Il primo esempio conosciuto di un meccanismo a orologeria è il meccanismo di Antikythera, un computer analogico con ingranaggi del primo secolo a.C., simile a un astrolabio, per il calcolo delle posizioni astronomiche e delle eclissi, recuperato da un naufragio greco. Ci sono molti altri resoconti di dispositivi ad orologeria nell’antica Grecia, anche nella sua mitologia, e il meccanismo stesso è abbastanza sofisticato da indicare una storia significativa di dispositivi minori che hanno portato alla sua creazione.
Ad un certo punto, questo livello di sofisticazione nella tecnologia dell’orologeria fu perso o dimenticato in Europa, e ritornò solo quando fu portato dal mondo islamico dopo le Crociate, insieme ad altre conoscenze che portarono al Rinascimento. L’orologeria ha finalmente recuperato l’equivalente dei livelli tecnologici pre-romani nel XIV secolo.
Come nella mitologia greca, ci sono ambiziose affermazioni di automazione nelle leggende di altre culture. Per esempio, nella leggenda ebraica, Salomone usò la sua saggezza per progettare un trono con animali meccanici che lo acclamavano come re quando vi saliva; quando si sedeva, un’aquila gli metteva una corona in testa e una colomba gli portava un rotolo della Torah. Si dice anche che quando il re Salomone saliva sul trono, un meccanismo si metteva in moto. Non appena salì sul primo gradino, un bue e un leone d’oro allungarono ciascuno un piede per sostenerlo e aiutarlo a salire sul gradino successivo. Da ogni lato, gli animali aiutavano il re a salire fino a quando non era comodamente seduto sul suo trono.
Nell’antica Cina, un curioso resoconto dell’automazione si trova nel testo Lie Zi, scritto nel III secolo a.C. All’interno di esso c’è la descrizione di un incontro molto precedente tra il re Mu di Zhou (1023-957 a.C.) e un ingegnere meccanico conosciuto come Yan Shi, un “artificiere”. Quest’ultimo presentò con orgoglio al re una figura a grandezza naturale e a forma umana del suo lavoro meccanico (ortografia Wade-Giles):
Il re fissò la figura con stupore. Camminava a passi rapidi, muovendo la testa su e giù, così che chiunque l’avrebbe presa per un essere umano vivo. L’artefice gli toccò il mento, ed essa cominciò a cantare, perfettamente intonata. Toccò la sua mano, ed esso cominciò a posturare, tenendo un tempo perfetto… Mentre lo spettacolo volgeva al termine, il robot strizzò l’occhio e fece delle avances alle signore presenti, al che il re si infuriò e avrebbe fatto giustiziare Yen Shih sul posto se quest’ultimo, in preda ad una paura mortale, non avesse immediatamente fatto a pezzi il robot per fargli vedere cos’era veramente. E, in effetti, si rivelò essere solo una costruzione di pelle, legno, colla e lacca, variamente colorata di bianco, nero, rosso e blu. Esaminandolo da vicino, il re trovò tutti gli organi interni completi: fegato, bile, cuore, polmoni, milza, reni, stomaco e intestino; e sopra questi ancora, muscoli, ossa e membra con le loro articolazioni, pelle, denti e capelli, tutti artificiali… Il re provò l’effetto di togliere il cuore, e trovò che la bocca non poteva più parlare; tolse il fegato e gli occhi non potevano più vedere; tolse i reni e le gambe persero la loro forza di movimento. Il re si rallegrò.
Altri esempi notevoli includono la colomba di Archytas, menzionata da Aulo Gellio. Simili resoconti cinesi di automi volanti sono scritti dal filosofo mohista Mozi del V secolo a.C. e dal suo contemporaneo Lu Ban, che costruirono uccelli artificiali di legno (ma yuan) che potevano volare con successo, secondo lo Han Fei Zi e altri testi.
Dall’XI secolo, l’orologio era usato in Europa sia per gli orologi che per seguire gli eventi astronomici. Gli orologi non tenevano il tempo in modo molto accurato per gli standard moderni, ma i dispositivi astronomici erano accuratamente utilizzati per prevedere le posizioni dei pianeti e altri movimenti. La stessa linea temporale sembra applicarsi in Europa, dove gli scappamenti meccanici erano usati negli orologi in quel periodo.
Fino al XV secolo, l’orologio era azionato dall’acqua, dai pesi o da altri mezzi rotondi e relativamente primitivi, ma nel 1430 fu presentato a Filippo il Buono, duca di Borgogna, un orologio azionato da una molla. Questa divenne una tecnologia standard insieme ai movimenti azionati da pesi. A metà del XVI secolo, Christiaan Huygens prese un’idea di Galileo Galilei e la sviluppò nel primo meccanismo moderno a pendolo. Tuttavia, mentre la molla o il peso fornivano la forza motrice, il pendolo controllava semplicemente il tasso di rilascio di quella forza attraverso un meccanismo di fuga (uno scappamento) ad un tasso regolato.
La Smithsonian Institution ha nella sua collezione un monaco a orologeria, alto circa 15 pollici (380 mm), forse risalente al 1560. Il monaco è mosso da una molla azionata da una chiave e cammina lungo il percorso di un quadrato, battendosi il petto con il braccio destro, mentre solleva e abbassa una piccola croce di legno e un rosario nella mano sinistra, girandosi e annuendo con la testa, roteando gli occhi e pronunciando silenziosi ossequi. Di tanto in tanto, porta la croce alle labbra e la bacia. Si crede che il monaco sia stato fabbricato da Juanelo Turriano, meccanico del Sacro Romano Imperatore Carlo V.
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