Роботы. История развития машин - Александр Алексеевич Прасол
Снимки Вадима с роботом в Париже облетели весь мир. И это подстегнуло творческих людей. Сознание множества людей было подготовлено многочисленными художественными произведениями, в которых действовали добрые или злые роботы. Механические устройства жили параллельной жизнью с человеком, иногда помогая ему, иногда враждуя. Уже тогда художественный гений предвосхищал то, что сегодня мы называем «искусственным интеллектом». И приписывали роботам уникальные свойства. Но должно было пройти свыше полувека, прежде чем робототехника смогла выйти на промышленную дорогу.
Как это нередко бывает, эстафету изготовления человекоподобных машин подхватили предприимчивые американцы. После окончания Первой мировой войны США оказались в наибольшем выигрыше. Их территория не подвергалась обстрелам и бомбардировкам, их города и промышленность не разрушались. Наоборот, размещение военных заказов в значительной степени ускорило промышленное развитие.
В 1939 году компания «Вестингауз», известная своими электротехническими и железнодорожными устройствами и механизмами, построила робота «Электро». Он мог ходить и говорить, обладая запасом в 700 слов, крутил головой и махал руками, шевелил губами и пальцами. И даже различал цвета, уверенно выбирая между красной и зеленой лампочкой.
И только в более поздние годы, с развитием вычислительной техники и появлением миниатюрных электронных компонентов, которые заменили и электронные лампы, и некоторые полупроводники, появилась возможность разрабатывать роботов, которые могли бы делать общественно полезную работу. Из примитивных механических кукол, созданных, скорее, для демонстрации публике, роботы становились непременными участниками производственных процессов. И пусть человекоподобная форма отошла на второй план, функционал этих механизмов вплотную подошел к возможностям человека.
Роботизированные механизмы оказались незаменимыми при выполнении опасных для здоровья человека работ. Первые ученые-физики, работавшие с радиоактивными элементами, увы, получили большие дозы облучения, и многие из них умерли от лучевой болезни. Чтобы максимально обезопасить такую работу, Рэймонд Гоерц, работающий в комиссии по атомной энергетике в США, в 1951 году спроектировал механический телеуправляемый манипулятор для действий с радиоактивными веществами, исключающий непосредственный контакт с ними человека.
Другим направлением в развитии робототехники стала крупная машиностроительная промышленность. Несколько лет спустя после появления манипулятора Гоерца был создан первый промышленный робот «Unimate». Он использовался для сварки и литья на заводах компании General Motors.
Глава 4
От «однорукого бандита» до шестирукого Шивы
Жаргонное название игральных автоматов «однорукие бандиты» было связано с наличием у железных ящиков с цветными экранами, установленных в казино, приводного рычага. Первое роботизированное устройство, которым можно было управлять через защищенные экраны, имело изначально одну руку-манипулятор. С ее помощью оператор мог выполнить нехитрые действия, не подвергая себя риску облучения.
Давайте проведем небольшой эксперимент. Попросите нескольких мальчишек и девчонок нарисовать робота. Более чем уверен, что это будет человекоподобный агрегат, с руками и ногами, иногда с рабочими инструментами или вооружением. У девочек это может быть робот-няня с куклой в руках. Такими и были первые изображения роботов, созданные художниками и кинематографистами на заре развития робототехники. И в этих образах нет ничего удивительного.
Человеку свойственно обучаться. Наблюдая за окружающим миром, он способен получать новые знания. Развитие мыслительных способностей позволило первобытным людям синтезировать многие знания, создавая совершенно непохожие на природные предметы, материалы, устройства. Сначала это было слепое копирование того, с чем сталкивался первобытный человек в обиходе. Когда нужны были особые орудия труда, приходилось напрягать извилины, чтобы на основе образов простых предметов создать то, что поможет в труде, на охоте, в бою. Это стало способом движения вперед, достижения задач прогресса. Мы уже упомянули об изобретении колеса – предмета, которого нет в природе, но без которого многое в развитии человечества пошло бы не так.
Роботы, безусловно, явление такого же порядка. И в первую очередь этот образ носит черты андроида – человекоподобного устройства, у которого есть руки-ноги, голова и глаза. В этом и заключен основной смысл роботостроения – создание реального помощника человека, который способен дублировать его действия. Вместе с тем, таким форм-фактором далеко не исчерпываются конструкции роботов, и в нашей книге мы постараемся проследить за конструкторской мыслью, понять, что обусловило создание того или иного вида роботов. Внешний вид обусловлен предназначением робототехники. Если это робот-воин, у него должны быть средства вооруженной борьбы и защиты. Если помощник по хозяйству – руки-манипуляторы, способные удерживать штангу пылесоса или швабру с тряпкой. А робот-сварщик или механосборщик на промышленном предприятии обязательно оснащается соответствующими инструментами.
Надо заметить, что роботизированная сварка является одним из самых распространенных применений робототехники. В автомобильной промышленности она нашла широкое применение благодаря тому, что сборочные конвейеры заводов можно легко автоматизировать, переложив рутинные производственные операции на машину. Оператору предстоит только подготовить рабочее место для робота и снабдить его расходными материалами (к примеру, электродами) и написать соответствующую программу, управляющую манипуляторами. Поточные линии конвейера и однотипность собираемых деталей упрощают автоматизацию сборочного производства автозавода. При массовом выпуске машин робототехника значительно ускоряет и удешевляет машиностроение. Отсюда и такой большой процент применения роботов.
Компания General Motors стала пионером в освоении роботизированных линий. Уже в 1969 году на автоматизированной сварочной линии было установлено 26 роботов «Unimate». Опыт их использования доказал очевидные преимущества робототехники. И уже через тридцать лет в североамериканской индустрии трудилось свыше 120000 роботов, из них около половины – сварочные роботы.
Мы из предыдущей главы увидели, что первые механические слуги или помощники имели форму и вид человека. В этом форм-факторе – человекоподобном облике робота – была зашифрована его главная функция помощника. Ведь на протяжении многих веков мастерами-ремесленниками, а впоследствии инженерами-конструкторами были разработаны сотни тысяч всевозможных инструментов, орудий труда, приспособлений, предназначенных для выполнения той или иной работы. Ручной инструмент должен удобно ложиться в ладонь специалиста. А даже тесная кабина техники позволяла бы трудиться с комфортом в любых погодных условиях.
Одним словом, все, что было создано и в доисторические времена, и в постиндустриальную эпоху, было приспособлено, в первую очередь, под определенный тип функций живого существа. С учетом его роста, длины рук и ног,
