Робототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Слово «робототехника» (в его английском варианте «robotics») было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.
Робот (чеш. robot, от robota - подневольный труд или rob - раб) - автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.
Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.
“Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.” И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. “Робототехника: История и перспективы”
Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. В настоящее время впромышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от «человеческого».
Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов - механических людей с автоматическим управлением - относятся к эллинистической эпохе.
Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега.
Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136-1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.
Чертежи Леонардо да Винчи
Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота.
С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.
Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».
Промышленные роботы
Появление станков с числовым программным управлением привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков.
Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.
Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова:
«Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они… не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека».
Медицинские роботы
В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов.
Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера.
В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии.
Робот Da Vinci
С 2000 года компания Intuitive Surgical серийно выпускает робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру.
Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.
Робот-пылесос iRobot
В сентябре 2005 в свободную продажу впервые поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью $15 тыс. способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.
Всё большую популярность набирают роботы-уборщики (по своей сути - автоматические пылесосы), способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.
Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.
Беспилотник
Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли).
В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.
В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек (доставляются к зданию «главным роботом» - мобильным роботом на гусеничном ходу).
Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовались около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.
Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открыти.
К роботам-учёным безусловно можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса. С их помощью были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и т. н. «ниши Хеопса». Исследования продолжаются.
Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot).
Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo).
Роботы BigDog
Для неровных поверхностей создаются гибридные конструкции, сочетающие колёсный или гусеничный ход со сложной кинематикой движения колёс. Такая конструкция была применена в луноходе.
Внутри помещений, на промышленных объектах роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками.
Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов - змей, червей, рыб, птиц, насекомых и других типах роботов бионического происхождения.
Робот Tuna
Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).
В настоящее время в качестве приводов обычно используются двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.
Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля), которая позволяет добиться более точного соответствия движения робота натуральным плавным движениям живых существ.
Робот Aibo
Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошел те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.
Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).
В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов.
В июне 2009 года ученые Токийского университета представили человекоподобного робота «KOBIAN», способного выражать свои эмоции - счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение - с помощью жестов и мимики.
Робот KOBIAN
Робот способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.
Существуют компании, специализирующиеся на производстве роботов (среди крупнейших - iRobot Corporation). Роботов также выпускают некоторые компании, работающие в сфере высоких технологий: ABB, Honda, Mitsubishi, Sony, World Demanded Electronic, Gostai, KUKA.
Проводятся выставки роботов, напр. самая крупная в мире International robot exhibition (iRex) (проводится в начале ноября раз в два года в Токио, Япония).
Сколько помнит себя человечество – столько живёт в людях желание переложить на кого-нибудь тяжёлую работу… конечно всегда были люд подневольные – те ж рабы – но рабы, сожалению, тоже люди: они устают, болеют, наконец – они имеют склонность иногда бунтовать... вот если бы сделаь такой механизм, который мог бы делать всё то, что делают люди – и при этом не обладал бы недостатками живого существа…
Конечно. первыми в этом деле были боги: древнегреческий бог-кузнец Гефест делал себе работников… но мифы мифами – а кто из людей осуществил нечто подобное в реальности?
Это сделал в XII в арабский учёный Аль-Джазира. Он создал ансамбль из четырёх механических музыкантов (к сожалению, изобретение не сохранилось до наших дней, а звукозаписи тогда не было – так что насколько высокохудожественным было исполнение, сказать трудно).
Есть чертёж механического человека в работах Леонардо да Винчи. Реализовал ли Леонардо эту идею на практике – неизвестно, но если бы и реализовал – то это был бы всего лишь интересный эксперимент, не имеющий особого практического значения: механический человек мог бы только сидеть, раздвигать руки и поднимать забрало рыцарского шлема – других функций не предполагалось.
А вот знаменитый немецкий философ Альбер Великий сделал-таки весьма полезного «железного слугу», который мог даже отвечать на вопросы! Вот только попользоваться им он успел недолго: ученик Альберта Фома (будущий «ангелический доктор» Фома Аквинский) принял механического человека за дьявола и сломал его.
Особый интерес к этой теме возникает в XVII веке, появляются даже «разумы машины»… правда, каждый такой случай на поверку оказывался если не мошенничеством, то ловким трюком в машинах прятались люди – достаточно вспомнить механического турка, играющего в шахматы, сконструированного австрийским изобретателем В.Кемпеленом... но надо отдать должное: изобретателю весьма долго удавалось держать публику в обаянии, разоблачению же поспособствовал случай: во время одного из представлений в зале раздались крики: «Пожар!» Правда, тревога оказалась ложной – но паника была настоящая, и внутри автомата раздались удары…
А вот французский изобретатель Ж.Вокнасон в 1738 г. создал настоящего робота. Он был человекоподобным (сейчас такие устройства называются андродами). Трудно сказать, задумывался ли Ж.Вокансон о работе своего предшественника Аль-Джазари (1136-1206), но этот андроид тоже был музыкантом – играл на флейте… право же, непонятно, почему изобретателям прошлого так хотелось заменить андроидами именно музыкантов? Неужели мои «собратья по ремеслу» отличаются особо неуживчивым характером? И почему эта идея не пользуется спросом у писателей-фантастов? А какой драматичный роман можно было бы написать (или снять фильм) о приключениях робота-музыканта, в котором публика видит только забавную «механическую игрушку» – и не желает видеть творческую индивидуальность…
Но вернёмся к нашим роботам! Разумеется, ни Аль-Джазари, ни Альберт Великий, ни Ж.Вокансон так свои изобретения не называли… слово это – чешского происхождения, и впервые его употребил в 1920 г. чешский писатель Карел Чапек в пьесе «Р.У.Р», рассказывающей о фабрике, где производят «искусственных людей»… К.Чапек поначалу хотел назвать «искусственных людей» другим словом – «лабори», но посчитал его слишком педантичным и обратился за советом к брату, и Й.Чапек придумал слов «робот», образованное от чешского «robota» – что значит «барщина», «подневольный труд»), возможно – «rob» (раб).
Пьеса К.Чапека довольно пессимистична: роботы поднимают бунт и уничтожают человечество… Но, видимо, такие мрачные прогнозы писателя не испугали американского инженера Д.Уэксли: в 1927 г. он представил на Всемирной выставке в Нью-Йорке первого человекоподобного робота, способного выполнять простейшие движения по команде человека.
Но почему, собственно, робот должен быть человекоподобным? Ведь если он выполняет какую-то одну конкретную функцию – зачем ему две руки, две ноги, да и вообще – в ряде случаев гораздо удобнее передвигаться на колёсах или гусеницах… и когда стремление к «антропоморфности» было преодолено – началось роботы из «механических игрушек» превратились в нечто полезное: в 50-х гг. XX в. появляются механические манипуляторы для работы с радиоактивными материалами (они повторяют движения рук человека, находящегося на безопасном расстоянии), в 60-е гг. – дистанционно управляемая тележка с манипулятором, микрофоном и камерой – для обследования зон радиоактивного заражения…
И наконец, в 1962 г. в США созданы первые промышленные роботы. Они назывались «Юнимейт» и «Версатран». В них уже не было ничего антропоморфного – кроме манипулятора, отдалённо напоминающего человеческую руку. Роботы эти прекрасно справлялись со своими обязанностями (и некоторые из них справляются до сих пор).
С тех пор роботы уверенно «завоёвывают» производство, а с недавних пор – и другие сферы деятельности: появились роботы-разведчики, роботы-официанты, роботы-уборщики… В 2009 г. впервые был представлен (пока только на учениях) робот-милиционер, оснащённый винтовкой ВСК-94, пистолетом Ярыгина и метательной установкой для ручных гранат (правда, дальше учений дело так и не пошло)… словом, трудно назвать такую сферу деятельности, где не «отметились» бы роботы. Кое-где они даже заменяют домашних любимцев – например, многие японцы настолько привязаны к робощенкам, что с эти явлением связывают низкую рождаемость… прочем симулировать рождаемость японцы тоже собираются с помощью робототехники: не так давно создан робот-младенец Йотара, на котором молодые супруги смогут приобретать родительские навыки, а главное – постигать радости материнства и отцовства…
А правы ли были фантасты, говоря об опасности роботов для человека?
В определённой степени – да: с тех пор, как в 1981 г. японский рабочий Кензи Урада погиб от «руки» робота, число жертв роботов увеличивается с каждым годом… но ему далеко до количества людей, погибающих под колёсами автомобилей – и отказываться по этой причине от автотранспорта никто не собирается. О бунте роботов сегодня всерьёз не рассуждает уже никто. Гораздо более серьёзной представляется опасность, о которой предупреждает С.Лем в «Дневниках Йона Тихого»: роботы полностью заменили собой людей на производстве, в результате – на предприятиях лежат горы товаров, которые невозможно продать, а люди по всей планете в массовом порядке умирают от голода: человеческий труд стал не нужен, ни у кого нет работы – следовательно, нет денег…
Впрочем, и до этого ещё далеко… И чем дальше, тем больше разрабатывают фантасты другую тему: если робот и впрямь станет похожим на человека, если обзаведётся разумом и эмоциями – как сложатся наши взаимоотношения с таким роботом? И всё больше появляется произведений, в которых роботы вызывают гораздо больше сочувствия, чем люди – достаточно вспомнить фильмы «Искусственный интеллект», «Я, робот» или сюжетную линию репликаторов с планеты Асурас в сериале «Звёздные врата: Атлантис» (в последнем случае люди вообще выглядят какими-то фашистообразными чудовищами)…
Неужели мы в конечном итоге оставим роботам не только трудовые операции, но и нравственные принципы?
Роботы являются чудом современной науки, идеей, которая пленит и заставляет человечество трепетать. Только в жанре научной фантастики мы знаем роботов различной внешней оболочки и с разнообразным набором функций и заданий, которые они выполняют. От мнимой концепции андроида до современной реализации самостоятельно функционирующих машин, мы всегда стремились к совершенствованию технологий в этой сфере. Возникает вопрос: где появился первый робот? Как возникла эта идея, и что дало рождение этой отрасли инноваций и воображения?
Робот – это устройство, которое способно самостоятельно выполнять определённый комплекс задач. Удивительно, но первый робот возник ещё до понимания электричества. Официально он был создан примерно в 400-350 годах до н.э. Изобретателем был греческий математик Архит . Он создал фигуру деревянного голубя, которая перемещалась в воздухе с помощью пара. Это также был первый случай в изучении того, каким образом птицы способны летать.
Отец механической инженерии.
Считаясь отцом механической инженерии, Архит также был философом, математиком, государственным деятелем, стратегом и даже командующим. В целом, он был мастером на все руки. Хотя это было незаконным, его авторитет позволил ему быть избранным полководцем в течении 7 лет подряд. Это также было связано с тем, что в своей карьере, он никогда не проигрывал битву.
Одним из его достижений было решение геометрических задач об удвоении куба, поставленных Гиппократом и Хиосом. Также Архит внёс большой вклад в теорию музыки. Благодаря знаниям в математике, он определил интервалы с гармоничными полутонами, а также известные хроматические и диатонические полутона.
Он вдохновлял многих людей.
Его математические труды повлияли на Платона, Эвклида и многих других. Свидетельством того, что Платон почитал Архита, является цитата из его работы «Республика»: «Как народ получает такого хорошего правителя как Архит, вместо такого плохого правителя как Дионис II?». Позже он погиб в кораблекрушении.
Мы в долгу перед Архитом.
Его вклад в математику и науку в целом вдохновляет людей по сей день. Если бы не то маленькое изобретение летающего голубя, возможно, мы бы не имели таких невообразимых планов на наше будущее, и всех этих электротехнических и научных чудес. Начиная от роботов, которые соревнуются в
26.04.2008, 12:10В этой статье вы найдете ответы на вопросы:
1. История появления термина "Андроид
";
2. Как появился термин "Программа
";
3. Кто придумал слово "Робот
";
4. Рождение "Кибернетики
";
5. Кто придумал единицу измерения информации;
6. История появления "Искусственного Интеллекта
".
Пару слов о том, зачем я собирал информацию для этой статьи.
В наше время имя Айзека Азимова у всех на слуху. Почему - понятно. Он наш современник.
Мы читаем его произведения, смотрим фильмы, снятые по мотивам его творчества. Некоторые
постулаты, сформулированые Азимовым уже успели в определенной степени "канонизироваться".
Я ни в коей мере не пытаюсь принизить вклад этого человека в "роботизацию" общественного
мышления. Но у меня иногда складывается впечатление, что эпоха роботов в массовом сознании
ассоциируется только с Азимовым. То что было до него сейчас малоизвестно и непопулярно.
Так мне кажется...
Этой статьей я хочу напомнить о людях, которые жили до нас, которые интересовались роботами и
продвигали их развитие в соответствии с теми возможностями, которые были в их эпоху.
Сделали они немало. Начнем?
1. История появления термина "Андроид"
Слышали? В Швейцарии какой-то часовщик сделал механического человека, который
умеет писать.
- Как же, слышал! А знаете ли вы, что его сын изготовил еще одного механического человека,
который умеет рисовать.
- Что вы говорите? Вот интересно было бы посмотреть!
Такие разговоры можно было слышать везде и всюду в Западной Европе около двухсот лет тому назад.
Механические люди швейцарского часовщика Пьера-Жака Дро и его сына Анри вызывали всеобщее удивление.
О них много говорили и писали. Чтобы на них посмотреть, целые толпы прибывали в Шо де Фон,
швейцарскую деревню на границе с Францией, где жили и работали Дро.
Почти все жители этой деревни занимались производством часов. Одни делали часовые пружины,
другие изготовляли циферблаты, третьи - зубчатые колеса, винтики и цилиндры. Труд был разделен
вплоть до того, что были специалисты по изготовлению корпусов, полировке колес, винтов, рисовальщики
цифр, эмалировщики, золотильщики. Вся деревня представляла одну мануфактуру, производящую в
год несколько тысяч разнообразных часов.
Тикание маятников, медленное вращение зубчатых колес, бег секундных стрелок - весь этот блестящий
точный мирок механизмов, умещающийся на ладони или в маленькой коробке на стене, очаровал в юности
Пьера Дро, и он, несмотря на успешное окончание духовного училища, не задумываясь,
занялся часовым ремеслом.
Успехи Пьера в часовом деле были так велики, что изготовление обычных часов скоро перестало приносить
удовлетворение, и он по примеру других искусных мастеров начинает изобретать и пристраивать к часам
разные дополнительные механизмы - всякие самодвижущиеся фигурки.
Одно из первых своих изделий - замечательные маятниковые часы с пастушком и собачкой - Дро повез
в столицу Испании город Мадрид к королю Фердинанду IV. Демонстрация производилась в присутствии
многочисленной придворной знати. Возбужденный Дро показал им созданное произведение. Когда часовая
стрелка подходила к какому-либо часу, пастушок подносил ко рту флейту и свистел столько раз, сколько
должно было пробить часов.
У ног пастушка лежала собачка, охранявшая корзинку с яблоками. Стоило кому-нибудь из придворных
дотронуться до фруктов, как собачка начинала лаять. Сняли руку с фруктов - лай тут же прекращался.
Королю понравилось изобретение Пьера Дро, и он, хорошо заплатив, купил часы.
Ободренный успехами, Дро по возвращении домой задумал сделать механизм, похожий на человека
и совершающий человеческие движения. Это был дерзкий замысел мастера, который почувствовал
свою власть над колесиками и рычажками. Чтобы построить механического человека, нужно было
обладать тонким знанием механики и огромной изобретательностью. И тем не менее Пьер Дро горячо
принялся за ее разрешение.
Двадцать месяцев продолжалась упорная работа. Часто Дро засиживался далеко за полночь при свете масляного светильника. Наконец, в 1770 году, весной, появился на свет первый механический человек. Это был механический «пишущий мальчик».
Когда механический человек писал, он двигал головой, и казалось, следил за тем, что пишет.
Окончив работу, писец посыпал лист бумаги песком для высушивания чернил, а потом стряхивал его.
По чистой случайности «пишущий мальчик» и часть его «рукописей», а также и другие изобретения
отца и сына Дро сохранились до наших дней. После долгих странствий сейчас они находятся в Швейцарии,
в музее изящных искусств города Невшателя.
За работой над изготовлением «пишущего мальчика» наблюдал шестнадцатилетний сын Пьера Дро - Анри.
Мальчик унаследовал от отца исключительную способность к механике и через три года сам принялся
за постройку нового механического человека, который по замыслу должен был рисовать.
По размеру рисовальщик был таким же, как и его «старший брат». В правой руке он держал
карандаш и рисовал различные фигурки, а также писал.
Например, он мог изобразить маленькую собачонку и подписать под рисунком «мой Туту».
А портреты Людовиков XV и XVI и Марии Антуанетты и сейчас приводят в восхищение посетителей музея в Невшателе.
В процессе работы рисовальщик останавливался, как бы созерцая нарисованное, а также иногда
сдувал с листа бумаги соринки.
Спустя некоторое время оба механика, отец и сын Дро, занялись вместе изобретением и постройкой
третьего механического человека - музыкантши (рис. 2). По сложности она намного превосходила
своих «братьев». Эта кукла играла на фисгармонии, ударяя пальцами по клавишам. Четко и легко
удавались ей трели и быстрые пассажи. Перед началом игры музыкантша осматривала ноты и
делала рукой некоторые предварительные движения. Кроме того, она поворачивала голову и
глаза, как бы следя за положением рук. Ее грудь подымалась и опускалась, как будто она
дышала. Окончив игру, музыкантша наклоняла голову, благодаря слушателей за одобрение.
Свои изобретения Пьер и Анри Дро в 1774 году демонстрировали на выставке в Париже.
Движения всех трех механических людей были так естественны, что многие из зрителей
готовы были их считать живыми людьми. И только когда Дро открывали со стороны спины
сложный часовой механизм своих творений, зрители начинали верить, что перед ними находятся
действительно произведения техники, а не живые существа.
Источником движения всех трех описанных автоматов является часовой механизм с заводной пружиной.
Пружина приводит в действие сложнейшие системы зубчатых колес, рычажков, штанг и кулачков -
все то, что в дальнейшем стали называть программным механизмом.
На первый взгляд может показаться, что «игрушки» Пьера и Анри Дро не имеют никакого отношения
к развитию техники. Но это не совсем так.
Механические люди Дро сыграли очень важную роль в общем процессе человеческого познания
природы и заложили основу автоматов с программным управлением.
2. Как появился термин "Программа"
Само слово программа
происходит от греческого слова «грамма»- «писание» и приставки «про»,
которая здесь означает «наперед». Общий смысл слова «программа» - предначертание, нечто
написанное для будущего. В нашем случае программный механизм определяет всю последовательность
поведения механических людей. И ни одного движения автомата, даже самого незначительного, нельзя
изменить, не внеся в программу поправки! Ну, а что произойдет, если что-то изменится во внешних
условиях при работе автомата? Ну, скажем, если попытаться задержать руку писца, когда он пишет?
Случится одно из двух: или автомат остановится, или... в нем что-то затрещит и он сломается.
Все эти автоматы не могут реагировать на изменения внешних условий, происходящих в процессе их работы.
Тем не менее, программные автоматы стали важным шагом в развитии робототехники.
Уже в начале XIX века появляются прядильные и ткацкие станки-автоматы с программным управлением.
В грозное для Европы время, когда Наполеон завоевывал одну страну за другой и армии нужно было
много тканей, французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар нашел способ, которым можно было
бы воздействовать на сложную работу механизмов ткацкого станка. Для этого изобретатель использовал
набор картонных карт с разным расположением отверстий. Именно отверстия и были условным
обозначением порядка работы машины - ее программой. Карта проходила под щупами.
Когда щупы попадали в отверстия, они опускались и с помощью особых устройств перемещали нити
на ткацком станке. Так на тканях получались сложные узоры. Новая карта, новая программа, а значит,
и новый узор. Смена листа картонной карты равносильна замене одного жестко запрограммированного
станка другим, новой конструкции. Это уже был значительный шаг вперед по сравнению
с автоматами Дро. Ведь там каждый механический человек имел свою программу последовательности
действия и переход на новую программу был связан с переделкой всего механизма управления,
Действительно, вряд ли имело смысл строить ткацкие станки, способные вырабатывать только один,
свойственный данной конструкции узор ткани: этот узор людям быстро надоедал.
Идея ввода программы работы автомата с помощью картонных карт и набора щупов оказалась очень удачной.
Со дня изобретения Жаккара прошло более ста пятидесяти лет, однако до сих пор не найдено лучшего
способа выработки тканей, украшенных сложным рисунком.
3. Кто придумал слово "Робот"
Своим названием роботы обязаны совсем не кибернетикам и даже не инженерам, а... писателю. Это Карел Чапек - известный чешский писатель и драматург впервые придумал это слово.
 | В начале тридцатых годов Чапек написал пьесу, которую назвал «RUR». Ее герою, инженеру Россу, удалось изобрести сложную машину, которая могла выполнять все работы человека. Вот эту человекоподобную машину автор и назвал «роботом» . Изобретение Росса сразу же привлекло внимание капиталистов, которые организовали специальную фирму для производства роботов. Роботы имели полное внешнее сходство с человеком и могли выполнять всякую работу. Спрос на них был настолько велик, что завод вскоре перешел на их массовое производство. Хозяева роботов стали заменять ими живых людей на фабриках и заводах. Наконец-то капиталисты почувствовали себя спокойными. Но не надолго! Однажды роботы набросились на людей и перебили их всех. Люди на Земле прекратили свое существование, а их место заняли разумные автоматы... |
4. Рождение "Кибернетики"
Точкой отсчета принято считать 1948 год, когда основоположник кибернетики, выдающийся американский
математик Норберт Винер (1894-1964) опубликовал книгу «Кибернетика»,
в которой очень много говорилось о количественной оценке различных сигналов.
У истоков робототехники стояли талантливые люди.
Сын профессора славистики, выходца из России, Норберт Винер получил ученую степень доктора
философии в Гарвардском университете уже в возрасте 18 лет!
Появление книги как мощный взрыв потрясло весь мир. Именно она провозгласила рождение новой науки -
КИБЕРНЕТИКИ. Винер был ученым широкого профиля.
Он как бы воскресил в наши дни традиции универсализма, процветавшие во времена Декарта, Лейбница и Ньютона.
Широта интересов сочеталась в нем с глубоким убеждением в единстве науки, в необходимости тесного союза
различных ее отраслей.
Больше всего Винер стремился к изучению потаенных богатств «ничейных земель». Так он назвал пограничные
полосы, лежащие на стыках двух или нескольких наук. Именно одна из таких «ничейных областей», расположенная
между математикой, техникой и физиологией, принесла ученому мировую известность.
Кстати, одно из значений греческого слова kebernetes, от которого происходит ее название, - рулевой.
Как ни странно, но практически все создаваемые кибернетические системы на протяжении многих лет обходились
без "человека-рулевого". Совсем недавно, всего несколько лет назад, появилось новое направление - кибернетика
второго порядка (second-order cybernetics). Оно отличается от классического тем, что включает в контур управления,
бывший традиционно чисто машинным, человека-наблюдателя.
5. Кто придумал теорию информации и единицу измерения информации "Бит"
В 1948 году Клод Шеннон, другой американский математик, опубликовал работу «Математическая теория связи».
Фактически работа Шеннона предопределила путь, по которому с тех пор развивается раздел кибернетики
- теория информации
.
С момента появления работы Шеннона математики, физики и инженеры под термином «информация» стали понимать
нечто новое, отличающееся от того, что подразумевается под этим словом в обыденной жизни.
Прочтя книгу, люди говорили, что она пустая или, наоборот, очень содержательная. Но никому даже в голову не
приходило, что можно точно подсчитать, какое количество информации содержится на ее страницах. Еще
более сложным казалась оценка количества информации в звуковых сигналах нашей речи или в телевизионном
изображении!
Но Шеннон смог решить эту проблему, благодаря чему, начиная с 50-х годов нашего столетия человечество измеряет
информацию так же уверенно, как, скажем, длину какого-либо предмета в метрах или его вес в килограммах.
Единицей измерения информации с легкой руки Клода Шеннона стал бит
.
6. История появления "Искусственного Интеллекта"
Исследования по искусственному интеллекту принадлежат к числу тех немногих научных и научно-технических
дисциплин, дата рождения которых может быть указана чуть ли не с точностью до дня. И в то же время, такая
дата у искусственного интеллекта была не одна, а как минимум две, что нередко случается в истории науки.
Действительно, впервые термин "искусственный интеллект" был введен в научную практику летом 1956 года,
когда в г. Дартмусе (США) по инициативе известного американского специалиста по теории и практике ЭВМ
Джона Маккартни собрались многие "крестные отцы" кибернетики – К. Шеннон, М. Минский, Г. Саймон, А. Ньюэлл
и другие – с целью обсудить возможность реализации проекта создания искусственного интеллекта. Термин
"искусственный интеллект" был введен даже в название конференции – Dartmouth Summer Research Project
on Artificial intelligence, и очень скоро вошел в научный обиход.
Участники дартмусской конференции 1956 года не могли обойти вниманием одну более раннюю работу, прямо
относящуюся к проблематике искусственного интеллекта (хотя этот термин в ней не использовался) – статью
видного английского математика Алана Тьюринга "Computing machinary and intelligence", опубликованную в
октябрьском номере журнала "Mind" в 1950 году. Октябрь 1950 года – это вторая (а исторически первая) дата
возникновения исследований по искусственному интеллекту. В этой статье А. Тьюринг сформулировал свой
знаменитый тест, согласно которому компьютер демонстрирует интеллектуальное поведение в том случае,
если он способен действовать так, что наблюдатель не в состоянии решить, имеет ли он дело с компьютером
или с человеком. Все по-взрослому!
Вот так...
А то - Азимов, Азимов... :)))
Удачи вам!
Спасибо Владимиру Канивец (Портал любителей робототехники - Robo.com.ua) за предоставленный материал
Мы подготовили статью об
