Промышленные роботы

Толчком к развитию робототехники в ее современном виде послужили два события, которые во многом и определили технический прогресс после второй мировой войны. Прежде всего стал реальностью компьютер как изделие, обладающее значительным промышленным потенциалом. Принципы его работы обосновал в 30-х годах прошлого века весьма эксцентричный английский математик Чарлз Бэббидж в своем проекте автоматического вычислительного устройства, которое получило название Аналитической машины.

С чего же началась эволюция роботов? Одна из ветвей их «генеалогического древа» ведет к заводным куклам, которые много веков назад создавали изобретатели для увеселения властителей, придворных и высшего света. Один из первых известных образцов таких механических кукол — деревянная модель голубя, которую приблизительно в 350 г. до н. э. изготовил Архитас из Тарента (друг выдающегося древнегреческого философа Платона). «Волшебная птица» подвешивалась на конце жерди и, как повествует историческая хроника, могла вертеться; по всей видимости, ее приводила в движение струя сжатого воздуха.

Специалисты, работающие в области ИИ, столкнулись с серьезной проблемой: им потребовалось установить, какого рода программы могут превратить компьютер в разумную машину. Прежде всего возникает вопрос: что следует понимать под словом «интеллект»? Обычный ответ — интеллект — это то, что демонстрируют люди, поступая разумно, — выглядит весьма неоднозначным. Сложность заключается еще и в том, что наши собственные представления об интеллекте чрезвычайно туманны.

Любой из промышленных роботов, «прародителем» которых было устройство, изобретенное Деволом, состоит из трех основных частей: механической руки с сочленениями и «схватом»; источника энергии; блока управления (как правило, компьютера), в памяти которого записаны команды для выполнения требуемых операций. Первый промышленный робот был установлен в 1961 г. на автомобильном заводе фирмы «Дженерал моторе» в Трентоне, шт. Нью-Джерси. Это устройство извлекало раскаленные металлические детали из формы для литья под давлением и складировало их.

Таким образом, совершенно недостаточно, чтобы роботы воспринимали окружающую действительность лишь как пассивные наблюдатели. Не менее важно, чтобы «органы чувств» обеспечивали «обратную связь»; иными словами, с помощью этих органов роботы должны обрести возможность «осознавать», каким образом их действия отражаются на состоянии внешнего мира. (В данном случае под «миром», естественно, понимается лишь та ничтожно малая его часть, с которой взаимодействует робот.)

При использовании телеуправляемых аппаратов обезвреживание бомб становится менее опасным делом. Оператор находится на безопасном расстоянии от взрывного устройства — обычно почти за 100 м. Телеуправляемый аппарат, перемещающийся на колесах или гусеницах, направляют к тому месту, где находится взрывное устройство. Как правило, он питается электроэнергией, поступающей либо от внешнего источника, либо от бортовых аккумуляторов.

Телеуправляемые манипуляторы в течение ряда лет используются в атомной промышленности для выполнения работ в местах с высоким уровнем радиоактивности, например для технического обслуживания топливных стержней. Фирма «Тейлор хайтек» (Чорли, графство Ланкашир) разработала несколько систем, предназначенных для использования на английских атомных электростанциях. Недавно эта фирма сконструировала механическую руку шарнирного типа — звеньевую систему (см. схематическое изображение ее принципа действия), которая проходит через отверстие в корпус реактора.

Несколько менее сложными, но столь же ограниченными по своим возможностям являются системы машинного зрения, применяемые в производстве двигателей, в частности для контроля положения деталей во время сборки или для оценки размеров и проверки допусков. Как правило, принцип действия такого оборудования основан на сравнении изображения, полученного видеокамерой, с эталоном, хранящимся в памяти компьютера, — примерно так же мы проверяем идентичность двух объектов, поднося их к источнику света.

Для такой динамичной отрасли, как технология микророботов, будущее в равной степени может исчисляться и двумя годами и более длительным периодом, скажем двумя десятилетиями. В течение примерно пятнадцати лет, оставшихся до начала нового века, мы, вероятно, станем свидетелями появления электронного робота, который по своим способностям, структуре и уровню сложности не уступит своим научно-фантастическим собратьям. Внешний вид роботов будет не так важен, как их интеллектуальные возможности, однако совершенно очевидно, что это будут механические создания, наделенные компьютерным мозгом.

Все мы хорошо знаем, что задачи, которые нам приходится решать в повседневной жизни, бывают различными как по содержанию, так и по степени сложности. Существуют формальные задачи типа кроссвордов и прочих головоломок для тренировки мозга на досуге, задачи практического порядка, связанные с использованием окружающих нас предметов, организационные задачи, рожденные совместным трудом тех или иных групп людей, а также проблемы взаимоотношений между людьми. Очевидно, что большинство этих задач искусственный интеллект пока еще не в состоянии решить.

Стремление разрешить проблемы, порожденные комбинаторным взрывом, привели к тому, что в течение примерно последнего десятилетия усилия специалистов по ИИ все более концентрировались на одном из направлений этой области, получившем название «экспертные системы».

Все, кому приходилось заниматься программированием, хорошо ПОНИМАЮТ, что используемые при этом языки высокого уровня, с помощью которых осуществляется обмен информацией между компьютером и человеком, «языками» можно называть лишь условно. По существу, «слова», из которых состоят такие языки, как Бейсик, Кобол или Паскаль, скорее являются «этикетками» на клавиатуре, чем словами, которыми мы повседневно пользуемся.

Трудности, которые возникают перед специалистами в области ИИ, когда они пытаются перенести на реальный мир — или даже на его небольшую часть — методы, пригодные для описания весьма примитивного «мира кубиков» или «мира шахматной доски», можно определить как комбинаторный взрыв.

«Тейлоризм» — это система капиталистической организации производства, предложенная американским инженером Ф. У. Тейлором. Эта система, целью которой является получение прибыли путем максимального повышения интенсивности труда рабочих, покоится на следующих трех принципах:

Идея полностью автоматизированного промышленного предприятия как высшего достижения технической мысли уже давно завораживает умы инженеров и футурологов (правда, по совершенно разным причинам). Среди современных автоматизированных предприятий широко известен станкостроительный завод в Ямадзаки (Япония). Он состоит из 18 гибких автоматизированных производственных центров, способных выполнять самые разнообразные операции по механической обработке и профилированию металла, а также из ряда других автоматизированных систем различного назначения.