوان در همین راضی نمودن تیپ‌ها و گروه‌های مختلف مردم، با نیازها و انتظارات گوناگون دانست؛ به‌طوری که برخی از آن برای عبور و مرور در فواصل کوتاه بین منزل و محل کار استفاده نموده و گروهی دیگر، دوچرخه‌سواری را یک سرگرمی مفرح و لذت‌بخش می‌دانند و البته گروهی نیز، به چشم یک ورزش حرفه‌ای به آن می‌نگرند. با توجه به روند آلودگی شهرهای بزرگ و تبلیغات همه‌جانبه مبنی بر عدم استفاده از خودروهای دارای سوخت فسیلی، دوچرخه به‌عنوان یک وسیله نقلیه مورد تأیید که در عین حال سلامتی کاربر را نیز تضمین می‌کند، مورد توجه بسیاری از افراد قرار گرفته است.

اما دوچرخه چگونه پدید آمده است؟ چه کسی آن را اختراع نموده و در طول زمان، چه تغییر و تحولاتی برای آن رخ داده است؟ بررسی‌ها نشان می‌دهد که دوچرخه دارای سابقه‌ای طولانی از نوآوری و تکامل فناورانه است و عملاً تلاش‌های مجموعه‌ای از مخترعین و فناوران، موجب شده تا دوچرخه‌ها به وضعیت کنونی برسند. نکته دیگری که دوچرخه را از بسیاری از اختراعات دیگر متمایز می‌کند، این است که این وسیله نه‌تنها تکامل فناوری، بلکه تکامل مهارت‌های انسانی بر بستر زمان را نشان می‌دهد. فناوری‌های زیادی با هدف ساده و آسان‌تر شدن زندگی روزمره ایجاد شده و بر همین مبنا توسعه یافته است، اما تنها تعداد کمی از آن‌ها به این مهم دست یافته‌اند. دوچرخه یکی از این اختراعات نادر است که هم زندگی انسان را تسهیل نموده، هم سلامت جسم و روح را به‌عنوان یک ورزش مفرح و سالم تأمین می‌کند.

تاریخچه تولید و توسعه دوچرخه آن‌چنان طولانی نیست و اگر دوچرخه را به شکل مدرن آن در نظر بگیریم، می‌توان گفت که اولین دوچرخه‌ها تا چند صد سال پیش اصلاً وجود نداشتند. با این حال، چندین طرح و نقشه مرتبط با دوران رنسانس وجود دارد که دستگاهی شبیه دوچرخه را توصیف می‌کنند. مشهورترین این طرح‌ها، در سال ۱۵۳۴ میلادی، توسط یکی از شاگردان مشهور لئوناردو داوینچی «Leonardo da Vinci»، به نام جیان جیاموکو کاپروتی «Gian Giacomo Caprotti» ارائه شده است. علاوه بر این طرح منحصربه‌فرد که می‌تواند نخستین طرح برای چیزی شبیه به دوچرخه قلمداد شود، دستگاهی به نام «Célérifère» نیز، توسط یک فرانسوی در کاخ سلطنتی فرانسه طراحی شده است. این دستگاه بدون فرمان که یک جایگاه برای نشستن بر روی یک قاب چوبی در آن تعبیه شده و نیروی حرکتی خود را از هل دادن تأمین می‌کرد، یک پیشگام برای ایده دستگاه‌های دو چرخ، به جای دستگاه‌های معمول چهار چرخ در آن زمان به شمار می‌آید.

این وضعیت، تا اوایل قرن نوزدهم میلادی ادامه داشت، زمانی که یک نقطه عطف در مسیر توسعه و تکامل دوچرخه به حساب آمده و عملاً اولین دوچرخه‌های کاربردی و ایمن، از سوی مخترعین معرفی گردید. اولین دوچرخه ساخته شده در این دوره، به کارل ون دریس «Karl von Drais» اختصاص دارد. این مخترع آلمانی، در سال ۱۸۱۷ میلادی، یک دستگاه جدید با نام «Running Machine» یا «Laufmaschine» طراحی و تولید نمود و آن را در سال ۱۸۱۸، به‌عنوان نخستین دستگاه تجاری موفق، در سیستم پتنت به ثبت رسانید. این دستگاه چوبی و بدون پدال که عموم مردم نام آن را «اسب مخروطی» گذاشته بودند، تا قبل از آن‌که به دلیل تصادفات بسیار زیاد و آسیب‌های ناشی از آن ممنوع شود، محبوبیت فراوانی در اروپا یافته بود.

طی دهه ۱۸۲۰ میلادی و پس از آن، چندین مخترع از کشورهای مختلف، سعی در توسعه و بهبود طراحی «دریس» داشتند که یکی از برجسته‌ترین آن‌ها، نوآوری دنیس جانسون «Denis Johnson» در ساده‌سازی طرح مذکور بود. یک نکته جالب در طی این سال‌ها، ظهور دوچرخه‌هایی با سه یا چهار چرخ بود، چرا که شرایط برقراری تعادل در نمونه‌های قبلی آن‌چنان مقبولیت نداشت و مخترعین سعی در توسعه دستگاهی همراه با تعادل کامل داشتند.

در سال ۱۸۳۹ میلادی، یک آهنگر اسکاتلندی به نام پاتریک مک میلان «Kirkpatrick MacMillan»، موفق به ساخت یک وسیله نقلیه مکانیکی با دو چرخ شد که قابلیت استفاده در مسیرهای ریلی را داشت. شاید خود این دستگاه در تاریخچه توسعه و تکامل دوچرخه جایگاه ویژه‌ای نداشته باشد، اما از این جهت ارزشمند است که سال‌ها بعد (۱۸۶۳ میلادی)، دوچرخه ابداعی مک میلان، توسط یک پدر و پسر به نام‌های پیر و ارنست میچاکس «Pierre & Ernest Michaux» و با همکاری شریکشان به نام پیر لالمنت «Pierre Lallement»، بازطراحی شده و به‌عنوان اولین دوچرخه دارای خط تولید انبوه، به بازار عرضه گردید. این دوچرخه که دارای پدال بود، به زودی به‌عنوان دستگاهی شناخته شد که تعادل داشتن با آن بسیار سخت بوده و راندن آن با لرزش و تکان‌های فراوان همراه است و به همین دلیل، تحت عنوان «لرزاننده استخوان‌ها» یا «Boneshaker» مشهور شد. البته با توجه به قابلیت استفاده آن در مسیرهای ریلی، محبوبیت این دوچرخه تا سال‌ها حفظ شد.

روزهای خوب دستگاه ابداعی ارنست و پیر میچاکس، در سال ۱۸۷۰ میلادی و به دنبال آغاز جنگ در فرانسه، به پایان رسید و برخی نقص‌های عمده در طراحی این دستگاه، موجب شد تا سایر مخترعین به فکر بهبود و رفع این نقص‌ها بیفتند. دوچرخه ساخته شده توسط ایگن میر «Eugène Meyer»، متشکل از یک چرخ بسیار بزرگ که مکان نشستن فرد بر روی آن تعبیه شده بود، از مصادیق این امر است که تقریباً جزء ثابت تمامی فیلم‌های کلاسیک و صامت آن سال‌ها محسوب می‌شود. البته هنوز هم چالش‌های متعددی پیش روی استفاده‌کنندگان دوچرخه وجود داشت؛ توانایی افراد برای سوار شدن به دوچرخه کمی محدود بود و در عین حال، سفر با سرعت بالا نیز، می‌توانست عدم ثبات دستگاه را افزایش دهد. در مجموع، دوچرخه‌سواران باید از مهارت بالایی در راندن دوچرخه برخوردار می‌بودند و در غیر این صورت، با صدماتی جدی مواجه می‌شدند.

بزرگ‌ترین تغییر در مفهوم دوچرخه که جهش فناورانه بعدی را فراهم نمود، در سال ۱۸۸۵ میلادی و توسط جان کمپ استارلی «John Kemp Starley» معرفی گردید. این دوچرخه که «دوچرخه ایمن» نام داشت، از زنجیر چرخ برای انتقال نیرو به چرخ‌ها و حرکت دوچرخه استفاده می‌کرد و همین نوآوری به ظاهر کوچک، اجازه می‌داد تا صندلی دوچرخه در مرکز آن و نه بر روی چرخ‌ها جای گیرد. در نتیجه این نوآوری، دوچرخه کاملاً باثبات و ایمن گردید و کنترلش توسط کاربر به شدت آسان شد.

لاستیک پنوماتیک جان دالوپ «John Dunlop» در سال ۱۸۸۸ میلادی و قاب الماسی شکل دوچرخه که ایزاک جانسون «Isaac R Johnson» در سال ۱۸۸۹ میلادی معرفی نمود، از دیگر نوآوری‌هایی بود که دوچرخه ایمن جان استارلی را با استقبال بیشتری مواجه ساخت.

شاید بتوان سه مخترع کلیدی دوچرخه را که سهم اساسی در توسعه و بهبود این اختراع مهم داشته‌اند، کارل ون دریس آلمانی، میچاکس و و نیز جان استارلی دانست. از سوی دیگر، اگر مسیر توسعه و تکامل دوچرخه را از منظر پتنت و ثبت اختراع بنگریم، می‌توان آن‌ها را در چند دسته تقسیم نمود. برای مثال، نوآوری‌های مرتبط با پدال و مکانیسم‌های حرکتی دوچرخه، به سال‌های دهه ۱۸۶۰ میلادی باز می‌گردد. از مهم‌ترین این پتنت‌ها، می‌توان به «US59915» و «US89341» اشاره نمود. بخش دیگری از نوآوری‌ها، به افزایش ابعاد چرخ جلو و بهبود مکانیسم حرکتی با هر بار چرخش پدال‌ها اشاره دارد که در این زمینه نیز، پتنت‌هایی همچون «US415072» و «US351001»، مشهورتر از دیگران هستند. بهبودهای مرتبط با دوچرخه ایمن جان استارلی که عمدتاً نوآوری‌های مدرن صنعت دوچرخه را در بر می‌گیرند، گروه دیگری از نوآوری‌های کلیدی این حوزه هستند. 

گفتنی است که از اواخر دهه ۱۸۹۰ میلادی، شرکت‌های مختلفی در زمینه طراحی، تولید و عرضه انواع دوچرخه فعال شدند و عملاً صنعت دوچرخه در سال‌های ابتدایی ۱۹۰۰، به یک کسب‌وکار پر رونق مبدل گردید. نقطه تمرکز جدید این شرکت‌ها و مخترعین شاغل در آن‌ها، دوام دوچرخه‌های ساخته شده بود که آن را به یک انتخاب برتر برای بسیاری از اصناف، اعم از کارگران پست و حتی افسران پلیس مبدل می‌کرد. طراحی دوچرخه‌های فوق سبک برای ورزش حرفه‌ای و دوچرخه‌های ویژه زنان، از دیگر نوآوری‌های صورت گرفته در این صنعت محسوب می‌شود. امروزه انواع دوچرخه با کاربری‌های مختلفی ساخته می‌شوند که با توجه به اولویت داشتن وزن، استحکام و یا حتی کنترل بهتر دوچرخه، از طراحی و مواد و ترکیبات خاصی بهره‌مند هستند. یک تفاوت عمده بین این دوچرخه‌های مدرن و نمونه‌های قبلی، ادغام و یکپارچه شدن فناوری‌های پیشرفته در آن‌ها است، به‌طوری که انواع دوچرخه‌های دنده‌ای و حتی هیبریدی نیز، در بازار وجود دارند.