Посетить интернет-клуб Интеллектор

Вернуться к списку статей

Роботы и автоматы. Сходства и различия.

В статье Роботы и их предшественники мы «побывали» в чудесном домике великого писателя Карела Чапека — создателя слова «робот», «послушали» пражскую легенду о таинственном Големе и даже «сыграли в шахматы» в Шёнбруннском дворце со знаменитым автоматом «Турок».

Но ведь цель наших изысканий — познакомиться с настоящими роботами, а до сих пор мы встречались лишь с их подобием — обыкновенными механическими игрушками, по-научному называемыми автоматами. Если все до этого встреченные нами создания человеческой мысли были всего лишь автоматами, то что это за существа такие — роботы и в чём их принципиальное отличие от всех остальных устройств? Попробуем разобраться с этой далеко не лёгкой проблемой. Ответы практически на все вопросы лежат в прошлом. И поэтому приоткроем дверь времени и перенесёмся в Париж 1738 года.

Прогуливаясь по одной из великих столиц мира, поражаясь роскошью дворцов вельмож и нищетой обычных горожан, мы наверняка наткнёмся на любопытный плакат, приглашающий всех, конечно не бесплатно, а за целых три ливра, посетить «Отель де Лонгвиль», чтобы познакомиться с удивительными механизмами Жака де Вокансона. Порывшись в карманах, мы находим как раз нужные нам три ливра и спешим в названное место. В роскошном зале отеля мы видим три величественных механизма. Первые два — «Игрок на тамбурине» и «Игрок на флейте» — наигрывают причудливые мелодии, по-настоящему двигая металлическими руками и извлекая звуки из своих музыкальных инструментов. Но ещё больше поражает нас именно третий автомат. Он стоит на высоком постаменте. Бронза, покрывающая его тело, причудливо переливается на солнце, а само волшебное создание непринуждённо машет крыльями и крякает.

Возможно, внутреннее устройство утки. Иллюстрация Жака де Вокансона

Возможно, внутреннее устройство утки. Иллюстрация Жака де Вокансона

Да, это была самая настоящая механическая утка. Великое изобретение не менее великого Жака де Вокансона — «Прометея нашего времени», как говорил о нём Вольтер. Утка была покрыта бронзой, умела махать крыльями, крякать и пить воду. Но самой удивительной способностью этой птицы было умение клевать зерно. Если вы брали в руки горстку, скажем, пшена, то утка склёвывала его с вашей руки, переваривала и выдавала наружу в виде экскрементов. К сожалению, никто и никогда не узнает, действительно ли автомат «переваривал» пищу, например в каком-нибудь чане с кислотой, или внутри было всего лишь два контейнера, в один из которых зерно складывалось, а из второго высыпалась заранее подготовленная «переваренная» пища. Механическая птица была утеряна навсегда.

И всё же, несмотря на всю гениальность механизма, эта утка не являлась роботом, а была самым обыкновенным автоматом.

Представим теперь точно такую же робоутку, которая могла бы клевать зерно, махать крыльями и крякать.

Прежде всего, определим, что же общего у робоптицы с механическим аналогом. Тут всё просто — обе клюют зерно, крякают и машут крыльями. А это значит, что главное отличие автоматов и роботов от всех других устройств заключается в том, что их целью является воздействие на окружающий мир. И те и другие воздействуют на окружающий мир напрямую: перемещаясь в нём, перенося предметы с места на место, да в конце концов просто поедая пшено. Другие устройства, например компьютер, радио и телевизор, могут влиять на окружающий мир только косвенно.

Теперь, когда мы нашли главное сходство роботов и автоматов, попробуем найти отличия между ними. Главных отличий у них два. Обратимся сначала к первому.

Предположим, что мы хотим научить нашу механическую утку не клевать зерно, а плеваться им. Чтобы это сделать, мы вооружаемся робототехническим скальпелем (обыкновенной отвёрткой), разделываем утку, полностью её перекраиваем: меняем местами шестерёнки, добавляем новые передачи, убираем старые. Через пару месяцев увлечённой работы мы имеем птицу, которая умеет плеваться.

А вот с робоуткой всё гораздо проще — достаточно её перепрограммировать. Если в первом случае нам потребуются месяцы, то во втором мы обойдёмся несколькими днями, а возможно, и часами. Следовательно, роботы отличаются от автоматов тем, что алгоритм их работы можно изменять. Алгоритм работы автомата неизменен. Фактически выпотрошив старую утку, добавив в неё новые передачи, мы создали совершенно другое устройство.

Теперь давайте уточним: механизм Жака де Вокансона совершал хватательные движения клювом всё время, не переставая, а пшено попадало в пищеварительный тракт, только если удавалось подсунуть его автомату буквально под нос. Робоутка же могла бы сама искать зерно. У нашей птицы были бы специальные «органы чувств» — датчики. Она бы определяла, ну скажем, с помощью обыкновенного датчика расстояния, что к её рту поднесли руку, и только тогда, предполагая, что ей принесли еду, начинала бы открывать свой клюв.

Получается, что ещё одним отличием роботов от автоматов является наличие у роботов «органов чувств» — датчиков. Роботы не только воздействуют на окружающий мир — они получают из него информацию и пользуются ей.

Подводя итог, повторим ещё раз главные отличия и сходства роботов и автоматов.

Сходства: роботы и автоматы напрямую воздействуют на окружающий мир.

Отличия:

  • алгоритм работы робота гибок и легко изменяем. Алгоритм работы автомата жёстко задан — его изменить нельзя;
  • робот в отличие от автомата получает данные из окружающего мира, обрабатывает их и, используя полученную информацию, принимает те или иные решения.

Наконец пришло время окунуться в мир настоящих роботов, а не каких-то абстрактных робоуток и понять на конкретном примере, чем же всё-таки они отличаются от своих механических товарищей. В 1938 году талантливый инженер Джозеф Барнет, работник компании «Вестингауз Электрик», представил великосветской публике своё изобретение. Перед сотнями восхищённых глаз предстал робот по имени Электро (Elektro). Он был настоящим исполином — ростом 210 см и весом 120 кг! Сделан робот был из алюминия на стальной раме.

Робот Электро дирижирует

Робот Электро дирижирует

Но что же этот искусственный человек умел делать? Электро мог ходить, двигать пальцами, головой и руками. Он умел даже разговаривать, открывая и закрывая рот, и в отличие от Эллочки-людоедки («Двенадцать стульев», И. Ильф и Е. Петров) знал не 30, а целых 70 слов! Целые фразы и выражения были записаны на нескольких пластинках, воспроизводимых в нужные моменты времени. Но одним из самых популярных трюков робота, вызывающих неописуемый восторг публики, была его способность... курить. Внутри корпуса были спрятаны меха, с помощью которых Электро мог выкурить не один десяток сигарет. О чём говорит всё вышесказанное? Только о том, что Электро, как истинный представитель роботов, воздействовал на окружающий мир!

У Электро были и «органы чувств» — датчики. Он мог слышать! В него был встроен микрофон, через который оператор давал команды роботу: что и когда ему делать. Команды подавались голосом. Причём важны были не сами слова, сказанные в микрофон, а только лишь количество этих слов и наличие пауз между ними. Робот умел видеть! У него было два глаза — фотоэлемента. Если в глаза светили лучом зелёного цвета, Электро говорил: «Вижу зелёный свет», если красным, то говорил: «Вижу красный свет». Другие цвета величественный исполин определять не мог, но ведь и это для 1938 года было великим достижением.

Было у Электро и одно сходство с автоматами — алгоритм его работы изменить было довольно сложно. Весь его мозг и все его внутренности состояли из реле (электронных переключателей), и, чтобы научить его чему-нибудь новому, необходимо было добавлять или убирать определённое количество реле. Конечно, перепрограммировать его было не так просто, как современных роботов, но и не так сложно, как если бы Электро был обыкновенным автоматом.

Нельзя обойти стороной судьбу этого гениального изобретения. Представленный в 1938 году он сразу же и надолго полюбился обычным людям. Электро ездил с гастролями по США, работал в луна-парке и даже снялся в одном весьма нецеломудренном фильме, где сыграл робота по имени Thinko. К сожалению, с наступлением века компьютеров интерес к этому чуду электромеханики начал таять, пока не растаял окончательно. Робот был разобран на запчасти и сложен в коробки. Но на этом история робота, к счастью, не заканчивается. В 2006 году инженер по имени Джек Уикс, выкупив часть запчастей, восстановил робота, и теперь его, правда безжизненного и не умеющего ничего делать, вы можете встретить в музее Генри Форда в штате Мичиган.

Теперь, узнав отличия роботов от автоматов, мы можем подробнее познакомиться с тем, какие роботы бывают и чем они отличаются друг от друга. Это мы обсудим в статье Роботы — они такие разные!

Аспирант физического факультета ЮФУ, инженер АСУ ТП
А. В. Донченко

На странице использованы изображения из следующих источников:

  1. http://roborobka.ru/elektro/
  2. http://roborobka.ru/vaucanson/

Вернуться к списку статей