Когда рабочая машина выполняет все движения, необходимые для обработки сырого материала, без содействия человека и нуждается лишь в контроле со стороны рабочего, мы имеем перед собой автоматическую систему машин, которая, однако, способна к постоянному усовершенствованию в деталях»
К. Маркс.
В замене ручного труда машинным..., и состоит вся прогрессивная работа человеческой техники.
В. И. Ленин.
На основе повышения технического уровня производства последовательно сокращать применение ручного и тяжелого, а также неквалифицированного труда во всех отраслях народного хозяйства.
Из Директив XXIV съезда КПСС.
(Репортаж из Ленинградского института авиационного приборостроения.)
Создание роботов, и манипуляторов, призванных обслуживать, и научные исследования, и производственные процессы, в последние годы становится одним из важных направлений научно-технического прогресса. Оно служит, в частности, целям широкой автоматизации технологических процессов, без чего немыслимо создание материально-технической базы коммунизма. Показательно, что в последнее время начал даже применяться новый термин - роботизация. По сути своей она является одной из высших форм автоматизации производства.
Над созданием роботов трудятся коллективы ученых, инженеров, и конструкторов в самых разных областях техники. Для координации этих усилий, и определения важнейших направлений исследований в Академии наук СССР создана специальная комиссия (по теории, и принципам устройства роботов, и манипуляторов), которую возглавляет академик И. И. Артоболевский.
В публикуемой статье рассказывается об интересных, и важных работах, которые ведутся по созданию роботов, и манипуляторов в Ленинградском институте авиационного приборостроения.
СИНТЕТИЧЕСКАЯ МАШИНА
В вузе авиационного профиля занимаются созданием роботов? Это действительно актуально? Но разве есть, что-нибудь общее у роботов, и самолетов? Может быть, вы хотите наладить производство железных стюардесс, и думаете, что пассажиры будут благодарны вам за это?
Подобные вопросы часто задают специалистам Ленинградского института авиационного приборостроения. Отвечая на них, ректор вуза А. А. Капустин прежде всего старается успокоить потенциальных пассажиров пет-нет, заменять наших симпатичных, приветливых, и заботливых стюардесс, каким бы то ни было металлическим подобием человека вовсе не планируется. Но умные, и проворные автоматы, конечно, необходимы, и в авиации, и во многих других отраслях народного хозяйства. Впрочем, простейшие роботы давно уже числятся в штате воздушного флота, достаточно вспомнить устройство, именуемое автопилотом.
Областей, в которых труд человека целесообразно заменить трудом машины, великое множество. Скажем, почему бы роботам-манипуляторам не сортировать багаж в аэропортах, загружать, и разгружать самолеты, выполнять трудовые операции у конвейеров, и станков на авиационных, и других заводах? К сожалению, таких автоматических помощников людей пока очень мало.
Между тем целая рать их готова появиться на свет. Более того. Можно утверждать, что некоторые виды роботов уже родились. Но родились они по частям, и части эти живут, и действуют независимо друг от друга.
В разных отраслях давно уже разработаны, и применяются для собственных нужд элементы, из которых, как раз, и состоит робот электронный мозг; датчики, от которых в электронную вычислительную машину (ЭВМ) поступает информация; гидравлические, пневматические, электрические двигатели, могущие служить мышцами; конструкции, которые можно было бы использовать в качестве рук, и ног разумного автомата. Следовательно, надо только приспособить один элемент к другому, собрать все это воедино, чтобы получился робот-манипулятор - машина синтетическая, объединяющая в себе достижения многих областей науки, и техники. Кстати, манипуляторы, созданные в Ленинградском институте авиационного приборостроения, собраны в основном из деталей, приборов, и устройств, выпускаемых пашей промышленностью серийно, и используемых в вертолетах, самолетах, и другой авиационной технике.
Нынешний период роботостроения можно назвать периодом синтеза умных машин из готовых (или почти готовых) частей.
Другая особенность этого периода, по мнению А. А. Капустина, состоит в том, что проблемами конструирования роботов особенно энергично сейчас занимаются и в вузах - учреждениях тоже синтетических, где собраны специалисты самых разных направлений, где сочетаются многолетний опыт известных ученых, и энергия молодежи, широкие знания и свежий взгляд на устоявшиеся научные представления.
В Ленинградском институте авиационного приборостроения этими новыми проблемами наряду с профессорами вот уже пять лет занимаются на разных кафедрах десятки аспирантов, и студентов-старшекурсников. Одни из них трудятся в группе конструирования роботов, другие - в группе разработчиков информационных датчиков, третьи - в группе, исследующей вопросы управления манипуляторами с помощью ЭВМ.
ЧЕТЫРЕХГЛАЗАЯ РУКА
Дверь с табличкой «Лаборатория роботов», пропустив нас, захлопнулась. В центре помещения, среди стеллажей с приборами, кульманов, блоков электронной вычислительной машины, настороженно расставив голенастые, чуть согнутые в суставах ноги, стоял огромный, дюралевый наук. Его шестиугольное туловище, начиненное, какими-то трубками, шлангами, проводами, приборами (потом мне объяснили, что там «мозг» наука - вычислительная машина, его «сердце» и «мышцы» гидравлический привод), возвышалось едва ли не на метр от пола. За пауком, у стены виднелась могучая металлическая рука, поднявшая вверх, словно приветствуя вошедших, свою массивную кисть-клешню.
- Это наши действующие роботы. Но в лабораторных условиях продемонстрировать все, на, что они способны, трудно. Придется кое-что вообразить - говорит заведующий кафедрой вычислительных машин Ленинградского института авиационного приборостроения профессор М. Б. Игнатьев. - Представьте, например, что мы сейчас находимся в одном из цехов завода турбинных лопаток. Вот здесь не стеллаж с деталями, а нагревательная печь, загруженная ими. Детали уже нагрелись до нужной температуры (тысяча градусов, и более). Рабочий вынимает их из печи и опускает в ванну с маслом. Жара, дым. Работа утомительная, и однообразная, а потому и неинтересная.
Так почему бы не создать автомат, который заменит рабочего у печи, и масляной ванны? Сделать такой автомат нелегко. Оказывается, за элементарнейшим действием - взять, какой-либо предмет и переложить его на другое место - стоит довольно сложный интеллектуальный процесс. Надо, чтобы автомат, во-первых, увидел, и опознал деталь, во-вторых, определил, где и, как удобнее всего ее взять, в-третьих, подвел точно к этому месту свою руку, затем ощутил соприкосновение с деталью, и только после того сжал клешню или, как мы ее называем, схват. Далее идут тоже весьма трудные задачи осторожно вынуть деталь из печи, не задеть по пути другое оборудование, и препятствия, аккуратно опустить груз в масляную ванну. Традиционному автомату все это не под силу. Здесь нужен «думающий» автомат-манипулятор, управляемый ЭВМ, то есть робот. Именно такое устройство создано коллективом нашей кафедры, в частности группой конструирования роботов для автоматизации ручных, и вспомогательных работ, которой руководит главный конструктор А. А. Михайлов.
- И вот представьте, что вместо рабочего у печи стоит этот наш робот - механическая рука, - продолжает профессор М. Б. Игнатьев, - В управляющей вычислительной машине заложена программа его действий. Нужно только отдать команду приступить к работе.
Робот зашевелился, протянул клешню-схват в печное отверстие, нащупал раскаленную деталь, взял ее точно посередине, осторожно вынул, перенес, минуя окружающие предметы, к ванне, и опустил в масло. Вернулся за второй деталью, потом за третьей, четвертой. И так без устали, без передышки. Его не смутит, если в печи он обнаружит детали другой конфигурации, другого веса (для обычного, механического автомата это неразрешимая проблема) сведения о возможных изменениях условий труда заложены в память робота, то есть в ЭВМ, и он гибко меняет свое поведение, переходит от одного вида деятельности к другому.
Для этого у него есть все возможности. В его клешне расположены четыре фотоглаза, которыми робот видит деталь, и на расстоянии, и в непосредственной близости. Рабочие поверхности клешни-схвата имеют органы осязания - тактильные датчики. Суставы чувствуют, и углы поворота различных элементов руки (а всего она имеет семь степеней свободы), и усилия, которые приходится прилагать гидравлическим мускулам во время работы. Чтобы стало ясно, сколь сложна, и чувствительна эта механическая рука, достаточно сказать, что в ЭВМ непрерывно поступают, и перерабатываются сигналы от восьмидесяти разнообразных датчиков.
Но, и такого потока информации оказывается мало для падежной, и безупречной деятельности робота. Сейчас ученые, и конструкторы института хотят одеть металлическую руку особой «кожей», которая, как, и человеческая, будет информировать мозг о соприкосновении ее с предметами. Это необходимо для безопасности, и самого робота, и всего того, что находится вокруг, - людей, оборудования, конструкций.
- Робот, как, и автомобиль, - объект повышенной опасности, - поясняет инженер-конструктор М. М. Захаров. - Конечно, производственный персонал, который будет иметь дело с роботами, обязательно должен изучить правила техники безопасности, правила поведения, и обращения с этими своими помощниками. Но для большей гарантии надо, чтобы робот, и сам был поосторожнее, чтобы в программу его поведения была заложена, так сказать, осмотрительность. Помню, например, такой случай. Мы только начинали работать с автоматической рукой. Однажды вдруг вышло из строя управление. Мы бросились к ней, чтобы она не повредила себя, хотели остановить ее, придержать. А рука подхватила меня, и стукнула о стену.
ЛИНЕЙКА РАСПОЗНАЕТ ОБРАЗЫ
Механическая рука способна овладеть многими профессиями сварщика, маляра, пескоструйщика, грузчика. Она может сверлить отверстия, навинчивать гайки. С управлением ею вполне справляется ЭВМ небольшой мощности.
Очевидно, наиболее просто использовать подобных роботов на заводских конвейерах здесь надо уметь выполнять лишь несколько весьма однообразных движений.
Простота эта, впрочем, оказалась обманчивой.
- Когда проанализировали задачи, которые возникают перед роботом, вставшим к конвейеру, - рассказывает доцент И. Л. Ерош, - выяснилось, что без опознавания образов ему не обойтись. Взять, к примеру, Ленинградский фарфоровый завод имени М. В. Ломоносова. По конвейеру «плывет» различная посуда, и нужно среди тарелок, блюдец, молочников обнаруживать, скажем, только чашки, снимать их с движущейся ленты, и укладывать в тару.
В принципе эту задачу робот может решить. Но для того, чтобы безошибочно узнавать чашки, он должен обладать зорким телевизионным глазом, и довольно мощным электронным мозгом. Использование таких дорогих автоматических «работников» очень сильно повысило бы стоимость продукции.
Чтобы преодолеть это препятствие, вначале решили создать «чувствительную поверхность» - нечто вроде стола, сплошь покрытого тактильными датчиками. Попадая на такую поверхность, каждый вид посуды будет замыкать определенное количество контактов датчиков в определенном сочетании, и робот узнает, какая именно посуда, и в, каком месте стола находится в данный момент. Это значительно облегчало деятельность робота, но возникали другие сложности ведь чем больше датчиков, тем больше их выходит из строя, тем меньше надежность системы. Начались поиски вариантов с минимальным количеством чувствительных элементов. И неожиданно (как теперь всем кажется) набрели на само собой разумеющуюся идею выстроить датчики в одну линию, протянувшуюся поперек конвейера. Посуда будет пересекать чувствительную линейку, включая в каждое мгновение некоторое количество датчиков. ЭВМ (теперь маломощная) просуммирует сигналы о последовательной смене этих включений, и составит динамическую картину того, что движется по конвейеру. С некоторым упреждением манипулятору будет подана команда -, и чашка в его руке.
Какие датчики стоят в шеренге, в принципе неважно. Они могут быть тактильными, магнитными, использующими инфракрасное излучение, ультразвук. Для данного конкретного случая - фарфоровая посуда - исследователи предпочли фотоэлементы, расположив их над конвейером. Это решение дает возможность сделать зрение робота-манипулятора более совершенным. Если, например, плоских проекций, которые запечатлевает линейка, окажется для робота недостаточно, можно установить перпендикулярно горизонтальной линии датчиков еще, и вертикальную линию. Тогда развертка, сделанная в двух плоскостях, позволит роботу видеть объемные образы.
Идея использовать чувствительную линейку сразу же сняла многие сложности количество датчиков сократилось в несколько десятков раз; не нужен никакой дополнительный стол с чувствительной поверхностью; сохранился привычный, давно установившийся режим работы конвейера, и т. д.
ПАУК ШАМА
Попытки создать шагающий автомат предпринимаются в течение примерно ста лет - с тех пор, как П. Л. Чебышев построил свой «стопоходящий механизм». Но существенных результатов в этой области пока не достигнуто. Управление подобными машинами настолько сложно, что осуществить его чисто механическими средствами невозможно.
Первая проблема, с которой сталкивается конструктор сколькими ногами наделить свое детище? Природа предлагает богатейший выбор вариантов - от десятков у членистоногих до двух у человека. Кому подражать? Много ног - высокая устойчивость, плавность, и равномерность хода. Но это, и головоломная проблема координации движения каждой опоры, и различные другие конструктивные сложности. Может быть, лучше четыре ноги или даже две? Механика такой системы действительно гораздо проще. Но тогда придется наделять автомат столь же совершенным вестибулярным аппаратом, каким располагают высокоорганизованные животные, и человек. А эта задача до недавнего времени тоже была непосильной. Лишь с развитием вычислительной техники появилась возможность создания настоящих машин-ходоков, которые в будущем, по-видимому, найдут широкое практическое применение. Причем можно сделать робота с восемью, шестью, четырьмя или даже с двумя ногами - все зависит от мощности его вычислительного устройства.
Предмет особой гордости специалистов института - наук шестиногая шагающая машина, Шама, как по-свойски называют ее в лаборатории. Все ее ноги усеяны датчиками, так, что в мозг робота непрерывно поступает информация, и о положении ног в пространстве, и о состоянии поверхности, по которой они движутся. Лазерный глаз оглядывает ближайшее пространство, и сообщает в управляющее устройство о поворотах дороги, и о препятствиях, если наук путешествует по пересеченной местности.
У каждой ноги три звена, и у каждого из них свой привод (всего у ног наука восемнадцать степеней свободы); управляющие сигналы он получает по индивидуальному каналу от ЭВМ. Благодаря этому у Шамы огромная гибкость в выборе самых разнообразных способов движения. Она действует, сообразуясь с условиями дороги, состоянием грунта, тяжестью переносимого груза.
Шама может ходить там, где не пройдет ни колесный, ни гусеничный механизм по узким с крутыми поворотами коридорам, по заставленным оборудованием цехам, лестницам. Двигаясь по пересеченной местности, через рытвины, и поваленные деревья, она меняет походку, выбирает наиболее целесообразную переставляет сразу то три ноги (это самый быстрый шаг - 6 километров в час), то две, то одну, приподнимается «на цыпочки», чтобы перенести туловище через большой камень, или приседает, чтобы удлинить шаг, и уверенно переступить канаву.
Если снабдить ноги специальными зацепами, и шипами, Шама может карабкаться по крутым откосам, и склонам.
Особо надо сказать о зрении шагающей машины. Конструкторы отказались от телевизионного глаза, традиционного в подобных системах последних лет. Телекамера слишком громоздка, на самофокусировку уходит много времени - до 10 секунд. Наконец, чтобы робот мог с помощью телеглаза надежно ориентироваться в окружающем мире, управляющая ЭВМ должна иметь память огромного объема.
Все это мало подходило шестиногому науку, которого создавали для передвижения в трудных условиях, и который, следовательно, должен быстро обнаруживать препятствия, опасности, и без задержки менять свое поведение. Значительно лучше этим специфическим требованиям удовлетворяет лазерный глаз, разработанный в лаборатории систем радиовидения под руководством А. А. Капустина Г. Б. Яцевичем и В. С. Бойковым.
Прибор, ощупывая пространство узким инфракрасным лучом, на расстоянии 10 – 15 метров различает довольно мелкие детали; практически одновременно он измеряет расстояние до них с точностью до 5 миллиметров.
На подробное - строка за строкой - изучение кадра (60 - 90 градусов по горизонтали, и 10 градусов по вертикали) уходит около секунды. Если при обзоре местности не требуется большой тщательности, то лазер посылает широкий пучок, и осматривает пространство еще быстрее. Так продолжается до тех пор, пока глаз не обнаружит новое препятствие. Тогда снова начинается исследование кадра узким лучом.
Первый макет гелий-неонового лазерного глаза (в то время еще довольно большого, и неуклюжего), водруженный на дюралевую спину Шамы, успешно прошел экзамен. Сейчас изготовлен, и испытывается в лаборатории новый макет лазерного ока. Оно уже гораздо более компактно, весит около 4 килограммов, и передает в электронный мозг первично обобщенные данные об увиденном силуэты предметов, и сведения о расстоянии до них.
Где же может найти применение шестиногий наук? Это, очевидно, переноска легких грузов внутри многоэтажных зданий, обследование сельскохозяйственных, и лесных угодий, участие в поисковых геологических партиях. Подобные машины могут выполнять задания на дне морей, и океанов, на других планетах и, конечно, в опасных для человека производственных условиях.
ЗМЕЯ НА НОЖКАХ?
Шестиногий наук Шама, и металлическая рука пока не работники, а гости. Гости из будущего. Исследование этих лабораторных образцов «умных» машин помогает выяснять их «способности», решать ряд теоретических проблем, стоящих перед роботостроением.
Недавно начато изготовление в металле повой модели «железной руки». Учтен приобретенный за прошедшие годы опыт, устранены недостатки предыдущей конструкции руки. Робот этот спроектирован таким, чтобы он мог выполнять разнообразные трудовые операции. И для этого надо будет менять лишь управляющую программу, глаза, и клешню-схват. Например, работая на конвейере, он сумеет одинаково успешно манипулировать, и с тщательно обработанной деталью, и с кирпичом, и с чугунной болванкой.
Ученые надеются, что роботы, для которых эта модель явится базовой, в недалеком будущем станут участниками многих производственных процессов.
Проблемами создания, и использования электронных помощников человека занимаются многие и научные учреждения, и предприятия страны. Успехи в создании простейших манипуляторов и автоматов стимулируют работу над более сложными. В этот процесс вовлекаются все новые научные, и инженерные силы. Например, в проектируемых цехах Ленинградского завода турбинных лопаток широкое применение должна найти автоматика, в том числе роботы. Во Всесоюзном проектно-технологическом институте электротехнической промышленности создан опытный образец робота, который будет испытываться на штамповке деталей. В Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности под руководством В. Л. Жавнера сконструирован копирующий манипулятор. Стальная рука, управляемая одним оператором, способна брать 400-килограммовый груз, легко и быстро переносить его в узком пространстве на расстояние 2,5 метра или поднимать примерно на столько же (при небольшом переоборудовании машины высота подъема может достигать 3,5 метра). Сейчас Ленинградское СКВ Министерства мясной, и молочной промышленности РСФСР делает опытно-промышленный образец такого манипулятора. Он будет перетаскивать и штабелировать мясные туши в холодильных камерах, нагружать, и разгружать вагоны, автофургоны.
Интерес к роботам-манипуляторам вполне закономерен. С древних веков люди мечтали о таких автоматических помощниках. Но попытки создать их наталкивались на непреодолимые трудности. Первые серьезные успехи в этом деле относятся к сороковым - пятидесятым годам нашего столетия, когда были построены автоматические цехи и заводы. Но вскоре выяснилось, что предприятиям, оснащенным «жесткими» автоматами, то есть такими, которые могут выполнять лишь несколько вполне определенных операций, трудно приспособиться к быстрому изменению технологии, использованию другого сырья, выпуску новой продукции. Для этого часто необходима коренная перестройка автоматических линий.
Успехи науки, и электронной техники открыли новые возможности началась интенсивная разработка средств облегчения умственного труда, автоматических систем управления производством. А проблема создания машин, самостоятельно выполняющих однообразные трудовые операции непосредственно на рабочих местах, отодвинулась на второй план.
В результате сложилось парадоксальное положение, когда успешно автоматизируются сравнительно высокоинтеллектуальные функции человека, но существует не так уж много устройств, которые способны «с умом» выполнять неквалифицированные производственные операции. На ручных и вспомогательных работах по-прежнему занято еще очень много людей. Передать эти операции машинам - значит привести в действие огромные резервы повышения производительности труда.
Вместе с тем уровень развития науки, и техники уже таков, что создание целой армии «разумных» автоматов-роботов, гибко приспосабливающихся к непрерывно изменяющимся задачам и условиям производства, стало вполне реальным делом.
- Сейчас мы переживаем переломный период в развитии производства - наступает этап «роботизации» предприятий, - рассказывает профессор М. Б. Игнатьев. - Надо добиваться, чтобы уже через десять - пятнадцать лет трудились тысячи роботов.
Год от года роботы будут «умнеть». И, по-видимому, наступит вскоре время, когда они без особого труда смогут взять на себя все наиболее утомительные, и неинтересные виды человеческой деятельности. Даже в домашнем хозяйстве. Роботы для дома уже проектируются. Они должны мыть посуду и убирать квартиру, накрывать на стол.
В этой связи возникает немало сложных проблем. Это, например, разработка надежных «глаз», и «ушей» для роботов, систем общения между ними и человеком. Не безразличен, и вопрос, какой облик должен иметь робот? В Японии считают, что наиболее удобен электронный помощник в виде змеи на ножках; английские исследователи отдают предпочтение устройствам, похожим на человека. Предстоит еще решать вопрос и о том, каким характером должен обладать робот. Слишком большая его уступчивость, и упрямство, и медлительность, и чрезмерная подвижность могут раздражать человека, который вынужден будет с ним общаться на заводе или дома. Видимо, здесь есть над чем подумать и психологам, и социологам.
Передача автоматам-манипуляторам основных видов вспомогательных, конвейерных, погрузочно-разгрузочных, домашних работ, а также некоторых целенаправленных трудовых операций в космосе и океане будет означать окончание нынешнего, первого этапа «роботизации». На втором этапе получат распространение роботы с искусственным интеллектом, которых уже без большого преувеличения можно будет называть разумными.
ПО СВОЕМУ ОБРАЗУ И ПОДОБИЮ
Главная особенность роботов завтрашнего дня заключается в том, что в их памяти обязательно должна содержаться модель внешнего мира, сформированная человеком либо образованная искусственным интеллектом в результате самостоятельного накопления сведений о реальной внешней среде. Это создает ситуацию, когда робот будет действовать не только по жесткой программе, заложенной в его память, не только по методу проб, и ошибок. Он сможет поступать подобно человеку прежде чем предпринимать, какие-либо шаги, моделировать свою деятельность, планировать ее, учитывая особенности окружающей обстановки и поставленные цели.
Все это, утверждают ученые института, будет иметь огромное значение, особенно в условиях, когда на заводах станет трудиться большое количество автоматов-интеллектуалов, и, когда перед людьми возникнет неизбежная проблема управления их коллективом.
Дело в том, что на производстве наиболее эффективно, и выгодно использовать роботов, очевидно, большими группами (по десять - сто в каждой), причем в комплексе с другим современным оборудованием - автоматизированными складами, станками с программным управлением, и др. Общее руководство всеми этими устройствами можно возложить на одну ЭВМ. Но все-таки за роботами придется сохранить определенную самостоятельность - из соображений гибкости в их действиях. И вот здесь возникает множество научных задач. Скажем, как роботы должны строить взаимоотношения друг с другом? Как обеспечить, с одной стороны, разделение труда между ними, а с другой - способность к взаимопомощи? Речь идет о том, чтобы они могли совместно передвинуть тяжелый груз, выполнить сложную работу, где необходимо много рук, заменить выбывший из строя манипулятор, отвести от соседа опасность. Кто должен оперативно руководить «коллективом» автоматов - робот более высокого ранга, так сказать, робот-начальник или человек?
Эффективно решить эти задачи нелегко. Весьма вероятно, что придется привлечь на помощь «самосознание» робота, то есть его способность построить свою собственную модель (модель своего «Я»), поместить ее в модель внешнего мира, сформированную в его памяти, и проанализировать, как же будет «выглядеть» его будущее поведение «в глазах» других членов «коллектива» автоматов, а также руководителя. Если все это будет доступно роботу, если он, прежде чем принять решение, как поступить в той или иной ситуации, будет учитывать общественное мнение людей, и «коллектива» роботов, словом, если он будет руководствоваться категориями, близкими (или идентичными) нашим, человеческим категориям морали, и нравственности, то неразрешимых проблем в построении взаимоотношений умных автоматов между собой, и с людьми не возникнет.
Подобные задачи, считает профессор М. Б. Игнатьев, встанут во весь рост в недалеком будущем. Следовательно, уже сегодня надо готовиться к их решению. А для этого нужны объединенные усилия специалистов самого разного профиля. Чтобы получить ответ на многие вопросы, связанные с поведением роботов, приходится обращаться к наукам, весьма далеким от тех, которые занимаются созданием, и совершенствованием искусственного интеллекта. Вот несколько примеров, накопленных уже самой робототехникой.
В свое время попытки создать для манипуляторов программы, имитирующие движения человеческого тела во время работы, натолкнулись на, казалось бы, непостижимую сложность, и неописуемое разнообразие этих движений. Очевидно, этим объясняется тот факт, что, несмотря на давнее стремление людей создать «грамоту движений», подобную письменному языку или нотной грамоте, попытки эти успеха не имели. Поэтому-то, и оказались безвозвратно утерянными многие народные, и ритуальные танцы, произведения искусства - балеты, пантомимы.
Когда программисты углубились в теоретические, и технические вопросы балета, то обнаружили, что кое-что, нужное им, уже создано. Например, кинетография - специальный язык стенографического типа (он разработан английским хореографом Р. Лабаном), позволяющий записывать статическое положение человека, динамику его движений, и даже мимику.
Впрочем, на помощь роботостроителям пришла не только хореография, но, и медицина. Мурманский врач А. П. Валышев создал «мотную грамоту», или мотографию - систему точной записи движений человека во время работы.
Изучение разработок Р. Лабана и Л. П. Валышева убедило специалистов, что, по строив трансляторы для перевода этих графических языков на язык ЭВМ, можно описания любых человеческих движений вводить прямо в мозг робота, и они будут служить для него программой.
Сходная ситуация сложилась, и при попытках разрабатывать сценарии поведения роботов высокого paнга. Правда, ничего готового найти не удалось. Но, как оказалось, некоторая основа для разрешения сложнейших поведенческих проблем все-таки уже имеется. И создали ее филологи, литературоведы.
Еще в 1928 году известный фольклорист профессор Ленинградского университета В. Я. Пропп написал книгу «Морфология сказки». Сейчас ее внимательнейшим образом штудируют многие инженеры, и математики - создатели роботов. Дело в том, что В. Я. Пропп проанализировал огромное количество сказок, и выделил 31 типичный элемент поведения персонажей. С использованием этих элементов, оказывается, построены все сказки мира. Эти исследования - ценнейший материал для разработки характера, поведения, мировоззрения роботов завтрашнего дня.
- Сейчас, - говорит профессор М. Б. Игнатьев, - мы заключили с литературоведами (прежде всего Тартуского университета, где такие работы успешно развиваются) договоры, финансируем их исследования, и надеемся, что получим очень нужные для науки рекомендации, и выводы. Чтобы укрепить сотрудничество между филологами, и техниками, добиться лучшего взаимопонимания, выявить общие проблемы, намечаем провести совместный симпозиум по проблеме «Алгоритмизация внешнего поведения систем типа робот-манипулятор». Это первое мероприятие такого рода. На наших глазах складывается новая отрасль науки, которую можно назвать - по аналогии с бионикой - артоникой («арт» - значит искусство). Но если бионика помогает находить в природе ответ на сравнительно простые инженерные вопросы, то артоника должна, исследуя искусство (в широком смысле этого слова), подсказывать техникам решение гораздо более сложных задач.
...Когда мы уходили из лаборатории роботов Ленинградского института авиационного приборостроения, металлический наук стоял посреди комнаты в напряженной позе, казалось, готовый со всех своих шести ног броситься исполнять приказание человека, а автоматическая рука опустила свою тяжелую клешню на его дюралевую спину; будто успокаивая. Я знал, что сегодня это случайная поза, и ничего не значащий жест. Но скоро роботы на самом деле будут не только трудолюбивыми, и исполнительными, но, и внимательными, чуткими, добрыми по отношению друг к другу, и к человеку - этим качествам их научат люди.
Робот начинает восхождение по лестнице эволюции.
