เครื่อง Heath Robinsonเป็นเครื่องที่นักถอดรหัส ชาวอังกฤษใช้ ในโรงเรียนรหัสและการเข้ารหัสของรัฐบาลที่Bletchley Parkในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเพื่อถอดรหัส Lorenz cipherซึ่งทำให้สามารถถอดรหัสข้อความใน รหัส โทรพิมพ์ ของเยอรมัน ที่ผลิตโดย เครื่องเข้ารหัสแบบอินไลน์ Lorenz SZ40/42ได้ ทั้งรหัสและเครื่องจักรถูกเรียกว่า "Tunny" โดยนักถอดรหัส ซึ่งตั้งชื่อรหัสโทรพิมพ์ของเยอรมันต่างๆ ตามชื่อปลาโดยหลักแล้วเป็นเครื่องจักรแบบอิเล็กโทรแมคคานิกส์ ประกอบด้วยหลอดสุญญากาศ ไม่เกินสองโหล ^{[ 2 ]}และเป็นต้นแบบของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ Colossusมันถูกขนานนามว่า "Heath Robinson" โดยเหล่าWrensที่ใช้งานมัน ตามชื่อของนักวาดการ์ตูนWilliam Heath Robinsonผู้ซึ่งวาดอุปกรณ์กลไกที่ซับซ้อนอย่างมากสำหรับงานง่ายๆ คล้ายกับ (และค่อนข้างมาก่อน) Rube Goldbergในสหรัฐอเมริกา^{[ 3 ]}

ข้อกำหนดการทำงานของเครื่องจักรนั้นจัดทำโดยMax Newmanการออกแบบทางวิศวกรรมหลักเป็นผลงานของ Frank Morrell ^{[ 4 ]}ที่สถานีวิจัยไปรษณีย์ที่ Dollis Hill ในลอนดอนเหนือ โดยมีTommy Flowers เพื่อนร่วมงานของเขา เป็นผู้ออกแบบ "หน่วยรวม" ^{[ 5 ]}ดร. CE Wynn-WilliamsจากTelecommunications Research Establishmentที่ Malvern เป็นผู้ผลิตตัวนับวาล์วอิเล็กทรอนิกส์และรีเลย์ความเร็วสูง^{[ 5 ]}การก่อสร้างเริ่มต้นในเดือนมกราคม พ.ศ. 2486 ^{[ 6 ]}เครื่องต้นแบบถูกส่งไปยัง Bletchley Park ในเดือนมิถุนายน และถูกนำมาใช้ครั้งแรกเพื่อช่วยอ่านข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสในปัจจุบันในเวลาต่อมาไม่นาน^{[ 7 ]}

เนื่องจาก Robinson ค่อนข้างช้าและไม่น่าเชื่อถือ จึงถูกแทนที่ด้วยคอมพิวเตอร์ Colossus ในภายหลัง สำหรับวัตถุประสงค์หลายอย่าง รวมถึงวิธีการที่ใช้ต่อต้านเครื่องเข้ารหัสโทรเลขออนไลน์ Lorenz SZ42 แบบ 12 โรเตอร์ (ชื่อรหัส Tunny ซึ่งหมายถึงปลาทูน่า) ^{[ 8 ] [ 9 ]}

พื้นฐานของวิธีการที่เครื่อง Heath Robinson นำมาใช้คือ"เทคนิค 1+2"ของBill Tutte ^{[ 10 ]}ซึ่งเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบสองในห้าอิมพัลส์แรก^{[ 11 ]}ของอักขระของข้อความบน เทป เข้ารหัสและรวมเข้ากับสองอิมพัลส์แรกของส่วนหนึ่งของคีย์ที่สร้างขึ้นโดยล้อของเครื่อง Lorenz ซึ่งเกี่ยวข้องกับการอ่านเทปกระดาษสองวงยาว วงหนึ่งมีข้อความเข้ารหัส และอีกวงหนึ่งมีส่วนประกอบของคีย์ โดยการทำให้เทปคีย์ยาวกว่าเทปข้อความหนึ่งตัวอักขระ ตำแหน่งเริ่มต้น 1271 ตำแหน่งของ ลำดับ _{1 2} แต่ละตำแหน่ง จะถูกลองกับข้อความ^{[ 12 ]}จะมีการนับจำนวนสำหรับแต่ละตำแหน่งเริ่มต้น และหากเกิน "ผลรวมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า" จะถูกพิมพ์ออกมา จำนวนสูงสุดน่าจะเป็นค่าที่มีค่า₁และ₂ ที่ถูกต้อง ด้วยค่าเหล่านี้สามารถลองตั้งค่าล้ออื่นๆ เพื่อถอดรหัสตำแหน่งเริ่มต้นของล้อทั้งห้าตำแหน่งสำหรับข้อความนี้ได้ จากนั้นจึงสามารถลบผลกระทบของส่วนประกอบของกุญแจออกได้ และข้อความที่แก้ไขแล้วนั้นสามารถโจมตีได้ด้วยวิธีการแบบแมนนวลใน Testery${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$${\displaystyle \chi }$

"โครงเตียง" เป็นระบบรอกที่ขับเคลื่อนเทปสองวงต่อเนื่องกันให้ทำงานประสานกัน ในตอนแรกนั้นใช้ล้อเฟืองคู่บนแกนเดียวกัน แต่ต่อมาได้เปลี่ยนมาใช้รอกเสียดทานโดยให้ล้อเฟืองรักษาการทำงานประสานกันแทน ซึ่งทำให้เทปเสียหายลดลง ความเร็วสูงสุดที่ทำได้คือ 2,000 ตัวอักษรต่อวินาทีสำหรับเทปที่สั้นกว่า แต่เพียง 1,000 ตัวอักษรสำหรับเทปที่ยาวกว่า เทปจะถูกนำทางผ่านอาร์เรย์ของเซลล์โฟโตอิเล็กทริกซึ่งจะอ่านตัวอักษรและสัญญาณอื่นๆ^{[ 13 ]}ความยาวของเทปบนโครงเตียงมีตั้งแต่ 2,000 ถึง 11,000 ตัวอักษร^{[ 14 ]}

เทปที่มีรูพรุนจะถูกอ่านด้วยโฟโตอิเล็กทริกที่ "เกต" ซึ่งวางไว้ใกล้กับเฟืองให้มากที่สุดเพื่อลดผลกระทบของเทปที่ยืดออก ตัวอักษรที่ต่อเนื่องกันบนเทปจะถูกอ่านโดยชุดโฟโตเซลล์สิบตัว ตัวที่สิบเอ็ดสำหรับรูเฟือง และอีกสองตัวสำหรับสัญญาณ "หยุด" และ "เริ่ม" ที่เจาะด้วยมือระหว่างช่องที่สามและสี่ และช่องที่สี่และห้า^{[ 13 ]}

สิ่งนี้ได้รับการออกแบบโดยTommy Flowersจากสถานีวิจัยไปรษณีย์ที่ Dollis Hill ในลอนดอนเหนือ^{[ 5 ]}มันใช้หลอดสุญญากาศ (หลอดสุญญากาศ) เพื่อสร้างตรรกะ ซึ่งเกี่ยวข้องกับ ฟังก์ชัน บูลีน"หรือแบบพิเศษ" (XOR)ในการรวมบิตสตรีมต่างๆ ใน ​​" ตารางความจริง " ต่อไปนี้ 1แทน "จริง" และ0แทน "เท็จ" (ที่ Bletchley Park สิ่งเหล่านี้เรียกว่าxและ•ตามลำดับ)

ชื่ออื่น ๆ ของฟังก์ชันนี้ ได้แก่ "ไม่เท่ากัน" (NEQ), " การบวก แบบโมดูลัส 2" (โดยไม่มีตัวทด) และ "การลบแบบโมดูลัส 2" (โดยไม่มี 'การยืม') โปรดทราบว่าการบวกและการลบแบบโมดูลัส 2 นั้นเหมือนกัน บางคำอธิบายเกี่ยวกับการถอดรหัส Tunny อ้างถึงการบวก และบางคำอธิบายอ้างถึงการหาผลต่าง เช่น การลบ แต่ทั้งสองอย่างมีความหมายเหมือนกัน

หน่วยรวมรหัสใช้ตรรกะของวิธีการทางสถิติของ Tutteซึ่งกำหนดให้เทปกระดาษที่บรรจุข้อความที่เข้ารหัสแล้วต้องถูกทดสอบกับเทปที่บรรจุส่วนประกอบของเครื่องเข้ารหัส Lorenz ที่สร้างขึ้นโดย วงล้อ chi สองวงที่เกี่ยวข้อง ในตำแหน่งเริ่มต้นที่เป็นไปได้ทั้งหมด จากนั้นจึงนับจำนวน0ทั้งหมดที่สร้างขึ้น โดยจำนวนที่สูงแสดงถึงความน่าจะเป็นที่มากขึ้นที่ตำแหน่งเริ่มต้นของ ลำดับคีย์ chiจะถูกต้อง

วินน์-วิลเลียมส์ได้รับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์จากการทำงานที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชกับเซอร์เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด [ ^{15 ] ใน}ปี พ.ศ. 2469 เขาได้สร้างเครื่องขยายสัญญาณโดยใช้หลอดสุญญากาศ (หลอดสุญญากาศ) สำหรับกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กมากที่เกิดขึ้นจากเครื่องตรวจจับในการทดลองการสลายตัวของนิวเคลียร์ รัทเทอร์ฟอร์ดได้ขอให้เขาทุ่มเทความสนใจไปที่การสร้างเครื่องขยายสัญญาณหลอดสุญญากาศที่เชื่อถือได้และวิธีการบันทึกและนับอนุภาคเหล่านี้ ตัวนับใช้หลอดไทราตรอน ที่บรรจุก๊าซ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ แบบสองสถานะ

ตัวนับที่ Wynn-Williams ออกแบบสำหรับ Heath Robinson และต่อมาสำหรับคอมพิวเตอร์ Colossusใช้ไทราตรอนในการนับหน่วย 1, 2, 4, 8; รีเลย์ ความเร็วสูง ในการนับหน่วย 16, 32, 48, 64; และรีเลย์ที่ช้ากว่าในการนับ 80, 160, 240, 320, 400, 800, 1200, 1600, 2000, 4000, 6000 และ 8000 ^{[ 14 ]}จำนวนนับที่ได้จากการวนรอบเทปข้อความแต่ละครั้งจะถูกเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า และหากเกินกว่าค่าดังกล่าว จะแสดงพร้อมกับจำนวนนับที่ระบุตำแหน่งของเทปคีย์ที่สัมพันธ์กับเทปข้อความ ในตอนแรก ผู้ปฏิบัติงาน Wren ต้องจดบันทึกตัวเลขเหล่านี้ก่อนที่จะแสดงจำนวนครั้งถัดไปที่เกินเกณฑ์ ซึ่งถือเป็น "แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่มีประโยชน์" ^{[ 16 ]}ดังนั้นจึงมีการนำเครื่องพิมพ์มาใช้ในไม่ช้า

Heath Robinson รุ่นดั้งเดิมเป็นต้นแบบและมีประสิทธิภาพแม้จะมีข้อบกพร่องร้ายแรงหลายประการ^{[ 16 ]} ข้อ บกพร่องทั้งหมด ยกเว้นเพียงข้อเดียว คือ การขาดความสามารถในการ "ขยาย" ^{[ 17 ]}ได้รับการแก้ไขอย่างต่อเนื่องในการพัฒนาสิ่งที่ต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อ " Old Robinson " ^{[ 18 ]}อย่างไรก็ตามTommy Flowersตระหนักว่าเขาสามารถสร้างเครื่องจักรที่สร้างกระแสคีย์ทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ เพื่อขจัดปัญหาหลักของการทำให้เทปสองม้วนซิงโครไนซ์กัน นี่คือจุดกำเนิดของคอมพิวเตอร์ Colossus

แม้ว่า Colossus จะประสบความสำเร็จ แต่แนวทางของ Robinson ก็ยังคงมีคุณค่าสำหรับปัญหาบางอย่าง มีการพัฒนาเวอร์ชันที่ได้รับการปรับปรุง โดยตั้งชื่อเล่นว่า Peter Robinson และ Robinson and Cleaver ตามชื่อห้างสรรพสินค้าในลอนดอน^{[ 19 ]}การพัฒนาแนวคิดเพิ่มเติมคือเครื่องจักรที่เรียกว่า Super Robinson หรือ Super Rob ^{[ 20 ]}ออกแบบโดย Tommy Flowers เครื่องนี้มีแท่นวางสี่แท่น^{[ 21 ]}เพื่อให้สามารถใช้งานเทปได้สี่ม้วน และใช้สำหรับการทดสอบความลึกและ "cribs" หรือการโจมตีแบบรู้ข้อความธรรมดา^{[ 22 ] [ 23 ]}