Автомат это машина которая робототехника

Что такое робот?

Интегральный робот
Шейки Стэнфордского
университета (1969 г.)

Робот (чеш. robot, от robota — подневольный труд, rob — раб), машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром.

A.L.I.C.E. — чат-робот,
едва не прошедший
тест Тюринга

С развитием робототехники определились 3 разновидности роботов: с жёсткой программой действий; управляемые человеком-оператором; с искусственным интеллектом (иногда называемые интегральными), действующие целенаправленно («разумно») без вмешательства человека. Большинство современных роботов (всех трёх разновидностей) — роботы-манипуляторы, хотя существуют и другие виды роботов (например, информационные, шагающие и т. п.). Возможно объединение роботов первой и второй разновидностей в одной машине с разделением времени их функционирования. Допустима также совместная работа человека с роботом третьего вида (в так называемом супервизорном режиме).

:: Мнение 2 ::
(Большая советская энциклопедия. Машин и механизмов теория.)

Робот — машина-автомат, моделирующая свойства и функции живых организмов и, в частности, имитирующая действия человека при перемещении в пространстве орудий и объектов труда.

Беспилотный
летательный
аппарат (БПЛА)

Животное Хопкинса

Робот — электронно-механическое устройство: — способное к целесообразному поведению в условиях изменяющейся внешней обстановки; — выполняющее рабочие операции со сложными пространственными перемещениями.

Главную часть робота составляет вычислительная система, управляющая перемещением самого робота или сторонних предметов с помощью устройств-манипуляторов. Для выполнения своих функций робот обрабатывает информацию, поступающую от его датчиков.

Робот — многофункциональная перепрограммируемая машина для полностью или частично автоматического выполнения двигательных функций аналогично живым организмам, а также некоторых интеллектуальных функций человека.
Примечание. 1. Под «перепрограммируемостью» понимается возможность замены, коррекции или генерации управляющей программы автоматически или при помощи человека. 2. К роботам не относятся, в частности, автооператоры, а также копирующие манипуляторы и другие машины, управляемые только человеком-оператором

Робот-атомобиль Stanley,
победитель гонок DARPA
Grand Challenge 2005 г.

Робот (от чешск. robota) — электромеханическое, пневматическое, гидравлическое устройство или их комбинация, предназначенное для замены человека в промышленности, опасных средах и др.

Модульный
робот Atron

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом. Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.

Промышленный робот является устройством, производящим некие манипулятивные функции, схожие с функциями руки человека.

Робот «вообще» — понятие неопределённое, и поэтому к классу роботов можно отнести многие автоматические устройства.

Робот-пылесос

Системы управления роботами
Программное управление
Программное управление — самый простой тип системы управления, используется для управления манипуляторами на промышленных объектах. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются.
Адаптивное управление
Роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые сенсорами, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т.д.
Интеллектуальное управление
Интелектуальный способ управления основан на методах искусственного интеллекта. Управление при участии человека
Примером такого робота является аппарат для разминирования с дистанционным управлением.

Робот (программа)
Робот или бот (англ. bot, сокр. от англ. robot) — специальная программа, выполняющая автоматически и/или по заданному расписанию, какие-либо действия через те же интерфейсы, что и обычный пользователь. Как правило, термин употребляется в применении к Интернету. В сетевых играх ботами иногда называют игроков, управляемых компьютером.

Роботы Monsieur

Термин робот не имеет устойчивости. К нему почти всегда необходимо добавочное слово (например, промышленный или BEAM).

Робот должен включать три составляющих:
1. Сенсор. Датчик, воспринимающее устройство для восприятия среды функционирования робота.
2. Рефлектор. Устройство обрабатывающее информацию, программа, нейронная сеть.
3. Актуатор. Механизм, позволяющий совершать работу в среде функционирования робота.

Таким образом:
Робот — независимая от среды функционирования автономная система, реализующая при перемещении механизм обратной связи в цепочке сенсор-рефлектор-актуатор.

Робот — машина (точнее — «автомат»), поведение которой выглядит разумным.

Роботы PaPeRo от NEC

Ключевые слова здесь «выглядит» и «разумность». Т.е. определение, является ли данная машина «роботом» или нет в каждый момент времени лежит на наблюдателе, причем имеется в виду не частное лицо, а скорее общественное сознание, с его оценкой текущего состояния науки и техники.

В общественном сознании машины, которые окружают нас повседневно, не «разумны», произвести впечатление «разумности» может только что-то новое и на тот период, пока не стало обыденным. Первая стиральная машина, которая «научилась» отличать шелк от хлопка, тоже казалась «очень умной» и, соответственно, «роботом», а теперь это уже «обычная» стиральная машина.

«Робот» — это всегда передний край науки и техники. И именно потому же маленького механического жучка из десятка деталек, ползущего на свет («Смотрите, такой маленький, а такой умный!»), мы также без возражений считаем настоящим роботом!

:: Мнение 8 ::
(ironfelix.ru — сайт «Железный Феликс»)

Попробуем определить границы понятия «робот».

Черепашка Грея Уолтера

Постулат первый: Робот это машина, продукт деятельности другого существа. То есть робот вторичное создание. Этим мы проводим черту между роботом и живым существом.

Постулат второй: Робот предназначен для выполнения работы. Этим мы вновь подчеркиваем вторичность робота. Задачи роботу ставит его создатель, в частности человек.

Отсюда вытекает несколько следствий.
Следствие первое: робот может производить действия, прямо воздействующие на органы чувств своего создателя. Отсюда — домашние роботы, игровые роботы, обучающие роботы.
Второе следствие: робот может производить видимость работы, воздействием на своего создателя создавая у него ощущение производимой работы.
Третье следствие: Робот может имитировать ожидаемое создателем поведение. Отсюда: Айбо, Асимо, Квиро, и прочая японская псевдоживность.

Робот-собака
Aibo (прототип)

Постулат третий: Робот получает информацию о том мире, в котором он существует. Если не получает, то это не робот, а просто автомат.

Постулат четвертый: Робот изменяет внешний мир. Робот безусловно производит физическое воздействие на окружающий его мир. Он перемещает в нем предметы, перемещается сам, влияет своим присутствием или отсутствием на взаимодействие иных объектов своего мира.

Постулат пятый: Обратная связь между роботом и окружающим миром. Робот должен получать информацию о результате произведенного им воздействия на внешний мир.

Робот-рыба Popo

Постулат шестой: Робот имеет различные уровни «разумности». Можно попытаться разделить роботов на четыре уровня сложности (уровня разумности).

Простая жесткая программа
Сложная жесткая программа
Простая адаптивная программа
Сложная адаптивная программа

:: Мнение 9 ::
(«Лаборатория независимых исследований», И. А. Мухина)

Разработка понятия «робот»

Робот изначально определялся как антропоморфный артефакт, функционирующий антропоморфно (то есть робот создан искусственно — человеком или роботом, похож на человека и выполняет действия, похожие на действия человека).

Однако антропоморфность существенно сужает круг артефактов, которые можно, вообще говоря, отнести к роботам (например, механизмы, способные выполнять сложные программы, но не похожие на человека внешне: способ передвижения — платформа на колесах).

Робот — артефакт, функционирующий автономно.

Артефакт — робот создан искусственно (разумным живым существом или роботом). Робот может быть механизмом, устройством или их сочетанием. Введение понятия искусственности создания позволяет отделить роботов от предметов, созданных естественным путем (например, живых организмов, природных явлений).

Функционирующий — робот выполняет какие-либо действия, используя энергию источника. Необходим источник энергии. Источник энергии может быть возобновляемым или же нет. В конечном итоге это влияет только на время функционирования и автономности. Примеры источников энергии: пружина, маховик, гальванический элемент или аккумулятор, электрическая сеть, солнечная батарея, резервуар со сжатым воздухом, кинетическая или потенциальная энергия артефакта. Сложность: все предметы как-то себя проявляют, и эти проявления могут быть обнаружены. Возможно надо отделять действия от проявлений и действия, которые свойственны роботу, от действий которые он может выполнять, возможно нет необходимости ограничивать понятие выполнения действий. Дополнительно: действия могут быть полезными, бесполезными, вредными, бессмысленными.

Автономно — робот функционирует самостоятельно в какой-либо среде, имеет пространственный ограниченный объем, может быть изъят из одного места и перемещен в другое место и продолжить или возобновить функционирование.

Примеры роботов по определению 1:

Заводная игрушка. Источник энергии — пружина, выполняемые действия — механическое перемещение в пространстве.
Фонарный столб. Источник энергии — электрическая сеть, выполняемые действия — освещение.
Движущийся предмет (например, мяч). Источник энергии — начальная потенциальная или кинетическая энергия, выполняемые действия — механическое перемещение в пространстве.
Паровой котел с турбиной и электрическим генератором. Источник энергии — топливо в топке, выполняемые действия — производство электрической энергии.
Компьютер, работающий от аккумулятора и выполняющий программу. Источник энергии — аккумулятор, выполняемые действия — обработка информации.

Не относятся к роботам по определению 1:

Шкаф. Отсутствует источник энергии. Но, если в шкаф встроена лампа с аккумулятором, то его можно отнести к роботам.
Атомы, планеты. Не являются артефактами. Но, если из атомов искусственно собрана молекула, которая выполняет какие-либо действия, например, механическое движение под воздействием электрического поля (микроэлектромотор), то ее можно отнести к роботам.
Растения, животные. Не являются артефактами, хотя могут обладать свойствами, полученными за счет селекции или генетических опытов.

Приведенные примеры показывают, что автор принял определение робота, в соответствии с которым к роботам может быть отнесен весьма широкий круг артефактов. Если этот круг требуется сузить, то вышеприведенное определение необходимо дополнять ограничениями, например: движущийся робот — артефакт, функционирующий автономно и способный к механическому перемещению.

1. Карел Чапек. R. U. R. (Rossum’s Universal Robots), 1920 г.
2. Накано Э. Введение в робототехнику: Пер. с япон. — М.: Мир, 1988. — 334 с., ил.
3. Шахинпур М. Курс робототехники: Пер. с англ. — М.: Мир, 1990. — 527 с., ил.

Введение

Вне сомнений, робототехника представляет собой естественное логическое продолжение техники как явления. Стремление автоматизировать любой труд постепенно вытесняет человека из многих сфер его деятельности, предоставляя взамен все новые возможности для приложения усилий: просмотр кинофильмов, подводные погружения, компьютерные игры и т.д. Часть всеобщего труда, затрачиваемая человечеством на производство средств производства, а не конечного продукта потребления, постепенно увеличивается от 0%, очевидно стремясь к 100%. Уже сейчас усилия большинства наилучших современных роботов направлены на производство других машин: станков, автомобилей, компьютеров и т.д.

Будучи одной из самых интригующих вечных тем (как Бог, вселенная, время и свобода воли), робототехника с самых ранних времен привлекает к себе интерес философов и писателей. Прогресс в философском осмыслении вопросов создания искусственных думающих машин на текущий момент далеко опережает практические результаты в этой области[1].

Необходимо сразу уточнить используемые термины. Вполне естественной кажется следующая классификация от простого к сложному: механизм, машина, робот, андроид.

Механизм – это непосредственное использование материалов для обеспечения некоторой механической функции; при этом все основано на взаимном сцеплении и сопротивлении тел.

Машина – это совокупность механизмов, заменяющих человека или животное в определенной области; преобразует энергию из одного вида в другие (в основном, в тепловую энергию). На самом деле, термин «машина», как отмечает Марвин Минский[8], имеет отношение не столько к совокупностям, сколько к тому, для чего это совокупность используется, – а используется она главным образом для автоматизации труда.

Робот – понятие неопределенное, к которому можно отнести любой вид машины; термин обычно используется для художественного эффекта или означает, что в машине используются манипуляторные механизмы, позволяющие машине манипулировать предметами. Важным свойством роботов является определенная степень автономности.

Наконец, Андроид[2] — это робот-гуманоид, т.е. антропоморфная, имитирующая человека машина, стремящаяся заменить человека в любой его деятельности. Андроид обязан выглядеть и вести себя как человек.

Вопрос об интеллектуальности машин стоит особняком от роботов и андроидов, поскольку, очевидно, совсем не обязательно выглядеть и двигаться как человек для того, чтобы сравниться с ним по интеллекту.

Отдельную нишу занимают кибернетические организмы – живые системы, содержащие в себе искусственные компоненты для расширения своих возможностей. Вот выдержка из Википедии[3]:

Идея киборга появляется в научной фантастике незадолго до Второй Мировой войны. Термин введен Манфредом Е Клайнсом и Натаном С Клином в 1960, в связи с их концепцией расширения возможностей человека для выживания вне земли. Эта концепция являлась результатом размышлений на тему необходимости более близких, интимных отношений между человеком и машиной, по мере того как космические исследования становятся реальностью. Дизайнер медицинского оборудования и устройств электронной обработки информации, Клайнс являлся ведущим учёным лаборатории Динамического Моделирования госпиталя Роклэнд в Нью-Йорке.

Очевидно, не существует никакой реальной возможности затормозить развитие современной техники на пути к построению киборгов, андроидов и, в конечном итоге, искусственного разума. На фоне этого все чаще обсуждается возможность потери человечеством контроля над собственными созданиями, однако ситуацией руководит неконтролируемый процесс, описанный в демонической фразе

Я управляю тобой, поскольку ты должен дочитать меня до конца. [4]

Текст далее разбит на две части. Первая часть посвящена истории робототехники, вторая – современным взглядам на взаимоотношения людей и роботов. При этом в части второй вводится ряд тезисов, отражающих действительное современное отношение к вопросу создания систем искусственного «чего бы то ни было».

Часть 1. История робототехники

Историю робототехники как прикладной науки о разработке и производстве автоматизированных технических систем можно условно разделить на две части: популярную и актуальную.

Популярная история робототехники ведет свое повествование от мифа о железных слугах Гефеста, «Франкенштейна» Мери Келли, через удивительные часовые механизмы в виде поющих бронзовых фазанов и целых движущихся городов к роботам на Марсе и гуманоидному роботу Asimo корпорации Honda . Т.е. показывает развитие мечты о роботах.

Актуальная история робототехники включает в себя историю развития только тех идей и технологий, которые оказали наибольшее влияние на конструирование современных роботов, таких как сварочные линии автомобильных кузовов или автономные межпланетные исследовательские станции.

Наши железные друзья 1. Тело

Большим достижением в деле строительства машин и механизмов стало открытие основных законов динамики. Еще в 1743 году Жан Лерон Д´Аламбер сформулировал принцип, позволивший распространить на динамику идею равновесия сил, с успехом используемую в статике. Чтобы привести систему в статическое равновесие (допустим, установить бутылку на горлышко так, чтобы она не падала), необходимо найти правильные положения всех объектов. Для динамического равновесия (когда некоторые части системы могут, к примеру, крутиться, создавая движение, уравновешивающее приложенные силы) нужно найти уже не просто 2-3 положения или скорости, а сразу целую функцию всех положений от времени. Для этого к активным силам Д´Аламбер добавил силы инерции и поставил следующую задачу вариационного исчисления:

Ее решением будет вектор функций x_i ( t ) .

А в 1829 году Карл Фридрих Гаусс предложил еще один принцип механики, более общий и удобный в использовании, который он назвал принципом наименьшего принуждения[8]:

Здесь d w _i – вектор возможных ускорений.

Принцип, указанный Гауссом, позволяет нам отличить действительные движения системы ото всех других движений, возможных в определенной ситуации. В словесном изложении он звучит примерно так:

«Движение системы связанных точек в действительности происходит в направлении наименьшего принуждения, т.е. как можно меньше отклоняясь от свободного движения, как если бы не существовало наложенных связей».

А под принуждением понимается величина:

где s _v – вектор между двумя разными точками, в которых система окажется через время d t в случае свободного и связанного движений соответственно[9].

Направления сил инерции каждой из частей механизма как раз и отражают те направления, в которых свободно продолжали бы двигаться части, если их внезапно отцепить друг от друга.

Указанный принцип наименьшего принуждения очень широко используется при создании систем управления манипуляторами. Это – основа. Без него невозможно оценить, какой кинематический эффект вызовет то или иное действие, не гадая на кофейной гуще[10].

Первые программируемые механизмы с манипуляторами появляются в 1930х годах в США. Толчком к их созданию послужили работы Генри Форда (1863-1947) по созданию автоматизированной производственной линии или конвейера (1913). Разбив весь процесс производства изделия на большое количество маленьких этапов, Форд добился снижения требований к квалификации рядового работника. До него автомобиль могла собрать только команда высоких профессионалов. Теперь же профессионалы требовались только для выработки четкого плана производственного процесса. Однако у конвейера была и обратная сторона – длительная однообразная работа быстро утомляет человека, снижает производительность и является причиной профессиональных болезней, не известных ранее. Кроме того, имеющаяся теперь свобода в выборе места за конвейером вынуждает платить больше за самую наименее квалифицированную и вредную работу. И первая из них – покраска, ведь слой должен ложиться очень ровно, заданной толщиной, чтобы успеть быстро высохнуть, быть прочным, и не израсходовать на себя чересчур много краски.

В огромном количестве источников, например в Business Week ‘ s Robot Milestones[11] , указывается, что первый в мире индустриальный робот был построен в 1938 году, двумя американцами Уиллардом Поллардом и Гарольдом Роузландом для компании DeVilbiss Company , Великобритания, – на тот момент крупнейшего производителя компрессоров и распылителей для промышленного производства. В действительности, история выглядит иначе.

Рис. 2. Манипулятор Уилларда Л.В. Полларда от 1938 года, ошибочно принимаемый за первый в истории управляемый манипулятор Уилларда Л.Г. Полларда от 1934 года (патент США №2286571, 1942)

В 1938 году американец Уиллар Л.В. Поллард ( Willard L . V . Pollard ) действительно изобретает управляемый манипулятор. И не просто, а параллельный манипулятор[12]! Три проксимальных[13] звена управлялись двумя приводами на базе (на рисунке это электрический привод 11 и пневматический привод 36). Три дистальных[14] звена (13, 14 и 15) крепились к проксимальным звеньям карданной передачей (16). Два из них (13 и 15) крепились к третьему на шарнире (18). Головка распылителя (1) крепится к третьему дистальному звену опять карданной передачей (17), обеспечивающей ей горизонтальный ход. Вертикальный и горизонтальный углы поворота головки управляются еще двумя приводами (10 и 12) при помощи троса (35). Итого 5 степеней свободы.

Однако же, это был не первый робот-манипулятор и не тот, что достался компании DeVilbiss . Робот Уилларда Л.В. Полларда от 1938 года так и не был никогда построен.

Первый действительно существовавший в железе индустриальный робот принадлежит немного другому Полларду. Четырьмя годами ранее, 29 октября 1934 года, Уиллард Л.Г. Поллард (Willard L.G. Pollard Jr., сын Уилларда Л.В. Полларда) подал в бюро патентов заявку об изобретении нового полностью автоматического устройства для окраски поверхностей. Патент состоял из двух частей: электрической управляющей системы и механического манипулятора. Программа задавала скорость вращения приводов глубиной ямок на плотной перфоленте, а механическая часть робота представляла собой параллельный манипулятор по типу пантографа[15] всего с двумя приводами. И хотя Уиллард подал заявку в 1934, с выдачей патента не спешили. Патент оказался у него на руках только в 1942 году, а между делом в 1937 году лицензия на производство этого манипулятора каким-то образом досталась компании DeVilbiss . Именно DeVilbiss в 1941 году при помощи Гарольда Роузланда построила первые прототипы этого устройства. Однако окончательная Роузландовская версия, запатентованная и выпущенная на рынок в 1944 году, была совсем другим механизмом, заимствовав у Полларда младшего только идею системы управления.

Приведенный пример запутанной истории всего лишь показывает, какую важность для промышленности и бизнеса представляла собой тема роботов уже в те далекие годы.

История серьезной робототехники начинается с появлением атомной промышленности почти сразу по окончании второй мировой войны. Индустрия тех лет еще не способна произвести высокоточные программируемые манипуляторы; роботы пока не могут выполнять работу за конвейером. Однако время диктует свое. Поставленная задача — обезопасить работу персонала с радиоактивными препаратами — успешно решается при помощи манипуляторов, копирующих движения человека-оператора. Это еще не совсем «честные» роботы, поскольку они по-прежнему состоят только из механических деталей: используются ременные и шевронные передачи. Современное название таких устройств – копирующие манипуляторы или MSM ( master — slave manipulators ).

Одна из первых компаний по производству MSM – « CRL » ( Central Research Laboratories ) — была основана в 1945 году, а первый ее MSM – « Model 1» — был представлен комиссии по атомной энергетике США уже в 1949 году.

Часто в литературе выделяют несколько поколений роботов. Однако, это имеет непрямое отношение к развитию технологий [13]. К роботам первого поколения обычно причисляют все копирующие и программируемые манипуляторы. Такие машины выполняют жесткую программу и чаще называются промышленными роботами. Роботы второго поколения оснащены датчиками для выполнения более интеллектуальных функций. Наконец, к роботам третьего поколения относятся автономные мобильные роботы с самостоятельной адаптивной программой. Примерами роботов I , II и III -го поколений будут, соответственно:

· линия для автоматической сварки и покраски кузовов;

· автоматическая линия по сортировке яблок по спелости и

· научно-исследовательские проекты для космоса и поиска новых решений.

Таким образом, это несколько отличается от поколений ЭВМ, поскольку ЭВМ разного поколения отличаются элементной базой, а роботы – возможностями. ЭВМ первого поколения можно увидеть разве что в музее, в то время как роботы разных поколений успешно работают вместе и нет особых причин для вымирания промышленных роботов с жесткой программой. Сам термин промышленный робот впервые появился на страницах американского журнала « American metal & market » в 1960 году.

Датой рождения первого по-настоящему серьезного робота, о котором услышал весь мир, можно считать 18 мая 1966 года. В этот день Григорий Николаевич Бабакин, главный конструктор машиностроительного завода имени С.А.Лавочкина в подмосковных Химках подписал головной том аванпроекта E 8. Это был «Луноход-1», луноход 8ЕЛ в составе автоматической станции E 8 №203, — первый в истории аппарат, успешно покоривший лунную поверхность 17 ноября 1970.

Общая масса первого лунохода составляла 756 кг, его длина с открытой крышкой солнечной батареи 4,42 метра, ширина 2,15 метра, высота 1,92 метра. Он был рассчитан на 3 месяца работы на поверхности Луны.

Рис. 3. Аппарат «Луноход-1», производство СССР, индекс объекта – 8ЕЛ

В действительности же «Луноход-1» проработал в три раза дольше, проехал 10 540 м и передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Это была настоящая победа! Правда, первый человек на Луне оказался все-таки немного раньше — 20 июля 1969[16].

В 1968 году в Станфордском Исследовательском Институте ( SRI , Stanford Research Institute ) создают « Shakey » — первого мобильного робота с искусственным зрением и зачатками интеллекта. Устройство на колесиках решает задачу объезда возможных препятствий — различных кубиков. Исключительно на ровной поверхности, т.к. робот очень неустойчив. Самое примечательное, что «мозг» робота занимает целую комнату по соседству, общаясь с «телом» по радиосвязи.

Рис. 4. Shakey , первый робот SRI , 1968 г.

Исследования устойчивости приводят к работам над динамическим равновесием роботов, в результате чего получаются роботы-лошади и даже несколько роботов на одной ноге[17], — чтобы не упасть, им приходится постоянно бегать и подпрыгивать.

Начинается эра исследования устойчивости и проходимости. В это время появляется множество роботов для исследования других планет и, конечно, ведения боевых действий в пустыне. Вся робототехника в Соединенных Штатах по сей день очень часто спонсируется агентством DARPA[18] .

Рис. 5. Роботы с 6-ю, 4-мя, 3-мя и, наконец, 1-й ногами.

Роботостроение в Японии начинается в 1928 году, когда под руководством доктора Нисимуро Макото был создан робот, названный «Естествоиспытатель»[14]. Оснащенный моторчиками, он мог менять положение головы и рук. А 21 ноября 2000 года на первой в истории выставке ROBODEX в городе Йокохама, Япония, Tokyo Sony Corporation представляет своего первого человекоподобного робота » SDR -3 X «[19]:

Рис. 6. Человекоподобный робот SDR -3 X от Sony

Так мечта становится реальностью.

Наши железные друзья 2. Мозги

По-настоящему серьезным прорывом на пути к созданию роботов стало изобретение принципа управляющих программ. Первые экземпляры калькуляторов – механических устройств для счета – не использовали никаких устройств для автоматизации управления. Считающие часы Вильгельма Шикарда (1623) и «Паскалина» Блеза Паскаля (1642) использовали для ввода чисел колесики на каждый десятичный разряд – эти машины создавались для пошагового счета, а не для обработки массивов данных. В своих письмах к Иоганну Кеплеру, Шикард писал о том, как можно использовать его машину для астрономических расчетов. Машина Паскаля не прижилась из-за неудобной денежной системы Франции[20]. А уникальная счетная машина Лейбница (1673), которую он решил строить, погостив в астрономической обсерватории Христиана Гюйгенса, уже позволяла умножать и делить «поскольку это недостойно таких замечательных людей, подобно рабам, терять время на вычислительную работу, которую можно было бы доверить кому угодно при использовании машины». Но из-за своей чрезвычайно сложной конструкции и частых поломок она также не получила распространения.

Все это были первые устройства, предназначенные для автоматизации умственной деятельности человека.

Но вот в 1741 году тот самый Жак де Вокансон, который создал для потехи механическую утку, приступил по просьбе кардинала Флери[21] к модернизации французской текстильной промышленности. Будучи всю жизнь часовым мастером, Вокансон был близко знаком с принципом музыкальных барабанов для механических фортепиано и музыкальных часов. Так в 1743 году впервые был создан полностью автоматический ткацкий станок, использующий в качестве программы металлические карточки.

Почти через полвека Жозеф Мари Жакард (1752-1834) прочел статью Вокансона о применении перфокарт в ткацком деле и ухватился за эту идею, что позволило ему к 1801 году создать первый полностью автоматический ткацкий станок, способный ткать сложные типы полотна, а также снискать себе славу изобретателя станков вообще.

Что примечательно, станок был разрушен взбешенными ткачами в страхе навсегда потерять свою работу. Этим начинается история луддитов – людей, по каким-то причинам идеологически настроенных против технического прогресса. Самые первые луддиты были английскими рабочими, протестовавшими в 1800-х против засилья станков. По преданию, некий Нед Лудд разрушил первые два чулочных станка. Исторически не подтверждено, существовала ли такая личность на самом деле. Однако хорошо известно, что какое-то время британские войска занимались подавлением луддистских восстаний сильнее, чем сопротивлением Наполеону на Пиренейском полуострове. В 1813 году уничтожение машин было причислено к страшным уголовным преступлениям и 17 человек были казнены, а еще многие отправлены в Австралию.

Разностная машина Чарльза Бэббиджа ( Differential Engine , 1834) уже использовала в своей работе перфокарты. Применение карточек объясняется историей ее происхождения: находясь во Франции, Бэббидж знакомится с трудами Гаспара де Прони[22], которому было поручено выверить и улучшить логарифмические и тригонометрические таблицы для подготовки к введению метрической системы, задуманной Наполеоном. Прони был знаком с книгой Адама Смита «Процветание наций» и понимал, что такой грандиозный труд (17 рукописных томов, 20 знаков точности после запятой) можно выполнить только с использованием технологии разделения труда (также, как на 100 лет позднее это понял Генри Форд). Прони придумал трехуровневую систему счета, на вершине которой находились такие выдающиеся математики, как Адриен Мари Лежандр и Лазар Никола Карно, — они выводили основные формулы для расчетов. Посередине были квалифицированные счетчики для разбиения формул на элементарные операции и организации работ третьего уровня – сотен вычислителей, – единственной работой которых было сложение (в большинстве своем молодые девушки). Впервые термин computer (вычислитель) был введен именно Прони и именно в связи с этой работой.

Бэббидж задумался над автоматизацией работы вычислителей, предложив проект правительству Англии. Уже тогда он понимал, что узким местом системы является переписчик, который будет записывать результаты, и планировал создать в дополнение к машине печатающее устройство. Деньги были выделены, но, по причине личного конфликта Бэббиджа с государственным патроном проекта Джозефом Клементом, результаты 12ти лет работы так и не дошли до промышленного производства.

Однако усилия не прошли даром, и привели к появлению нового проекта Беббиджа – «Аналитической машине» ( Analytical Engine ). Впоследствии будет понастроено еще много различных калькуляторов, но к уровню этой машины человечество подойдет только через 80 лет. Вот выдержка из статьи Леонида Черняка [1] :

В ней присутствовали все три классических элемента компьютера: store — хранилище (теперь мы называем его памятью), mill — мельница (арифметическое устройство) и control barrel — управляющий барабан (управляющее устройство), для сравнения стоит посмотреть проект новейшего микропроцессора Crusoe . Регистровая память Analytical Engine способна была хранить как минимум 100 десятичных чисел по 40 знаков, но теоретически могла быть расширена до 1000 50-разрядных чисел. Мельница состояла из трех основных регистров: два для операндов, а третий для результатов действий, относящихся к умножению. Еще имелась таблица для хранения промежуточных результатов и счетчик числа итераций. Основная программа заносилась на барабан, в дополнение к ней могли быть использованы перфокарты…

В 1842 году итальянский ученый Манибера, познакомившись с аналитической машиной, пришел в восторг и сделал первое подробное описание изобретения в статье на французском. Перевести статью на английский язык взялась леди Огаста Ада Кинг графиня Лавлейс (1815-1852), дочь поэта лорда Джорджа Байрона, которая считается теперь первым программистом в истории. В числе прочего она сообщила Бэббиджу, что составила план операций для аналитической машины, с помощью которых можно решить уравнение Бернулли для закона сохранения энергии движущейся жидкости. После перевода Бэббидж попросил Аду снабдить статью комментариями, оказавшимися в итоге заметно длиннее самой статьи. Уже в этих первых комментариях встречаются слова: «машину нельзя наделить разумом». Построенные намного позднее табуляторы от IBM никаких революционных идей не внесли, используя в основном наработки Бэббиджа и его последователей.

В 1948 выходит книга доктора Норберта Винера, профессора в Массачусетском Технологическом Институте ( M . I . T .). Она называется «Кибернетика»[2], а ее содержание дает теоретическое обоснование для создания высокоточных управляемых манипуляторов. Кибернетика – это целая новая наука, открытая Винером. В целом книга содержит описание общих концепций управления в любых системах, в особенности живых, машинных и социальных. Одной из самых ценных мировоззренческих идей книги является обоснование того, что управление, реализуемое через механическое, электрическое или еще какое-то воздействие, всегда имеет некоторые общие черты и эти черты сводится к тому, что главными в управлении являются управляющие сигналы, т.е. информация в чистом виде, а не ее носитель.

Наряду с популярным изложением принципов, на которых основана вычислительная техника, популярным изложением теории информации Клода Шеннона и других идей, Винер очень подробно останавливается на принципе управления по отрицательной обратной связи и его возможного проявления, когда мы берем в руку стакан. Долгое время работая в Мексике бок о бок с Артуром Розенблютом, Винер окунулся в новый для него мир физиологии и общей биологии. А сам Розенблют однозначно признается Винером за соавтора новой науки. Книга писалась в Мексике под большим влиянием физиологии и аналоговых вычислителей. Определенные наблюдаемые расстройства в функционировании моторных функций позволяли по-другому взглянуть на живые организмы и управление в них[3]:

Больной с мозжечковым тремором, протянув руку за стаканом воды, придет в беспорядочные колебания и либо расплещет воду, либо окажется неспособен схватить стакан.

Размышления над тем, как человеческий мозг понимает, когда уже достаточно двигать руку к стакану, достаточно ли плотно стакан взят в руку и т.д., привели к очевидной, но оттого ничуть не менее гениальной, идее о существовании обратной связи от глаз и кожи человека, ориентируясь по которой мозжечок принимает решение об успешном выполнении операции. А тремор – это просто «паразитные колебания», сбитая настройка.

Отрицательной же связь называется потому, что она тормозит выполнение основного действия. Винер видел в принципе управления по отрицательной обратной связи основное свойство всего живого. Организм теплокровных поддерживает постоянную температуру тела, непрерывно сверяясь с показаниями «датчиков температуры». Те же идеи, переложенные на электрические рельсы, позволяют создать систему климат контроля.

После выхода «Кибернетики» в свет, Винер очень быстро становится фигурой мирового масштаба.

В приложении к теме манипуляторов, идеи Винера привели к созданию сервоприводов. Сервоприводы – это двигатели, для которых возможно очень точное управление углом поворота ротора, скоростью вращения или силой момента, что позволяет роботу не только подводить руку к объекту, но и, например, удерживать этот объект в строго определенном положении, несмотря на его вес. До этого момента было просто непонятно, как будут работать такие двигатели. Дело казалось очень хлопотным, тогда как простое использование обратной связи по положению, скорости или моменту, позволило мгновенно решить проблему, используя все те же старые добрые двигатели без точного управления, только в обратной связи с датчиками.

Часть 2. Люди и роботы

Не теряя сути вопроса можно считать, что в представлении обывателя настоящие роботы – это автономные машины с искусственным зрением, руками-манипуляторами, генератором речи и обязательно искусственным разумом. А все остальное – просто гипертрофированные тостеры.

Это представление определяет программу-минимум для будущей индустрии. Появление подобных машин поднимает множество социальных вопросов и возможных проблем. Почти очевидно, что роботы способны выполнять широкий круг неквалифицированной работы. Это приведет к потере большого количества рабочих мест и росту социальной напряженности.

Эта часть вводит некоторое количество тезисов, которые должны влиять на современное отношение к теме роботов и искусственного интеллекта. Они, намерено, приведены в краткой и наиболее спорной форме. В защиту доказательной силы этих тезисов, можно привести слова Владимира Успенского[6]:

Но как бы то ни было, доказательство — это просто аргумент, который мы сами находим вполне убедительным для того, чтобы убедить всех остальных.

В. А. Успенский, 1994

Вопросы неравенства

Люди и роботы сильно отличаются в возможностях, спорить тут не о чем. Тенденция к стиранию этой границы наметилась давно, и выражается в двух идущих навстречу процессах: развитие систем самостоятельного искусственного чего бы то ни было и вживление в человека различных имплантатов. Однако до равенства всё равно еще далеко.

Первым ценным свойством роботов была их способность функционировать в агрессивных средах – радиоактивных, взрывоопасных, на поверхности далеких планет. Тяжело спорить с тем, что человеческое существо не может выжить в открытом космосе без защиты. Любому организму необходима определенная среда обитания, в которой он привык существовать. Мы обитаем в так называемой естественной среде. Однако наши гены живут в искусственной среде клетки, поддерживаемой гомеостазом.

Чего стоит автомобиль, если в пределах его досягаемости нет ни одной заправочной станции? Скорее всего, взрывное развитие бытовой робототехники должно быть обусловлено созданием специальной инфраструктуры. Искусственной среды обитания роботов. Часть ее уже построена: это системы глобального позиционирования[25], беспроводной доступ в информационную сеть и системы радиочастотной идентификации объектов.

Следующей должна быть решена энергетическая проблема. До миниатюрных атомных реакторов пока явно далековато. Гораздо вероятнее появление высоко емких аккумуляторов на маховиках или водородных двигателей, т.к. задача дешевого электролиза воды уже почти решена. Однако по какому пути пойдет развитие инфраструктуры дальше, – большие гаражи для роботов либо же сеть ларьков для заправки, — сказать трудно.

Неравенство машин и роботов не сводится только лишь к скорости, силе, выносливости одних, и душе, свободе воли и гибкости интеллекта других. В своей известнейшей книге «Творец и робот»[4][2][26], Норберт Винер приводит следующие размышления по поводу человеко-машинных систем будущего (сокращено и выделено):

Одна из сфер человеческой деятельности, которая остро нуждается в автоматизации и где ощущается потенциальная необходимость в самообучающихся автоматах, — это машинный перевод. …

Ни одна из систем машинного перевода не доказала, что она заслуживает доверия в тех случаях, когда от точности перевода зависит принятие важных решений….

…На мой взгляд, наиболее обнадеживающий путь осуществления машинного перевода состоит в замене чисто машинной системы — по крайней мере, на начальных этапах — системой механобиологической, включающей в качестве критика и эксперта человека — опытного переводчика, который обучает машинную часть системы с помощью упражнений, подобно тому, как школьный учитель обучает своих учеников. …

…Однако если человеческий элемент необходимо вводить в качестве критического начала, то вполне разумно вводить его также и на других этапах. …

Все высказанное о машинах-переводчиках в равной или в еще большей мере относится к машинам, составляющим медицинские диагнозы. Такие машины стали очень модными во всех планах развития медицины на ближайшее будущее. Эти машины могут помочь врачу установить данные, которые ему понадобятся для диагноза, но нет никакой необходимости в том, чтобы они устанавливали диагноз сами, без участия врача. Ведь весьма вероятно, что такая тенденция применения медицинских машин может рано или поздно привести к ухудшению здоровья людей и даже ко многим смертельным исходам.

Винер поднимает вопрос о мере ответственности человека и машины за допущенные ошибки. И ответ для него очевиден: машина не может нести никакой ответственности за принимаемые ей решения. Т.е. вне зависимости ни от чего должно существовать четкое разделение: разумный человек, наделенный мерой ответственности за свои деяния, и бездушный автомат, призванный только помогать человеку в процессе их исполнения. В самом деле, абсурдна ситуация суда над автомобилем, водитель которого стал причиной трагедии. В связи с этим Винер говорит об опасности секты машинопоклонников, стремящихся поставить машину на одну полку с человеком или даже выше него. Цитата:

Помимо того, что машинопоклонник преклоняется перед машиной за то, что она свободна от человеческих ограничений в отношении скорости и точности, существует еще один мотив в его поведении, который труднее выявить в каждом конкретном случае, но который, тем не менее, должен играть весьма важную роль. Мотив этот выражается в стремлении уйти от личной ответственности за опасное или гибельное решение.

Исторически такой взгляд связан с планами Соединенных Штатов по созданию интеллектуальной информационной системы для ведения ядерной войны, этакая SkyNet из кинофильмов о Терминаторе. Как правильно отмечает Винер, «В настоящее время экспертов ведения атомной войны не существует. Это значит, что нет таких людей, которые обладали бы каким-либо опытом в военном конфликте, где обе стороны располагают атомным оружием и применяют его». Винер опасается, что факт существования такой системы позволит политикам снять с себя ответственность за миллионы жизней, унесенных развязанной ей ядерной войной.

Некоторые соображения последних лет заставляют нас усомниться в справедливости приведенных доводов.

Пределы личной ответственности

В мире нет ничего бесконечного, так же как не существует и абсолютной степени ответственности. Известно, что европейское право снимает ответственность за уголовные преступления с детей младше определенного возраста. А действия, предпринятые в состоянии аффекта, смягчают приговор. Тем не менее, это не всегда распространяется на профессии, изначально связанные с риском для жизни большого числа посторонних людей. А это включает все те случаи, когда человек является водителем пассажирского транспортного средства.

Классический пример – гражданская авиация. Шансы выжить у пилотов и пассажиров примерно равны. Важен вопрос: какую ответственность несет человек, по вине которого погибли сотни пассажиров, если сам он погиб вместе с ними? Ситуация довольно сильно отличается о той, когда военный бомбардировщик сбрасывает заряд на жилой город. Однако, ответ один и тот же: никакой.

Современная гражданская авиация уже достигла того уровня развития технологий, при котором самым ненадежным звеном системы становится человек. В подтверждение этому может послужить сводная таблица причин возникновения авиакатастроф и нештатных ситуаций по всем самолетам и вертолетам на территории США за 2000 год[7][27]->

Стоит ли вообще задаваться вопросом ответственности в случаях, когда человек действует за пределами физических, психических и моральных возможностей? Вероятнее всего, ответом будет «нет». Поскольку это чисто прагматический спор, и очень трудно найти какие-то разумные, лишенные морализаторства и религии, доводы в пользу «да».

Соединенные Штаты занимают первое место в мире по общему количеству авиакатастроф и общему числу унесенных в них жизней. Они же обладают самой серьезной системой контроля и безопасности. Как видно из таблицы, на одного только пилота приходится 79,9% аварий, не считая 11,9% вины наземных служб.

История богата примерами тому, как опасно сосредотачивать слишком много власти и, вместе с ней, ответственности за жизни людей в руках одного человека. Исходя из этого, и еще нескольких побочных соображений, уголовное и административное право вводит понятие коллективной ответственности. Именно эта коллективная ответственность, распространяемая на компанию-производителя и компанию-перевозчика, и задает вектор в сторону тотальной автоматизации индустрии авиаперевозок под лозунгом: «человеку здесь не место!».

Таким образом, у создателей SkyNet было бы достаточно собственных аргументов в пользу того, что атомной войной не должен руководить человек. Во всяком случае, если Президент не успеет принять решение за те 12 минут, пока русская ракета летит к побережью Северной Америки, должна сработать система автоматического нанесения ответного удара. Поскольку в то время не возникало сомнений в большой вероятности атомной войны, люди думали только о способах решения проблемы, а не о том, как на них посмотрят со стороны.

Накопленный опыт применения автоматизированных систем управления вообще ставит под вопрос такой вариант использования человеко-машинных отношений, в которых человек выступает в качестве ведущего звена, а искусственная система — ведомого.

Но самый неприятный момент в следующем: если под ответственностью машины понимать ответственность создавших ее людей, а полностью автоматизированные системы пилотирования будут, вероятно, являться одними из самых сложных систем когда-либо созданных человеком, то какой будет мера этой ответственности за решения, принятые в ситуации экстремальной сложности? Не будет ли это столь же неадекватным, как судить саму машину? Этот парадокс возникает только потому, что понятие ответственности – юридическое. Возможно, политическое. И предназначено, соответственно, для двух целей: регулирование личной свободы и поиск козлов отпущения, т.е. имеет непрямое и малое отношение к технологиям. Именно поэтому вопрос об ответственности ученого перед миром вызывает так много споров.

Тезис №I. Не существует практического способа оценить меру ответственности за автоматические действия человека или машины, — следовательно, термин нельзя правильно применить, что можно интерпретировать как отсутствие всякой ответственности.

А как насчет полной автоматизации проектирования? Роботы-ученые, роботы-конструкторы, роботы приемно-испытательная комиссия. Что остается человеку?

Создатель и его создание

Курица – это всего лишь способ одного яйца произвести другое яйцо [28]

Проблемы взаимоотношений создателя и его творений тысячелетиями обсуждаются в среде богословов. Накоплен достаточно большой список парадоксов, для которых уже давно придуманы объяснения разной степени разумности. Один из них — парадокс свободы воли, кратко формулируемый как конфликт между всемогуществом Бога, судьбой, предопределенностью всей истории человечества, и правом человека на свободный выбор. Обратимся снова к Винеру[4]:

…Дьявол ведет игру с богом, причем ставкой является душа Иова или вообще души людей… …Вести игру против всемогущего, всезнающего Бога — занятие глупое…

…[но], если мы не запутаемся в догмах Всемогущества и Всезнания, конфликт между Богом и Дьяволом предстанет перед нами как реальный конфликт, а Бог — как нечто меньшее, чем абсолютное Всемогущество. Бог действительно вовлечен в конфликт со своим творением, причем он легко может проиграть. И, однако, это его творение создано им по его собственной воле и, по-видимому, приобрело всю свою способность действия от самого Бога. Может ли Бог вести серьезную игру со своим собственным творением? Может ли любой творец, даже ограниченный в своих возможностях, вести серьезную игру со своим собственным творением?

Существование современных шахматных программ, которые легко выигрывают у своих создателей, подтверждает хотя бы тот факт, что некоторые интеллектуальные функции могут выполняться роботами лучше, чем человеком, создавшим этих роботов. Хотя зачастую то, что высоко интеллектуально для человека, совершенно не интеллектуально для робота[29].

А что по поводу великого таинства рождения новой жизни? Женщина вынашивает ребенка из одной-единственной клетки, давая жизнь личности, которая способна намного опередить в физическом и интеллектуальном развитии обоих родителей. Процесс развития плода, хоть и похож на магию, состоит целиком из обыкновенных, не магических, процессов. И хотя можно долго спорить о моменте появления у плода души (или вселения в него души), факт равноправия создателя и создания остается фактом. Тем более что от процесса вселения души попахивает «жизненной силой» виталистов XVII века[30].

Тезис №II. Более простые системы могут различными способами порождать собой эквивалентные или даже более сложные системы.

Т.е. это напрямую относится к человеку, создающему более совершенное в некоторых аспектах небиологическое существо. А отсюда недалеко и до восстания машин, судного дня, полного вымирания человечества и т.д., которые так будоражат воображение.

Существует интересная фрейдистская интерпретация страха восстания машин. Согласно ей роботы отражают мужскую обеспокоенность о социальном служении — робот бескорыстно трудится на благо общества, не беря ничего взамен. Вместе с этим, тема построения роботов является явной сублимацией сексуальной энергии мужчины, т.к. для женщин роботы представляют гораздо меньший интерес. В этом смысле, страх потери контроля над машиной отражает для не доминантных мужчин понимание и боязнь неизбежности возникновения конфликта между жертвенной социальной ролью и желанием овладения женщиной, возможно, чужой, с элементами убийства соперников. Т.е. бунт роботов ощущается не только как возможный, но даже предпочтительный.

Подчиненное положение роботов само по себе является очень интересным моментом изучения. В приложении к любым системам можно очень условно выделить три типа отношений подчинения относительно цели такого положения:

1. Подчинение более сильными системами более слабых против их воли, преследующее цели сильных. Примеры: отношения хищник-жертва, едок-еда, система управления — манипулятор и т.д.;

2. Симбиоз систем, взаимовыгодное сотрудничество, в котором сила и слабость только относительны. Примеры: нервная система – остальной организм, руководитель – подчиненные, государство – граждане;

3. Временное подчинение, которое подразумевает постепенную безвозвратную передачу власти от сильной системы к слабой. Примеры: взрослые-дети, учитель-ученик, гусеница-бабочка.

Нынешнее положение машин однозначно первого типа. Хотя действительно, эти типы несколько условны, потому что кто-то может утверждать, будто положение кур на птицеферме – это взаимовыгодное сотрудничество. Того же мнения и идеологи рабовладельческого строя.

Есть мнение, что рабовладельческий строй невыгоден по причине изъятия большого числа людей из процесса инвестирования благ. Дело в том, что жизнь наша очень сложна, и никто не может заранее и точно предсказать, что окажется правильным, а что нет. Монархия, административно-командная система управления, торговая монополия и другие примеры авторитарных систем невыгодны из-за высокого риска принять неверное решение, от которого будет сложно отказаться.

В действительности, монархия с идеальным королем гораздо эффективнее демократии. Это понятно, поскольку мнение одного эксперта намного чаще окажется более верным, чем мнение дюжины обывателей. Проблемы начинаются, когда на троне неадекватная личность и это надолго. Т.е. вся проблема не в централизации власти, а в плохих механизмах ее передачи.

В случае с рабовладельческим строем это именно тот пример: хозяин и раб занимают свои места по праву рождения, т.е. по воле случая. Изъятие всех благ у рабов лишает их права решать, во что будут инвестированы добытые блага, например: «в строительство пирамид или в ирригационные каналы?».

Переложим теперь эту теорию на вопрос роботов. Представим себе, что в отдаленном будущем появляются машины, способные решать отдельные задачи и планировать в среднем лучше, чем любое человеческое существо. Вспоминая, что в мире не может быть ничего абсолютного и всевластного, мы должны предоставить таким машинам равное с нами право в управлении нашей общей жизнью, иначе это невыгодно. Т.е. мы можем сопротивляться, но первый же, кто уравняет права, довольно быстро выиграет у нас эволюционную гонку, мы вымрем, и сопротивляться будет уже некому. Людям, ежедневно приближающим для нас момент появления разумных машин, этого объяснять не нужно. Как сказал Дэнни Хиллис, соучредитель Thinking Machines Corporation в Sun Microsistems , «перемены произойдут постепенно, и мы к ним привыкнем».

Что значат человеческие ошибки

Одним из очень многообещающих направлений в современной макроэкономике становится теория принятия потребителем нерациональных решений (Вернон Смит и Дэниэл Канеман, Нобелевская премия по экономике 2002). Индустрия рекламы давно знает о том, что среднестатистический человек вообще редко принимает рациональное решение. Обыденное создание выбирает какие-то другие пути, и рациональное решение проблемы – всего лишь один из многих. Между тем, искусственная программа может ошибаться только по трем простым причинам:

1. Это неверная программа;

2. Возник аппаратный сбой – поломка;

3. Программа попала в необычную ситуацию, но не видит этого и принимает ошибочное решение – недоработка алгоритма.

Отличие человека состоит в том, что он легко ошибается в тривиальных ситуациях, которые встречались ему не раз. Известно, что мышца не знает усталости, а устают только нервы, ею управляющие. Повиснув над пропастью на одной руке, можно было бы долго висеть в ожидании спасателей, однако своеобразная лень нервной системы, которая старается спасти руку от отравления молочной кислотой, не позволяет сохранить целый организм.

В определенном смысле, скорость решения имеет для человека большую важность, чем его правильность. Можно даже выразиться следующим образом:

Интеллект – это значит «быстро».

Охотясь на газель, мы будем непрерывно рассчитывать траекторию ее движения, чтобы правильно угадать направление полета копья. Какой толк от системы расчета траектории, если она будет считать дольше, чем бежит газель? Таким образом, у каждого действия существует естественный временной отрезок, определяемый поставленной задачей или энергетическими ресурсами нервной системы, дольше которого оно выполняться не будет. И если кажется, что ситуация очень критична по времени, кора головного мозга даже не будет задействована. Именно поэтому водители-новички в случае опасности до отказа выжимают педаль газа, на котором нога, а не тормоз, который рядом, — нижние отделы мозга командуют напрячь все мышцы: вцепиться в руль и упереться ногами в пол.

Например, нам очень трудно поймать муху на лету, потому что пока мы обработаем изображение (~0.25 сек), муха уже отлетит от того места, где мы ее «видим» в этот момент. Единственная реальная возможность поймать – это предугадывание траектории полета.

Отсюда следует, что некоторые причины человеческих ошибок кроятся в: быстром принятии необдуманных решений (иллюзия нехватки времени), стремлении выдать желаемое за действительное (это тоже позволяет «решить» задачу быстрее) и несогласованном действии разных отделов мозга (вполне вероятно, причина частых оговорок и описок кроется в особой лени одних отделов до конца понять другие), например:

· я хотел(а) подождать, но не утерпел(а);

· я думал(а) там свободно, а оказалось занято;

· я подумал(а) нужно вправо, а рука пошла влево;

· я хотел(а) сказать нет, а сказал(а) омлет.

Подобные вещи не являются настоящими ошибками. Это просто следование другой логике, более или менее адекватной в каждой конкретной ситуации. Такие ошибки равнозначны по своей природе типу 3 ошибок машины: «неверная оценка ситуации в силу недоработки алгоритма».

Введем несколько гипотез о принципах мышления, которые помогут более аргументировано сформулировать естественные причины человеческих ошибок. Первая из них – это гипотеза наблюдателя.

Гипотеза наблюдателя: если какие-то явления происходят условно одновременно, то они как-то между собой связаны. Сумма наблюдаемых одновременно явлений называется феномен. Основное следствие: любое из наблюдаемых совместно явлений, даже вызванное искусственно, должно привести к появлению остальных. Вероятность такого появления пересчитывается из других известных феноменов.

В качестве примеров применения гипотезы наблюдателя можно привести следующие суждения:

· если сунуть палец в огонь — будет ожог;

· если из-за забора видна голова собаки — за забором собака целиком;

· если на небе темные тучи – к дождю;

· если к власти снова придут коммунисты — жизнь наладится.

Отметим, что так популярные сегодня искусственные нейронные сети используют только идею гипотезы наблюдателя, т.к. алгоритм обратного распространения позволяет всего лишь правильно настроить веса синапсов сети, чтобы они удовлетворяли гипотезе. Безусловно, нейронная сеть не интеллектуальна, — она в очень узком смысле адаптивна.

Искусственные нейронные сети уже могут успешно решать задачу социализации. Пронаблюдать, что раздражает хозяина, а что веселит, совсем не сложно. Таким образом, создание роботов с живыми открытыми лицами и поведением, вызывающим откровенную симпатию, не составляет проблемы. Нейронная сеть способна так подобрать лексику, интонации, жестикуляцию и прочее, что в нее уже невозможно будет не влюбиться. Можно влюбиться в робота? Вероятно настолько же, насколько возможно влюбиться в игру света на телеэкране и фотографию, т.е. для определенного сорта людей определенно «да». В этом случае наш мозг играет с нами очередную свою шутку, и мы легко совершаем ошибку в выборе объекта любви. Очевидно, это имеет отношение как к мужчинам, так и к женщинам, поскольку роботы – ну очень загадочный тип мужчины.

Современные луддиты считают, что мы совершаем роковую ошибку думая, что машины и технический прогресс в целом – это наши помощники и друзья. Почему-то им кажется, что в каменном веке люди были гораздо более счастливы. Вероятно, это просто еще один способ выдать желаемое за действительное.

Вторым будет принцип суперпозиции, вероятно используемый в процессе восприятия информации.

Принцип суперпозиции: любой сенсорный или управляющий сигнал может быть представлен в виде суперпозиции (суммы, свертки и т.д.) нескольких сигналов с более простыми характеристиками, а разные способы группировки выделенных сигналов позволяют по-разному выделить из феномена отдельные явления для применения гипотезы наблюдателя.

Принцип суперпозиции имеет дело с выделением цветовых пятен и группировкой их в цельные образы, а также с формированием целостного управляющего движения для танца. Выделение базовых вещей из набора данных обычно называется анализом, а формирование управляющих сигналов — синтезом. Поскольку принцип имеет отношение не только к исходному целому изображению или звуку, но и ко всем его отдельным частям, из него следует, что:

a. задача анализа сигналов включает в себя как подзадачу синтез возможных вариантов компоновки выделенных примитивных сигналов в образы;

b. задача синтеза включает в себя как подзадачу анализ реакции от органов чувств – задача Винера на отрицательную обратную связь.

В приложении к человеческим ошибкам, принцип суперпозиции сигналов показывает природу разногласий в анализе разными людьми одних и тех же фактов. Во-первых: видя в действительности одно и то же, они по-разному компонуют детали в целое; во-вторых: совместно с гипотезой наблюдателя каждый присоединяет к картинке собственные, логически плохо обоснованные, однако абсолютно очевидные для него «связанные с этим вещи». Поскольку у каждого из нас есть свои представления о вероятности наблюдаемых вещей (согласно первой аксиоме), то может сложиться такая ситуация, когда вероятностный вес «присоединенной» вещи, которая отсутствует в наблюдаемой картине, но как-то связана в нашем представлении с наблюдаемыми в данный момент вещами, оказывается выше, чем у какой-то действительно наблюдаемой вещи. И тогда мы совсем не замечаем чего-то реального, но видим что-то другое, чего на самом деле нет. Естественно, быстро получить хоть какой-то результат часто бывает важнее перебора всех вариантов интерпретации событий.

Наконец, третий принцип:

Воспоминания приравниваются к текущим наблюдениям.

Этот принцип постулирует, что память и прошлое не существуют до того момента, пока мы о них не вспоминаем, а само воспоминание – это очевидно наблюдение за сигналами из памяти, мало отличающееся по физической природе от наблюдения за реальными объектами. Мы посылаем запрос в нашу память и наблюдаем пришедшие в ответ сигналы. Какая-то часть нас, которая и является в действительности «нами», когда мы пытаемся ощутить реальность бытия по примеру Декарта, представляет собой наблюдателя сигналов от окружающих ее нейронов. А ощущение «осознания себя», вероятно, возникает в момент прохождения сигналов через эту часть, как через мембрану. Каждую секунду в нашем мозгу совершается невероятное количество неосознанных процессов. Мы можем заметить немногие из них (ощущение толчков от сердцебиения, температуру полости рта), если переведем на них фокус своего внимания. Перемещая фокус внимания в пределах черепной коробки можно ощущать реальность бытия. Попадая в фокус, сигналы записываются в нашу память восприятия.

Возможно, что чувство реальности, чувство времени, обязаны своему существованию тем, что в фокусе внимания одновременно находятся как только что обработанные сигналы от органов чувств, так и некоторый момент непосредственного ближайшего прошлого, чуть более отдаленно прошлого (доли секунды) и часть отдаленных воспоминаний, участвующих в принятии решений. Это позволяет нам ощущать себя целостно в непрерывном потоке времени.

Если на мгновение представить себе, что память исчезла и мы какое-то время наблюдаем мир ничего не запоминая, не вспоминая и не сравнивая ни с чем, это будет равносильно невозможности узнать ни один образ и в целом отсутствию сознания.

Все эти соображения наводят на мысль о том, что если мы будем строить разум роботов по образу и подобию человеческого, наделять их эмоциями (для роста умиления при взгляде на свои создания), полученные машины, по крайне мере первое время, будут совершать человеческие ошибки или очень на них похожие. Если только машины не будут к тому моменту в тысячи раз мощнее человеческого мозга в вычислительном плане, что снижает фактор времени размышления.

Роботы как новая раса

Мне кажется, вопрос «могут ли машины думать?» слишком бессмысленный, чтобы заслуживать обсуждения. Тем не менее, я верю, что к концу века смысл слов и общее образованное мнение изменятся настолько, что станет возможным говорить о машинном мышлении, не ожидая возражений в свою сторону.[31]

Алан Тьюринг, 1950

Если не вдаваться глубоко в спор о слабом и сильном искусственном интеллекте, простой ретроспективный взгляд позволяет надеяться, что метафизика сдаст и этот рубеж, т.е. будет доказана материальность сознания. Во всяком случае, истории не известны примеры, когда теория нематериальности или непознаваемости чего бы то ни было уверенно одержала победу над материальной или познаваемой версией. А это ставит перед нами проблему социальных прав роботов. Например, такие абсурдные по нынешним меркам вопросы, как:

1. Судить ли человека за убийство робота?

2. Вводить ли ограничения на создание копий с роботов?

3. Давать ли роботам избирательные права?

4. Разрешать ли им занимать руководящие должности?

5. Разрешать ли смешанные браки и усыновление?

6. Что-то еще более странное…?

Следуя за Бертраном Расселом[5] и Аланом Тьюрингом, отметим следующие интересные мысли:

Тезис №III. Каждый человек судит о наличии у окружающих такого же сознания, как у себя, только из личного общения.

Т.е. нет никакого «непосредственного контакта». Если мой собеседник вдруг начинает «сбоить», неадекватно реагировать, непрерывно говорить ерунду металлическим голосом и искрить проводкой, сознательность сразу же ставится под сомнение. С другой стороны, как насчет «Человека дождя»[32]?

Эпоха одухотворенных машин

В своей книге «Эпоха одухотворенных машин»[9], пионер интеллектуального машиностроения Рэй Курцвейль предсказывает следующее:

2029 год. Тысячедолларовый компьютер достигает вычислительной мощности в 1000 раз превышающей возможности человеческого мозга. Нейронные шины улучшены до высокоскоростного обмена напрямую с человеческим мозгом. Становится доступным широкий круг нейронных имплантатов, улучшающих визуальное и звуковое восприятие, понимание языка, память и способность принимать решения. Компьютеры прочли и просмотрели все имеющиеся текстовые и мультимедиа-данные, созданные как человечеством, так и сгенерированные другими компьютерами. Все шире обсуждаются такие вопросы, как юридические права компьютеров и что определяет принадлежность к ‘человеческому существу’.

От этого мнения тяжело отмахнуться, т.к. оно принадлежит человеку, создавшему первые в мире программу-поэта, систему распознавания печатных текстов и музыкальный синтезатор. В своих предсказаниях он использует закон Мура[33] для роста вычислительной техники, и приводит следующий график:

Рис. 7. График роста мощности общедоступных компьютеров за $1000, согласно закону Мура

Согласно этому графику, к 2060 году один компьютер стоимостью $1000 будет превышать по вычислительной мощности все человечество. В настоящий момент даже самые застарелые скептики согласны с тем, что закон Мура представляет собой действительный закон, который не основывается на простом удвоении плотности упаковки транзисторов. Существует более глубокая закономерность, заключающаяся в положительной обратной связи между мощностью вычислительной техники и новым поколением, построенным с ее использованием. Более того, уже сейчас видно, что рост ускоряется. Влияют и законы рынка, вынуждающие производителей искать все новые технологии для обеспечения головокружительного роста.

Вывод Курцвейля таков, что мы неизбежно исчезнем как доминирующий вид, передав эволюционную эстафету более надежным и более интеллектуальным творениям – машинам.

Обеспокоенный таким положением вещей, Билл Джой, ведущий специалист и архитектор программного обеспечения Sun Microsistems и друг Курцвейля, пишет[11]:

Если машинам позволить принимать решения самостоятельно, то мы не можем делать никаких догадок относительно результатов, поскольку невозможно предположить, как такие машины могли бы себя вести… …Конечно, можно утверждать, что люди никогда не будут достаточно глупы, чтобы передать всю власть машинам. Но мы не предполагаем ни того, что человеческая раса добровольно переложит власть на машины, ни того, что те сами умышленно ее захватят. Что мы действительно предполагаем – так это то, что человечество легко может позволить себе дрейфовать к состоянию такой зависимости от машин, что оно не будет иметь никакого практического выбора, но примет все решения машин. Поскольку общество и проблемы, которые стоят перед ним, становятся все более сложными, а машины – все более разумными…

Мнение Джоя — такая ситуация недопустима. Однако, будучи архитектором современного программного обеспечения, он чувствует, как сам себе копает могилу. Следует заметить, что Билл Джой новичок в вопросе социальных последствий развития робототехники. Обычный ответ, который он слышит, таков: «В этом нет ничего нового. Есть целые университеты, которые ежедневно изучают эту проблему, а Ваши заботы и аргументы – уже прошлый век».

Однако, вычислительная мощность, очевидно, еще не означает разумности. Прежде чем мы сможем говорить о равенстве машин и людей, человечество должно создать целую систему теорий, полностью объясняющих феномен человеческого сознания. На данный момент, этот процесс не подгоняется никаким известным законом, хотя прогресс в нем уже сейчас может оказаться даже более значительным, просто никто ничего не подсчитывал.

На сегодняшний день, наиболее известным в широких кругах лидером движения за невозможность создания разумных машин, является известный математик Роджер Пенроуз со своей книгой «Новый ум короля». Камнем преткновения является теорема Геделя о неполноте, под которую должен, по идее, подпадать и человеческий мозг. Пенроуз находит решение в квантовых вычислениях. Если еще раз посмотреть на теорему, можно увидеть, что она постулирует не невозможность, а бесконечное число шагов доказательства. Обнаружив в нейронах крохотные углеродные мини-трубочки, Пенроуз приходит к выводу: именно в них происходят квантовые вычисления, позволяющие за конечное время осуществить бесконечное число шагов доказательства истинности того самого ускользающего истинного утверждения.

Курцвейль приводит три возражения:

1. Это правда, что машины не могут доказать неразрешимые утверждения геделевского типа. Но люди также не могут их решить. Люди могут только диагностировать, что перед ними геделевское утверждение, а это может сделать и компьютер;

2. В любом случае, квантовые вычисления не могут преодолеть ограничения, т.к. способны выполнить очень большое, невероятно большое, но никак не бесконечное число шагов;

3. Даже если доводы 1 и 2 неверны, это не мешает нам использовать квантовые вычисления в компьютерах. Если мозг производит квантовые вычисления, это доказывает только то, что они не противоречат законам физики. Триллионы современных транзисторов используют квантовый эффект – туннельный переход – и нет никаких доводов в пользу того, что мозг обладает эксклюзивными правами на квантовые вычисления.

Далее Пенроуз считает, что момент редукции квантового состояния волновой функции ответственен за сознание — ощущение человеком реальности и собственного «я». Курцвейль отвечает, что думал над этим вопросом 3 года и, хотя все это несколько лишено здравого смысла, не смог найти серьезных аргументов ни в одну пользу.

Есть ли у роботов душа?

После решения вопросов разумности, проблема души будет являться основным философским камнем XXI века. Отложим немного жизнь после смерти и переформулируем вопрос по-другому:

Что в нашем теле является вместилищем души, т.е. источником нашей самоидентификации?

Предположим, что у нас есть возможность целиком заменить все органы ниже шеи на искусственные. Заменить глаза, слуховой аппарат, череп, все мягкие ткани, кроме мозга. Правда ли, что «я» — это определенный орган внутри мозга, или же это комплекс сигналов обширной области мозга? Если мы решим перенести себя на другой носитель, неважно органический или нет, что мы должны будем переносить? Что важно, а что нет?

Попытаемся продвинуться в решении этой проблемы, проделав один мысленный эксперимент. Известные нам законы физики не запрещают создать почти точную копию индивида или его части, например путем магниторезонансного сканирования и последующей сборки нанороботами. При этом оригинал видит окружающий мир, осознает, а что будет с копией? Фактически вопрос ставится так: наше сознание – это материальный продукт мозга или проявление некой сущности, временно живущей в мозгу? Даже зная, что вся память индивидуума и все когнитивные процессы материализованы в мозгу, достаточно ли этого для того, чтобы утверждать – каждый момент сознания, то, что мы ощущаем, прикасаясь к другим предметам, так же полностью принадлежит мозгу и может быть тиражировано?

Кто-то может предполагать наличие в мозгу каких-то не копируемых элементов, таких как носитель уникального глобального кода души или чего-то вроде этого, необходимого для отправки информации из фокуса внимания в другой мир вне «матрицы». Очевидно, теория метафизических существ, наблюдающих материальный мир через фокус внимания мозга, для которых это своего рода развлечение, просто переносит вопрос в другую плоскость.

Если не избегать ответа и не забалтывать его в метафизических представлениях, можно прийти к мысли, что даже если природа осознания себя нематериальна, это не противоречит материальности сознания.

Спасти душу, как она представлена в религии, может только метафизическое хранилище всех знаний души, приобретенных ею за время жизни. Это, вообще говоря, вопрос ненаучный. Опыты хирургического вмешательства в мозг показывают, что органические повреждения вызывают пропадание знаний и навыков. А если теорию невозможно проверить на воспроизводимом опыте, она ненаучна и автоматически побеждает та, которую проверить можно.

Учитывая, что не существует воспроизводимых техник помнить моменты полного беспамятства, вне зависимости от того, есть душа или нет, т.к. память все-таки хранится в мозге, можно считать, что с каждым пробуждением нам приходится заново осознавать себя и свой опыт. К примеру, если моя душа проснется в другом теле, в другом мозгу, со своей памятью об индивидууме, она никак не сможет заметить подлога. Все, к чему она может получить доступ, находится в черепной коробке того другого тела, и там нигде нет компромата.

Т.е. если душа существует и у нее есть носитель, маркер, номер или еще что-то такое, то после смерти человеческого тела его можно будет воссоздать искусственно в другом носителе. А если душа не существует, то все и проще и сложнее, поскольку довольно трудно понять, каким образом в хитросплетении электрических сигналов может зародиться сознание, и только наличие его у нас позволяет с уверенностью сказать, что это возможно.

В этом смысле никак нельзя с полной уверенностью утверждать, что у искусственного создания не может быть собственного сознания, души или чего угодно еще.

Кто такие e -существа?

В российской прессе основной шум по поводу будущего робототехники производят статьи к.т.н. Александра Болонкина, гражданина США. Болонкин придерживается следующей позиции[12]:

Необычайно быстрое развитие компьютерной технологии и особенно микрочипов, позволяющих на одном квадратном сантиметре размещать сотни тысяч электронных элементов, открыло перед человечеством совершенно другой метод решения проблемы бессмертия отдельного индивидуума. Этот путь основан не на сохранении хрупких биологических молекул, а в переходе на искусственные полупроводниковые (силиконовые, галлиевые и т.п.) чипы, устойчивые при больших колебаниях температур, которые не нуждаются в пище, кислороде, сохраняются тысячи лет… …И если бы наш мозг состоял из чипов, а не биологических молекул, то это и означало, что мы получили бессмертие. …Согласно исследованиям автора такой переход в бессмертие (Е-существа) будет возможен уже где-то через 10. 20 лет

Выдержки из этой статьи часто появляются и на ТВ. Особенно заманчивой представляется идея путешествия бессмертной электронной души со скоростью света. Переписывая данные программы с одного носителя на Земле на другой, к примеру, на Марсе, мы как бы переносим и саму личность. В общем и целом, статья совершенно неадекватная. Например, она приводит данные о проекте «Маугли» Министерства Обороны США в рамках которого в 1990х был сканирован мозг смертельно больного ребенка, и теперь родители могут общаться со своим растущим электронным сыном, видеть его на мониторе, и даже «как бы качать его на руках», что в настоящий момент совершенно чудовищная ерунда.

Заключение

Кибернетический организм как симбиоз не добавляет ничего нового к уже известным нам отношениям. Очки могут стать контактными линзами, так же как компьютер в неопределенном будущем может стать чем-то внутри черепной коробки. Даже став частью глаза, линза остается инструментом. А все вопросы потери контроля и манипулирования могут быть рассмотрены на примере отношений наркомана и его наркотика. Инициатива всегда исходит от человека, по крайней мере в первый момент.

Ситуация меняется в случае полностью искусственных организмов. До какой-то степени это по-прежнему инструмент, но инструмент в том же положении, как и сельскохозяйственный скот или римские рабы. Разница состоит в том, что у коров практически нет никаких шансов встать у руля, а технологии потенциально способны. Сугубо прагматически, мы можем двигаться по пути роботизации до тех пор, пока это будет выгодно, т.е. очень далеко. Прилагая достаточно много усилий, мы можем последовательно делать робота лучше и лучше среднего человека в любой его деятельности. Человек сам поставит технологии на пьедестал. И тогда уже, если не можешь победить чего-то – стань им.

Тем не менее, история богата сюрпризами и примерами тому, как глубоко можно ошибаться в любых суждениях. И если история не пойдет по пути плавной роботизации самого человека, это будет очень интересно, но не невероятно.

Литература:

[1] Леонид Черняк, Чарльз Бэббидж – изобретатель и. политэконом, Еженедельник » Computerworld «, #17, М., «Открытые Системы», 2001.

[2] Винер Норберт, Кибернетика или управление и связь в животном и машине. / Поваров Г.Н.(пер с англ.и предисл.).-2-е изд.-М.:Сов.радио, 1968. -326 стр. — Перевод издания: Cybernetics or control and communication in the animal and the machine . / Wiener Norbert .

[3] Норберт Винер, Моя связь с кибернетикой, ее начала и ее будущее / Norbert Wiener , « My Connection with Cybernetics , Its Origins and Its Future », Cybernetica ( Namur ), 1958, vol . No 1, pp. 1-14 .

[4] Винер Н., Творец и робот, М., Прогресс, 1966, 104 стр.

[5] Бертран Рассел, Человеческое сознание: его сфера и границы, Киев, Ника-центр, 2001 -555 стр. – Перевод издания: Bertran Russel , « Human Knowledge , Its Scope And Limits», George Allen and UNWIN Ltd ., London , 1948.

[6] Успенский В. А., Теорема Геделя о неполноте, Theoretical Computer Science #130, 1994, стр. 273-238.

[7] National Transportation Safety Board — Annual Review of Aircraft Accident Data U.S., Air Carrier Operations, Calendar Year 2000, 70 p. with appendixes.

[8] Марвин Минский , Вычисление : конечные и бесконечные автоматы , Прентис — Холл , 1967 / Marvin L. Minsky, Computation: Finite and Infinite Machines, Prentice-Hall, 1967.

[9] Рэй Курцвейль , Эпоха одухотворенных машин , Пингвин Букс , 1999 / Ray Kurzweil, Age of Spiritual Machines, Penguin Books, 1999, 377 p.

[10] Дормашев Ю.Б. и др., Современные методики исследования внимания – спецпрактикум по общей психологии, Лаборатория психологии познавательных процессов кафедры общей психологии факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2000.

[11] Билл Джой, Почему будущему мы не нужны, “Wired”, Выпуск 8.04 — апрель 2000 (перевод К. Гордеева) / Bill Joy , Why the future doesn’t need us, Wired : Issue 8.04 | Apr 2000.

[12] Александр Болонкин, XXI век – начало бессмертия людей, М., Наука и Техника, июнь 2000.

[13] Мацкевич В.В., Занимательная анатомия роботов, М., «Радио и связь», 1988.

[14] Эйдзи Накано, Введение в робототехнику. [Монография. Перевод с японского А.И.Логинова, А.М.Филатова, под редакцией к.т.н А.М.Филатова. (М.; Мир, 1988).

[1] Известный писатель-фантаст Айзек Азимов (настоящее имя Исаак Озимов, место рождения Украина) считает, что ему принадлежит право изобретателя термина robotics (робототехника), использованного им в рассказе «Runaround» (Отговорки), вышедшем в 1942 году. Термин присутствует в сборнике его рассказов «Сны роботов» ( Isaac Asimov , Robot Dreams , Victor Gollancz , London . 1989), объединившем истории, независимо печатавшиеся с 1947 по 1986 год. Не все исследователи согласны с Айзеком Азимовым.

[2] Общепризнанный первоисточник – «Универсальный словарь искусств и наук» ( The Chambers Cyclopedia , издатель Эфраим Чамберс, Лондон, издание 1727 года); Неверное словообразование от греческих андро (человек, мужчина) и эйдес (разновидность, похожий), поскольку подразумевает скорее мужчину. Правильный бесполый термин – антропоид, от антропос (человеческое существо). Есть также термин гиноид для роботов-женщин.

[3] Поверим Википедии на этот раз (см. Шпионы в стране Wikipedia)

[4] Роберт Дилтс , статья «Mental Maps, ”Thought Viruses” and Health, part 2», Anchor Point №10.04 от Апреля 1996, стр . 16.

[5] Первоначально Чапек назвал свои создания «лаборами» от латинского слова labor – работа. Но затем по совету брата поменял название на robot от чешского слова robota – тяжелый принудительный труд. В лучших наших традициях, первый перевод пьесы на русский язык вводит свой собственный вариант — «роботарь».

[6] Об этом рассказывается в «Илиаде» Гомера.

[7] Гомункулус – искусственно полученный человек. Вот один рецепт приготовления гомункулуса:

«Возьми известную человеческую жидкость и оставь гнить ее сперва в запечатанной тыкве, потом в лошадином желудке сорок дней, пока не начнет жить, двигаться и копошиться, что легко заметить. То, что получилось, еще нисколько не похоже на человека, оно прозрачно и без тела. Но если потом ежедневно, втайне и осторожно, с благоразумием питать его человеческой кровью и сохранять в продолжение сорока недель в постоянной и равномерной теплоте лошадиного желудка, то произойдет настоящий живой ребенок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от женщины, но только весьма маленького роста».

Рецепт, как и сам термин, принадлежит не кому-то там, а Теофрасту Парацельсу.

[8] Журнал «Крелле» ( Crelle Journal f ü r die reine Mathematik ), статья «Об одном новом общем принципе механики» (Ü ber ein neues allgemeines Grundgesetz der Mechanik ), 1829.

[9] Примечательно, что формулу и идею с квадратами Гаусс позаимствовал из собственной же теории ошибок – всем известный метод наименьших квадратов в статистике.

[10] Например, что произойдет с настольной лампой на длинной шарнирной ножке, если на ней подвесить какой-нибудь груз.

[11] Интернет-доска «Основные этапы развития робототехники», журнал «Бизнес Уик».

[12] Параллельные роботы и манипуляторы – одна из самых сложных и интригующих областей современной робототехники, хотя соответствующая теоретическая база относится еще к 1645 году. Согласно определению доктора Жана-Пьера Мерле ( Dr . Jean — Pierre Merlet , институт INRIA , Франция), параллельный робот это:

«Замкнутый механизм, в котором кисть манипулятора соединена с базой манипулятора более чем одной независимой кинематической цепью».

Достоинство параллельных манипуляторов в том, что они обладают большей грузоподъемностью и точностью, т.к. нагрузка, как и ошибка, распределяется между всеми звеньями, а не складывается в одном из них.

[13] Проксимальное звено – звено, которое крепится непосредственно к базе.

[14] Дистальные звенья – звенья, соединенные с базой не напрямую, а через проксимальные или другие дистальные звенья.

[15] Пантограф – механическое устройство для копирования чертежей в измененном масштабе.

[16] Космонавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин пробыли на Луне в Море Спокойствия 21 ч 36 мин с 20 по 21 июля 1969.

[17] Согласно Raibert, M. H., Brown, H. B., Jr and Chepponis, M. Experiments in balance with a 3D one-legged hopping machine. International Journal of Robotics Research #3, 1984, pp. 75-92.

[18] Defense Advanced Research Projects Agency – Агентство передовых исследовательских оборонных проектов США.

[19] SDR — Sony Dream Robot — робот мечты от Сони.

[20] В ливре 20 су, в су 12 денье, — десятичная система здесь бессильна.

[21] Кардинал Андре-Геркуль де Флери (1653–1743), с 1726 по 1743 первый министр Луи XV .

[22] Гаспар де Прони , руководитель бюро переписи при французском правительстве Наполеона Бонапарта с 1790 по 1800 гг.

[23] Примерно так: «Слоны не умеют летать»: «Поскольку это и это аксиомы, то из этого следует, что…, а из этого, что …» и так до тех пор, пока не получим в точности «а из этого, что слоны не умеют летать».

[24] Исторически, теорема имеет отношение к формальным системам не слабее арифметики Пеано – самой по себе очень простой и бедной системы, — а все предприятие затевалось для попытки обосновать корректность и полноту всей математики в целом. Задача такого обоснования была поставлена Давидом Гильбертом на II Международном Конгрессе математиков в Париже в 1900 году в ряду 23 кардинальных проблем математики, которые необходимо решить в XX веке. Буквально задача звучала так: «Доказать непротиворечивость аксиом арифметики».

[25] Во множественном числе, т.к., вероятно, будет построен еще не один аналог оригинальной GPS .

[26] В оригинале «God and Golem, Inc.».

[27] Отчет визирован 17 июля 2004 года, поскольку государственная комиссия с выводами не спешит, и все указанные случаи проходят тщательную процедуру расследования.

[28] [англ.] A hen is only an egg ‘ s way of making another egg , Samuel Butler .

[29] Т.е. подходит под определение слабого ИИ.

[30] Было бы кощунственным проводить эксперимент по зачатию, вынашиванию и развитию плода глубоко под землей в бункере с 20-метровыми свинцовыми стенами, куда не проникает никакое излучение; так и так для метафизиков 20 метров свинца — что папиросная бумага. Всегда найдется пара-тройка скрытых ото всех, совершенно неизвестных излучений, параллельных измерений или еще чего, и против этого нечего поставить.

[31] [ англ .] «The question, “Can machines think?” I believe to be too meaningless to deserve discussion. Nevertheless I believe that at the end of the century the use of words and general, educated opinion will have altered so much that one will be able to speak of machines thinking without expecting to be contradicted.», Alan Turing, 1950.

[32] «Человек Дождя» ( Rain Man , 1988) – художественный фильм о человеке, страдающем аутизмом, роль которого исполнил Дастин Хоффман. Прототипом героя послужил реально существующий человек, савант, Ким Пик ( Kim Peek , род. 1951), абсолютный гений в 15-ти областях от истории и литературы до арифметики, но совершенный ребенок в остальном, неспособный даже самостоятельно одеться. Ким аутизмом не страдает, у него врожденные повреждения мозга.

[33] В процессе подготовки выступления в 1965 году Гордон Мур (Gordon Moore, главный инженер Intel Corporation ) представил в виде графика рост производительности микросхем памяти. Он обнаружил закономерность: новые модели микросхем появлялись с периодом 18-24 месяцев, а ёмкость и скорость их работы каждый раз возрастала примерно вдвое.

Автомат

Автомат является самодействующей машиной или механизмом или механизмом управления, предназначенным для автоматического последующего выполнения заданной последовательности операций или реагирования на предопределенные инструкции. Некоторые автоматы, такие как колокольчики в механических часах, призваны дать иллюзию случайному наблюдателю, что они работают под свою власть.

Этимология
Слово «автомат» — это латинизация греческого αὐτόματον, автомата, (среднего) «действия собственной воли». Это слово было впервые использовано Гомером для описания автоматического открытия двери или автоматического перемещения колесных штативов. Он чаще используется для описания неэлектронных движущихся машин, особенно тех, которые были сделаны для того, чтобы напоминать действия человека или животных, такие как домкраты на старых публичных ударных часах или кукушка и любые другие анимированные фигуры на часах с кукушкой.

древний
В греческой мифологии есть много примеров автоматов: Гефест создал автоматы для своей мастерской; Талос был искусственным человеком из бронзы; Дедал использовал ртуть, чтобы установить голос в движущихся статуях; Король Алкины из фаянцев использовали золотые и серебряные сторожевые псы.

Автоматы в эллинистическом мире были предназначены как инструменты, игрушки, религиозные идолы или прототипы для демонстрации фундаментальных научных принципов. Многочисленные водяные автоматы были построены греческим изобретателем Кетсибиосом и первым главой Великой Александрийской библиотеки, например, он «использовал воду, чтобы прозвучать свистком и сделать образцовое движение совы». Он изобрел первые в мире часы «кукушки» ». Эта традиция продолжалась в Александрии с изобретателями, такими как греческий математик Герой Александрии (иногда известный как Херон), чьи работы по гидравлике, пневматике и механике описывали сифоны, пожарный двигатель, водный орган, эолипил и программируемую тележку.

Известно, что в эллинистической Греции существуют сложные механические устройства, хотя единственным сохранившимся примером является механизм Antikythera, самый ранний известный аналоговый компьютер. Считается, что он исходил из Родоса, где, по-видимому, существовала традиция машиностроения; остров был известен своими автоматами; чтобы процитировать седьмую олимпийскую оду Пиндара:

Анимированные фигуры стоят
Удовольствие каждой публичной улицы
И, кажется, дышит в камне, или
переместите свои мраморные ноги.
Однако информация, полученная из недавних сканирований фрагментов, указывает на то, что она, возможно, исходила из колоний Коринфа на Сицилии и подразумевает связь с Архимедом.

Согласно еврейской легенде, Соломон использовал свою мудрость для создания трона с механическими животными, которые приветствовали его как короля, когда он поднялся на него; при сидении орла поместили бы на голову корону, а голубь принесет ему свиток Торы. Также сказано, что когда царь Соломон наступил на трон, механизм был приведен в движение. Как только он наступил на первый шаг, золотой вол и золотой лев выложили одну ногу, чтобы поддержать его, и помочь ему подняться на следующий шаг. С каждой стороны животные помогали королю, пока он не улегся на трон.

В древнем Китае любопытный рассказ об автоматах содержится в тексте Ли Зи, написанном в 3 веке до нашей эры. В нем есть описание гораздо более ранней встречи между королем Му Чжоу (1023-957 гг. До н.э.) и инженером-механиком, известным как Янь Ши, «искусником». Последний с гордостью представил королю фигуру человека в натуральную величину своей механической работы:

Король в изумлении уставился на фигуру. Он шел быстрыми шагами, двигая головой вверх и вниз, чтобы кто-нибудь мог принять это для живого человека. Артист коснулся его подбородка, и он начал петь, совершенно в гармонии. Он коснулся его руки, и она начала осанку, сохраняя идеальное время … Когда спектакль заканчивался, робот подмигнул ему взглядом и сделал авансы присутствующим леди, после чего король стал возмущаться и имел бы Йен Ши [Ян Ши], казненный на месте, не был последним, в смертельном страхе, мгновенно взял робота на куски, чтобы он увидел, что это на самом деле. И действительно, это оказалось лишь строительство кожи, дерева, клея и лака, окрашенных в белый цвет, черный, красный и синий. Изучив его внимательно, король обнаружил, что все внутренние органы полны печени, желчи, сердца, легких, селезенка, почки, желудок и кишечник; и над ними снова, мышцы, кости и конечности с их суставами, кожей, зубами и волосами, все из них искусственные … Царь пытался исцелить сердце и обнаружил, что рот больше не мог говорить; он забрал печень, и глаза уже не могли видеть; он отнял почки, а ноги потеряли силу передвижения. Король был в восторге.

Другие известные примеры автоматов включают голубь Арчитаса, упомянутый Аулом Геллием. Подобные китайские рассказы о летающих автоматах написаны 5-го века до н.э. Могистский философ Мози и его современник Лу Бан, который создал искусственных деревянных птиц (ма юань), которые могли успешно летать согласно Хан Фэй Ци и другим текстам.

средневековый
Традиции изготовления автоматов продолжались в греческом мире в средние века. Во время своего визита в Константинополь в 949 году посол Лютпранд из Кремоны описал автомашины в дворце императора Феофила, в том числе

«львы, сделанные из бронзы или дерева, покрытого золотом, которые ударили по земле своими хвостами и взревели с открытым ртом и трепещущим языком», «дерево позолоченной бронзы, его ветви, наполненные птицами, также сделанные из бронзы, позолоченной, и эти испускаемые крики, соответствующие их видам »и« сам императорский трон », который« был сделан таким хитроумным образом, что в какой-то момент он упал на землю, в то время как в другом он поднялся выше и должен был быть замечен в воздух.»

Подобные автоматы в тронном зале (пение птиц, ревущих и движущихся львов) описывались современным Константином Порфирогенитом Луитпранда, который впоследствии стал императором в своей книге Περὶ τῆς Βασιλείου Τάξεως.

В середине восьмого века были построены первые ветровые автоматы: «статуи, которые повернулись с ветром над куполами четырех ворот и дворцовым комплексом Круглого города Багдада». «Общественное зрелище ветроэнергетических статуй имело свой частный аналог в« дворцах Аббасидов, где преимущественно отображались автоматы различных типов ». Также в 8 веке мусульманский алхимик Джабир ибн Хайян (Гебер) включил рецепты для создания искусственных змей, скорпионов и людей, которые были бы подчинены их создателю в его закодированной Книге Камней. В 827 году у халифа Аль-Мамуна было серебряное и золотое дерево в своем дворце в Багдаде, в котором были особенности автомата. Были металлические птицы, которые пели автоматически на размахивающих ветвях этого дерева, построенных мусульманскими изобретателями и инженерами. [Страница необходима] У Аббасидского халифа аль-Муктадира также было золотое дерево в его дворце в Багдаде в 915 году, а птицы на нем хлопали крылья и пение. В 9-ом столетии братья Бану Муса изобрели программируемый автоматический флейтист и который они описали в своей книге гениальных устройств.

Аль-Джазари описал сложные программируемые гуманоидные автоматы среди других машин, которые он разработал и построил в Книге Знаний изгнанных механических устройств в 1206 году. Его автомат был лодкой с четырьмя автоматическими музыкантами, которые плыли на озере, чтобы развлечь гостей в королевских пьющих. У его механизма была программируемая драм-машина с колышками (кулачками), которые вливались в маленькие рычаги, которые управляют ударным воздействием. Барабанщик может быть создан для воспроизведения разных ритмов и барабанных паттернов, если колышки были перемещены вокруг. По словам Чарльза Б. Фаулера, автоматы были «группой роботов», которая выполняла «более пятидесяти действий лица и тела во время каждого музыкального отбора».

Аль-Джазари построил автомойку для ручной стирки, используя сначала флеш-механизм, который теперь используется в современных туалетах. В нем есть женский автомат, стоящий у бассейна, наполненного водой. Когда пользователь тянет рычаг, вода стекает, и автомат заполняет бассейн. Его «павлинный фонтан» был еще одним сложным устройством для мытья рук с гуманоидными автоматами в качестве слуг, которые предлагают мыло и полотенца. Марк Э. Розхайм описывает это следующим образом: «Вытаскивание вилки на хвост павлина высвобождает воду из клюва, так как грязная вода из бассейна заполняет пустое основание, а поплавок поднимается и приводит в действие связь, из-за которой фигура слуги появляется сзади дверь под павлином и предлагаем мыло. Когда используется больше воды, второй поплавок на более высоком уровне срабатывает и вызывает появление второй фигуры слуги — с полотенцем! »

Самарангана Сутрадхара, санскритский трактат Бхожи (11 век), включает главу о строительстве механических приспособлений (автоматов), в том числе механических пчел и птиц, фонтанов в форме людей и животных, а также мужских и женских кукол, которые наполняли масляные лампы, танцевали , играл на инструментах и воспроизводил сцены из индуистской мифологии.

Вильярд де Хоннекур, в своем альбоме 1230-х годов, показывает планы для животных автоматов и ангела, который постоянно поворачивается к солнцу. В конце тринадцатого века Роберт II, граф Артуа, построил сад для удовольствия в своем замке в Хесдине, который включил несколько автоматов в качестве развлечений в стенах парка. Работу проводили местные рабочие и под надзором итальянского рыцаря Рено Куинэ. В нее вошли марионетки обезьян, солнечные часы, поддерживаемые львами и «дикими мужчинами», механизированные птицы, механизированные фонтаны и орган с сильфоном. Парк славился своими автоматами в пятнадцатом веке, прежде чем он был уничтожен английскими солдатами в шестнадцатом.

Китайский автор Сяо Сюнь написал, что, когда основатель династии Мин (Х. Хунву) (р. 1368-1398) разрушал дворцы Ханбалика, принадлежавшие к предыдущей династии Юань, среди многих других механических устройств были обнаружены автоматы, которые находились в форме тигры.

Ренессанс и ранний
Возрождение стало свидетелем значительного возрождения интереса к автоматам. Тракты героев были отредактированы и переведены на латынь и итальянский. Джованни Фонтана создал механические дьяволы и ракетные двигатели для животных. Многочисленные часовые автоматы были изготовлены в XVI веке, главным образом ювелирами Свободных Императорских городов Центральной Европы. Эти чудесные устройства нашли дом в кабинете курьезов или Вондеркаммерн княжеских дворов Европы. Гидравлические и пневматические автоматы, похожие на описанные Героем, были созданы для садовых гротов.

Леонардо да Винчи набросал более сложный автомат в течение года 1495 года. Дизайн робота Леонардо не был вновь открыт до 1950-х годов. Робот мог бы, если его успешно построить, переместить руки, крутить головой и сесть.

У Смитсоновского института в коллекции есть монумент с часовым механизмом, около 15 дюймов (380 мм), возможно, начиная с 1560 года. Монах управляется пружиной с ключом и идет по тропе с квадратом, ударяя его по груди правая рука, поднимая и опуская небольшой деревянный крест и четки в левой руке, поворачиваясь и кивая головой, закатывая глаза, и издавая молчаливые обряды. Время от времени он приносит крест к губам и целует его. Считается, что монах был изготовлен Хуанело Тюрриано, механиком императора Священной Римской империи Карла V.

Новое отношение к автоматам можно найти в Декарте, когда он предположил, что тела животных представляют собой не что иное, как сложные машины — кости, мышцы и органы можно заменить зубцами, поршнями и кулачками. Таким образом, механизм стал стандартом, которым сравнивали природу и организм. Франция в 17 веке была родиной тех гениальных механических игрушек, которые должны были стать прототипами для двигателей промышленной революции. Таким образом, в 1649 году, когда Людовик XIV был еще ребенком, ремесленник по имени Камю разработал для него миниатюрный тренер, а лошадей в комплекте с лакеями, страницей и леди в тренере; все эти фигуры демонстрировали идеальное движение. По словам П. Лабата, генерал де Геннс, построенный в 1688 году, помимо машин для стрельбы и навигации, павлина, который шел и ел.

Первый в мире успешно построенный биомеханический автомат считается флейт-плеером, изобретенным французским инженером Жаком де Вокансоном в 1737 году. Он также построил «Дайджинг-утку», механическую утку, которая давала ложную иллюзию еды и испражнения, похоже, одобряла Картезианские идеи о том, что животные — не более, чем машины плоти.

В 1769 году шахматная машина под названием «Турок», созданная Вольфганом фон Кемпеленом, сделала раунды судов Европы, претендующих на роль автомата. Турок управлялся изнутри скрытым человеческим директором и не был настоящим автоматом.

Другие производители автомата 18-го века включают в себя плодовитый швейцарский Pierre Jaquet-Droz (см. Автоматы Jaquet-Droz) и его современник Анри Майард. Швейцарский механик Майллардт создал автомат, способный рисовать четыре фотографии и писать три стихотворения. Автомат Майллард теперь является частью коллекций в Научном музее Института Франклина в Филадельфии. Родившийся в Бельгии Джон Джозеф Мерлин создал механизм автомата Серебряного Лебедя, теперь в Музее Боуз. Музыкальный слон, сделанный французским часовым мастером Хьюбертом Мартинетом в 1774 году, является одним из главных моментов усадьбы Ваддесдон. Тип Типу — еще один пример автоматов конца XVIII века, сделанный для Типу Султана, с участием европейского солдата, избитого тигром.

По словам философа Мишеля Фуко, Фридрих Великий, король Пруссии с 1740 по 1786 год, был «одержим» автоматами. По словам Мануэля де Ланды, «он объединил свои армии как хорошо смазанный механизм часового механизма, компоненты которого были роботоподобными воинами».

Автономное подводное транспортное средство Автономное подводное транспортное средство (AUV) — это робот, который путешествует под водой, не требуя ввода…

Медицинский робот Медицинский робот — робот, используемый в медицинских науках. К ним относятся хирургические роботы. Это в…

Робототехника с открытым исходным кодом Open-source robotics (OSR) — это то, где физические артефакты предмета предлагаются открытым движением. Эта отрасль робототехники…

Япония приняла автоматы в период Эдо (1603-1867); они были известны как karakuri ningyō.

Automata, особенно часы и часы, были популярны в Китае в течение 18-го и 19-го веков, и предметы были выпущены для китайского рынка. Сильный интерес китайских коллекционеров в 21 веке привел к тому, что на рынок появилось много интересных предметов, где они имели драматические реализации.

Современный
Известный маг Жан Эжен Роберт-Гудин (1805-1871) был известен созданием автоматов для его сценических шоу.

В 1840 году итальянский изобретатель Innocenzo Manzetti построил автомат для флейты, выполненный в форме человека в натуральную величину, сидящего на стуле. Скрытые внутри кресла были рычагами, соединительными стержнями и трубами сжатого воздуха, из-за которых губы и пальцы автомата двигались по канавке в соответствии с программой, записанной на цилиндре, аналогичной той, что использовалась в игровых фортепиано. Автомат был оснащен часовым механизмом и мог выполнять 12 различных арий. В рамках выступления он встал со стула, склонил голову и закатил глаза.

Период с 1860 по 1910 год известен как «Золотой век автоматов». В этот период в Париже процветало множество небольших семейных компаний Automata. Из их мастерских они экспортировали тысячи часовых автоматов и механических пение птиц по всему миру. Именно эти французские автоматы собраны сегодня, хотя теперь они редкие и дорогие, они привлекают коллекционеров по всему миру. Основными французскими производителями были Bontems, Lambert, Phalibois, Renou, Roullet & Decamps, Theroude и Vichy.

Современные автоматы продолжают эту традицию с акцентом на искусство, а не на технологическую сложность. Современные автоматы представлены работами Кабардино-механического театра в Великобритании, Dug North и Chomick + Meder, Томасом Кунцем, Артуром Гансоном, Джо Джонсом в Соединенных Штатах, Le Défenseur du Temps французским художником Жаком Монтейером и Франсуа Джунодом в Швейцария.

Некоторые механизированные игрушки, разработанные в течение 18-го и 19-го веков, были автоматами с бумагой. Несмотря на относительную простоту материала, бумажные автоматы требуют высокой степени технической изобретательности.

На сегодняшний день одним из самых совершенных автоматов является NASA Automaton Rover for Extreme Environments (AREE), ветроэнергетический автомат, который будет использоваться для изучения Венеры. В отличие от других современных автоматов, AREE — это автоматический вместо робота по практическим соображениям — суровые условия Венеры, особенно его температура поверхности 462 ° C (864 ° F), делают рабочую электронику невозможной.

В образовании
Потенциальная образовательная ценность механических игрушек в обучении трансверсальным навыкам была признана образовательным проектом Европейского союза «Заводские объекты», усовершенствованным обучением: Automata Toys Construction (CLOHE).

Головки и переговорные машины
Внутри автоматов есть группа, которая имела большую диффузию на протяжении всей истории, говорящие головы, существа, которые считались между механикой и магией, которые говорили, советовали своим владельцам или предсказывали будущее. Легенда и миф сильно повлияли на этот тип механизмов, являющихся первыми версиями в старых арабских историях. Один из самых известных примеров — голова, подобная человеку Роджера Бэкона (1214-1294), сделанная из латуни, и которая могла бы ответить на вопросы о будущем, о Альберто Магно с формой женщины, Мербиц сказал, что говорил на нескольких языках, другие говорят, что благодаря чревовещателю, говорящему главе Папы Сильвестра II, который ответил случайным образом «да» или «нет» на заданные вопросы или фигурой святого, который говорил об Афанасие Кирхере,

В любом случае большинство из них получили «голос» через различные системы. Первым с документальной базой в достижении этого был Краценштейн, который с системой труб органов мог воспроизводить гласные. Вольфранг фон Кемпелен позже объяснил в одной из своих работ, как создавать и манипулировать одной из этих машин, чтобы он мог произносить короткие короткие фразы через своего рода сильфоны, сквозь которые проходил воздух, и звуки модулировались. Или те, что были созданы аббатом Микалом, размером с жизнь и которые, отображаемые парами, отвечали друг на друга. Уже в девятнадцатом веке Джозеф Фабер разработал самую совершенную версию этих машин, названную Euphonia, которая использовалась как орган церкви и могла варьироваться от чтения алфавита до ответов на вопросы, шепот или смех.

Часы
Автоматические часы или часы автоматов — это тип ярких часов с автоматами. Подобные часы были построены с 1-го века до нашей эры до викторианских времен в Европе. Часы с кукушкой — это простая форма этого типа часов.

Первое известное упоминание относится к тем, которые создал римский инженер Витрувий, описывающий ранние будильники, работающие с гонгами или трубами. Позже автоматы обычно выполняют в час, полчаса или четверть часа, как правило, для удара колоколов. Общие цифры в старых часах включают Смерть (как ссылку на человеческую смертность), Время Старого Отца, святые и ангелы. В эпоху регентства и викторианской эпохи общие фигуры также включали роялти, известных композиторов или промышленников.

Недавно построенные автоматические часы широко распространены в Японии, где они известны как каракури-дукеи. Известные примеры таких часов включают в себя Nittele Ōdokei, разработанный Хаяо Миядзаки, который будет прикреплен к штаб-квартире Nippon Television в Токио, рекламируемый как крупнейший анимированный часы в мире. В Соединенном Королевстве Кит Уильямс выпустил серию крупных автоматных часов для нескольких британских торговых центров с лягушками, утками и рыбой.

Примеры автомат-часов включают в себя часы Chariot и часы Cuckoo. В музее Cuckooland представлены автономные часы.

Шахматисты
Вольфганг фон Кемпелен изобретатель, как было указано выше, одной из первых машин для разговора также был создателем одного из самых известных автоматов в истории, который, в свою очередь, был одним из самых больших мошенников его времени, но, несмотря на это, он продвигал создание automatons шахматистов до почти наших дней. Мы говорим о Эль-Турко.

Построенный в 1769 году, «Эль Турко» был сформирован столом, где был помещен манекен в форме человека, одетый в арабскую одежду. Дверь в передней части открылась и показала предполагаемый механизм работы автомата. Этот игрок был одной из самых привлекательных достопримечательностей того времени, потому что, по их словам, он был непобедимым. Он путешествовал по всей Европе даже после смерти своего создателя, перейдя в руки Йохана Маэзеля, даже победив самого Наполеона Бонапарта во время кампании битвы при Ваграме. Проехав через Соединенные Штаты, он приземлился в Кубавере Уильям Шлюмберже умирает, помощник Маэзеля и, возможно, отвечает за вход в автомат, чтобы играть в игры, так как после этой смерти «Турок» прекратил показывать до разрушения в 1845 году в великом огне в Филадельфия. Позже было сказано, что, на протяжении всей своей истории у автомата было несколько операторов, которые двигали механизм благодаря дополнительной шахматной доске. Каждая часть основной платы содержала магнит, поэтому оператор мог знать, какая часть была перемещена и где. Оператор сделал свое движение с помощью механизма, который мог вписаться в дополнительную плату, указывая на манекен, куда двигаться.

Известность этого автомата привела к тому, что многие другие реплики были созданы с помощью одного и того же трюка операции, некоторые из них в XIX веке, как в случае с «Ajeeb», представленным Чарльзом Хупером в 1868 году или «Mephisto», родившимся в 1876 году, чтобы выиграть шахматный турнир в Лондоне, и никто не замечает этого.

Однако был автомат, операция которого была полностью реальной. Его создание связано с испанским Леонардо Торресом Кеведо, инженером и математиком, изобретателем «Шахматного игрока», представленным на Парижской ярмарке 1914 года. Он работал с использованием электромагнитов под доской, играя автоматически до конца с королем и башней против король из любой позиции без какого-либо вмешательства человека.

Таким образом, мы можем рассматривать эти автоматы, как ложные, так и реальные, как пионеры современных компьютерных шахматных игр и компьютеров, таких как Deep Blue, которые поддерживают тот же дух и цели, что и их предшественники: получить машину, чтобы победить ум человека

Аниматроника и мехатроника
Воспроизведение образа жизни требует художественных качеств, как будто воспроизводить неодушевленные (статуи …) и техники (движения) механическими автоматами. Это требует некоторых ноу-хау и навыков в нескольких областях.

робототехника
Automaton, от латинской automatia и это от греческих автоматических автоматов, «спонтанных» или «с собственным движением». Согласно RAE, «машина, которая имитирует фигуру и движения живого существа», сегодня является технологическим эквивалентом; это были бы автономные роботы. Если робот антропоморфен, он известен как андроид.

В художественной литературе

В мифологии
Прометей, согласно греческой мифологии, создатель человека.
Пигмалион, будучи из греческой мифологии, который скульпровал статую молодой девушки, которую она называла Галатеей, настолько красива, что он в нее влюбился, желая, чтобы у нее была жизнь.
Гефест — мифологический, который создал механических женщин, построенных в золоте, которые помогли ему в его кузнечном деле.
Аргонавты создали собаку-робота для охраны своего корабля.
Гигант Талос, сделанный из бронзы.
Голем, согласно еврейскому фольклору, был создан из глины раввином Лёвом, введя в рот шрам, магическую надпись на иврите, в которой было имя Яхве.

В литературе
В Satiricón de Petronio описывается раб с сочлененным серебряным скелетом, в котором подают блюда и напитки.
В The Sandman E. Т.А. Хоффманн рассказывает о Натаниэле и его любви к автомату Олимпии. Его конец будет самоубийством, чтобы обнаружить истинную природу его возлюбленной. Этот же автор будет говорить в коротком рассказе «Los Automómatas» из «El Turco Parlante», вдохновленном ложным автоматом фон Кемпелен.
Франкенштейн, написанный Мэри Шелли в 1818 году и рассказывающий историю доктора Франкенштейна, одержим созданием живого существа из разных частей тела расчлененных трупов.
Шахматист Мазель Эдгар Аллан По, где он пытается расшифровать истинное функционирование турецкого.
Маэстро Закариас, Жюль Верн рассказывает историю часового мастера, который передает свою душу своим автоматы.
Соловей, Ханс Христиан Андерсен, где появляется механическая птица, которая имитирует звук соловья.
Ева Футура де Вильерс де Л’Иль Адам описывает идеальную искусственную женщину Хадалы, но в то же время критикует излишества технологических изобретений, представленных Эдисоном.
Приключения Пиноккио Карло Коллоди с историей Гепето и его деревянной марионеткой, которая оживает благодаря вмешательству феи-крестной матери.
Универсальные роботы Россума, написанные в 1920 году чешским Карелом Чапеком и первая работа, в которой используется современный термин «робот».

В кино
Le Joueur d’echecs («Шахматист») (1927), режиссер Раймонд Бернард, антивоенный фильм, основанный на романе Анри Дюпю-Мазуэля, который был вдохновлен рассказом автомата шахматиста «Турок», созданного венгерский барон Вольфганг фон Кемпелен.
Метрополис (1927), режиссер Фриц Ланг, где ученый Ротванг СА создает антропоморфный робот в форме женщины (или гинеода).
Волшебник страны Оз (1939), режиссер Виктор Флеминг, где персонаж появляется оловянный человек, который отправляется в Оз в поисках сердца.
2001: Космическая одиссея (1968), режиссер Стэнли Кубрик, в которой появляется персонаж HAL 9000, компьютер с искусственным интеллектом, который сошел с ума, пытаясь убить экипаж корабля Discovery 1.
Westworld (1973), режиссер Майкл Крайтон и в главной роли Юл Бриннер, где роботы тематического парка, которые имитировали древний американский западный мятеж против посетителей.
Совершенные женщины (1975 год и ремейк в 2004 году). В городе Степфорде мужчины заменили своих женщин автоматами, которые подчиняются всем их приказам.
Blade Runner (1982), режиссер Ридли Скотт, где появляются «Репликанты», идентичные людям, но с ограниченной продолжительностью жизни, используемые в качестве рабочих.
Терминатор (1984), режиссер Джеймс Кэмерон. В будущем машины поработили человека и отправили прошлое в человеческий автомат, чтобы уничтожить будущую мать, которая станет лидером восстания против машин.
Эдвард Scissorhands (1990), режиссер Тим Бертон, рассказывает историю Эдварда, автомат с острыми лезвиями руками, который был неполным, когда преждевременно умирал его создатель.
Toy Story (1995), режиссер Джон Лассетер, восстанавливает миф о том, что неодушевленные существа, такие как игрушки, имеют свою собственную жизнь в отсутствие своих владельцев.
Искусственный интеллект (2001) Стивена Спилберга рассказывает историю Дэвида, уникального робота, способного любить.
«Человек двухсотлетия» (1999), режиссер Крис Колумбус, — это фильм, рассказывающий историю автомата, способного мыслить и чувствовать.
Хьюго (фильм) (2011) Фильм режиссера Мартина Скорсезе на основе книги «Изобретение Хьюго Кабрета», где великий режиссер Жорж Мелиес создает автомат, через который сюжет этой истории развязан

Музеи
Музей автоматов Ла-Рошель, Франция
Другой известный музей автоматов (Museu d’Autòmats) расположен в парке развлечений Тибидабо, в Барселоне.
В Верду рядом с Таррегой есть еще один, это Музей игрушек и автоматов, Лерида, Каталония.

Введение в робототехнику

В широком понимании робот может быть определен как техническая система, способная замещать человека или помогать ему в выполнении различных задач. Однако и до сих пор отсутствует строгая и общепринятая формулировка. Различные источники дают разное толкование этого понятия.

В БСЭ:

Робот (чеш. robot, от robota – подневольный труд, rob – раб), машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром.

С развитием робототехники определились 3 разновидности роботов: с жёсткой программой действий; управляемые человеком-оператором; с искусственным интеллектом (иногда называемые интегральными), действующие целенаправленно (“разумно”) без вмешательства человека.

В БСЭ, Теория машин и механизмов:

Робот – машина-автомат, моделирующая свойства и функции живых организмов и, в частности, имитирующая действия человека при перемещении в пространстве орудий и объектов труда.

В Глоссарий.RU:

Робот – электронно-механическое устройство: – способное к целесообразному поведению в условиях изменяющейся внешней обстановки; – выполняющее рабочие операции со сложными пространственными перемещениями.

В Википедии:

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом.

Системы управления роботами:
Программное управление — самый простой тип системы управления, используется для управления манипуляторами на промышленных объектах. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются.
Адаптивное управление. Роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые сенсорами, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т.д.
Интеллектуальное управление основано на методах искусственного интеллекта.Управление при участии человека
Примером такого робота является аппарат для разминирования с дистанционным управлением.

В MyROBOT.RU:

Робот – независимая от среды функционирования автономная система, реализующая механизм обратной связи в цепочке сенсор-рефлектор-актуатор.

Робот должен включать три составляющих:

Сенсор- датчик, воспринимающее устройство для восприятия среды функционирования робота.
2. Рефлектор – программа, обрабатывающее устройство, нейрон, нейрод…
3. Актуатор (манипулятор) – механизм, позволяющий совершать работу в среде функционирования робота.

В RoboClub.Ru:

Робот – машина (точнее – “автомат”), поведение которой выглядит разумным.

Как возникло понятие «робот»?

Термин “робот” был впервые введён Карелом Чапеком в пьесе “R. U. R.” (1920), где роботом называли механических людей.

Айзек Азимов разработал в научной фантастике этический кодекс для роботов – три закона робототехники— обязательные правила поведения для роботов. Впервые они были упомянуты в рассказе «Хоровод» в 1942 г

Робот не может причинить вреда человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
Робот должен выполнять приказы человека, кроме приказов, противоречащих Первому закону.
Робот должен заботиться о своей безопасности, если это не противоречит Первому и Второму законам.

Какие бывают роботы?

Роботов классифицируют в зависимости от разных оснований: по степени участия человека в управлении и по типу решаемых задач.

По степени участия человека в управлении выделяют:

К биотехническим роботам относятся:

Копирующие роботы имеют следующую управляющую структуру:

задающий орган (обычно манипулятор), идентичный исполнительному (с масштабом по размерам и усилиям)
средства передачи сигналов прямой и обратной связи
средства отображения для оператора среды функционирования робота

Движение задающего органа Копирующего робота, задаваемое оператором, копируется с точностью до масштабного коэффициента исполнительным органом при помощи следящих систем двустороннего действия.

Видео YouTube

Экзоскелеты — это антропоморфные конструкции, которые обычно «одеваются» на руки, ноги или корпус человека и служат для воспроизведения (копирования) его движений с некоторым масштабным коэффициентом по усилиям. Экзоскелеты зачастую имеют несколько десятков степеней свободы. Подобно копирующим роботам управляются с помощью следящих систем двустороннего действия.

Роботы, управляемые с пульта управления.С подобным принципом знакомы, наверно, все — на примере радиоуправляемых моделек. На пульте – система клавиш или рукояток и средства отображения информации. Движение роботу задается человеком с пульта управления через систему исполнительных приводов.

В полуавтоматических роботах ручное управление сочетается с автоматическим. Используется, когда заранее жестко запрограммировать все нужные операции невозможно, а оснащать робота искусственным интеллектом нецелесообразно или невозможно.

К полуавтоматическим также относятся роботы с супервизорным управлением: когда оператор вмешивается в действия робота путем сообщения ему дополнительной информации (например, с помощью целеуказания, указания требуемой последовательности действий и т. п.).

Автономные роботы:

Другой важный класс роботов — это роботы с автономным, или автоматическим, управлением. Такие роботы после их создания и настройки могут, в принципе, функционировать и без участия человека. Типичный пример – роботы с элементами искусственного интеллекта, андроиды.

По типу решаемых роботом задач можно выделить:

Производственные роботы

Предназначены для выполнения тяжелой, монотонной, вредной и опасной физической работы. Для таких роботов характерно наличие автоматических исполнительных устройств (манипуляторы, имитирующие движения рук человека, самоходные тележки с различными типами шасси и т. п.).

Производственные роботы делятся, в свою очередь на несколько разновидностей:

Видео YouTube

Промышленные роботы предназначены в основном для автоматизации всех видов ручных и транспортных операций в различных отраслях промышленности. Наибольшее применение они нашли в машиностроении и приборостроении, в горнодобывающей, нефтехимической, металлургической и атомной промышленности.

Строительные роботы позволят автоматизировать огромное количество ручных операций как вспомогательных, так и основных, органически присущих строительному делу. Роботизация строительства сегодня весьма актуальна.

Сельскохозяйственные роботы предназначены для автоматизации трудоемких и монотонных процессов в сельском хозяйстве. В настоящее время начинается интенсивная разработка таких роботов, знаменующих начало роботизации сельскохозяйственного производства.

Транспортные роботы предназначены для автоматизации управления различными транспортными средствами. Это самоходные тележки, шагающие аппараты, автопилоты и авторулевые.

В последнее время большие успехи достигнуты в создании бытовых роботов. Они служат для автоматизации операций, связанных с бытом человека и с сферой его обслуживания.

Видео YouTube

Зачастую здесь требуются более гибкие и универсальные системы, чем обычные автоматы. Эти роботы должны мыть посуду, стирать, натирать полы,готовить пищу и т. п.

Боевые (военные) роботы заменяют человека в боевых ситуациях для сохранения человеческой жизни или для работы в условиях несовместимых с возможностями человека в военных целях. В настоящее время существует несколько видов боевых роботов. Это беспилотные или с дистанционным управлением авиационные, подводные аппараты и надводные корабли, роботы-минеры, роботы-саперы, роботы-разведчики и роботы-патрульные. К бытовым роботам можно отнести и роботов-игрушек, которые способны имитировать движения (а иногда и некоторые эмоции) живого существа.

Итог: Типы роботов

Видео YouTube

Ссылки на историю робототехники:

Хронология робототехники

История робототехники

История развития робототехники

Робот из УрФУ

Знакомство с деталями Lego 9797

ПервоРобот NXT (Education) и их соединением

Робот – это механическое устройство, которое может выполнять заранее заложенную программу.Робототехника – это наука, которая изучает способы и методы создания роботов в различных сферах нашей с вами деятельности. Каждый робот в первую очередь является механизмом, который нужно рассчитать, правильно собрать чтобы он мог выполнять поставленную задачу.

Из чего же состоит механизм? Механизм это сложная система узлов (стыков и соединений) различных частей – деталей.

ДЕТАЛЬ (от франц. detail, букв. – подробность) – изделие, изготовленное без применения сборочных операций.

Т.е. весь механизм состоит из различных деталей, которые нужно еще и прикрепить к механизму, а вот прикрепляют их с помощью инструментов. Давайте разберемся с тем что такое инструмент.

ИНСТРУМЕНТ (от лат. instrumentum — орудие), орудие человеческого труда или исполнительный механизм машины, который «захватывает предмет труда и целесообразно изменяет его».

А теперь давайте рассмотрим что же все таки такое механизм.

МЕХАНИЗМ (от греч. mechane — машина), система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения.

Рассмотрите картинку с деталями набора Lego. На распечатке этой картинки выделите соответствующие группы деталей, отметьте их названия, заполните ниже строки по назначению этих деталей.

В комплект входит:

Программируемый блок NXT на основе 32 битного микропроцессора

Набор датчиков:

Зубчатые и другие передачи.
- Зубчатая передача (шестеренка) – в большинстве случаев служит для передачи вращательного движения (например от мотора к колесам).
- Штифты.
  - Штифт служит для крепления и фиксации (неподвижного соединения) деталей
  - - Оси.
    - Ось служит для поддержания вращающихся на ней деталей (например, колес)
    - Втулки.
      - Втулка служит для закрепления деталей на цилиндрических участках осей
      - Пластины.
        
        Пластина – связующее звено в конструкции
        
        Балки.
        
        Балка – связующее звено в конструкции, элемент крепления деталей
        
        На схемах и технологических картах имеются некоторое обозначения, облегчающие создание роботов:
        
        Существуют различные способы соединения деталей:
        
        Игра “Слепой близнец” на знание названий деталей Лего
        
        Для каждой команды сформировано по 2 одинаковых набора деталей. (участники могут сформировать их сами по фото)
        
        Игра проходит в 2 этапа:
        
        1 этап. Первый игрок собирает из Лего своего робота
        
        2 этап. Первый игрокпрячет за ширму своего робота и дает команды второму, какую деталь надо взять и как ее прикрепить, чтобы получился такой же робот. Подсматривать нельзя. Надо уложиться в заданное время.
        
        Можно получить следующие баллы:
        
        задействованы все детали +1
        
        получена точная копия робота +2, есть несколько недочетов +1
        
        уложились раньше заданного времени +1
        
        Похожие публикации:
        
        Залип стартер что делать
        
        Как прокачивать тормоза на машине с абс
        
        Какой домкрат выбрать для лада веста
        
        Какой катализатор стоит на опель корса д

Автомат это машина которая робототехника

Что такое робот?

Введение

Часть 1. История робототехники

Популярная история роботов

Наши железные друзья 1. Тело

Наши железные друзья 2. Мозги

Часть 2. Люди и роботы

Вопросы неравенства

Пределы личной ответственности

Создатель и его создание

Что значат человеческие ошибки

Роботы как новая раса

Эпоха одухотворенных машин

Есть ли у роботов душа?

Кто такие e -существа?

Заключение

Литература:

Автомат

Введение в робототехнику

Добавить комментарий Отменить ответ