Я – робот…

0

После 23 лет разработок и исследований робота не смогли довести даже до уровня полуторагодовалого ребенка. Но лет через 15-20 все кардинально изменится, обещают разработчики.

Фантасты поспешили?

Идея о производстве устройства, которое было бы способно заменить человека в повседневной работе, возникла у человечества несколько сотен лет назад. Еще в XV веке Леонардо да Винчи изготовил детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Правда, дальше проекта дело не пошло. Первые же конструкции, отдаленно напоминающие человека, появились в 30-х годах прошлого столетия, но выполнять они могли только простые движения (движение рукой и поворот головы) и назвать их даже подобием человека можно было с большой натяжкой. Зато эти первые разработки вдохновили фантастов того времени на множество произведений, посвященных робототехнике, в которых детально описывалось будущее, в котором роботы не только получили массовое распространение, но и полностью освободили людей от физической работы. Тогда, как и сейчас, кинематографисты обыгрывают тему обретения роботами человеческих качеств и полного вытеснения человеческой расы.

В 1942 году американский писатель Айзек Азимов, развивая эту тему, сформулировал знаменитые «Три закона робототехники», согласно которым робот не может нанести вред человеку, должен выполнять указания человека и заботиться о своей безопасности в случае, если это безопасно для человека. Фактически роботу была предопределена роль именно послушного механического обслуживающего персонала.

Друг Азимова, не менее знаменитый писатель Роберт Хайнлайн в произведении «Дверь в лето» описал несколько моделей роботов для домашнего хозяйства. Это, во-первых, «горничная», которая целыми днями могла драить полы, а если ей попадался любой предмет, она поднимала его с пола и клала на поднос, чтобы кто-нибудь поумнее решил — выбрасывать его в мусорное ведро или нет. Во-вторых, железный дворецкий-нянька «Ловкий Френк», который убирал, готовил, застилал кровати и следил за детишками. Правда, в написанной в 1956 году книге производство роботов представлялось очень простым делом: руки-манипуляторы от станка по отмериванию ядерных изотопов, «глаза» и «уши» от телевизора с видеокамерой и «тело» от пылесоса.

Самой главной проблемой фантаст считал изготовление мозга робота. Хайнлайн представлял некую трубку-модуль памяти, способную запомнить одну операцию: если вмонтировать в робота несколько десятков таких трубок и объединить их одним управляющим модулем, то механизм легко сможет заменить человека и выполнять множество несложных операций. Хайнлайн и другие фантасты, среди которых было немало докторов наук и профессоров, в своих произведениях считали, что такие механические слуги должны заполонить дома людей к средине 1980-х. Время показало, что к этому времени человечество удосужилось только приблизиться к разработке гуманоидов из металла.

Что умеет самый продвинутый в мире робот

Одним из самых продвинутых роботов на сегодняшний день является разработка компании Honda — модель ASIMO (названа в честь Айзека Азимова). К ее разработке смогли приступить лишь в 1986 году — до этого не существовало технологий даже для начала разработок.

На сегодняшний день этот робот может рассказать о погоде, а узнав человека, обратится к нему по имени, пожмет руку и по команде принесет кофе. Также гуманоид умеет танцевать и подниматься по лестнице У ASIMO в голову встроена видеокамера с лазерным детектором, с помощью которой он может следить за перемещениями большого числа объектов, моментально определяя дистанцию до них. Робот способен отличать примерно десять разных человек по лицам. Как только он узнает кого-нибудь, он тут же обращается к нему по имени.
Также благодаря встроенным микрофонам робот определяет, откуда идет звук и кому он принадлежит. Робот умеет откликаться на собственное имя, поворачивать голову к людям, с которыми говорит, а также оборачиваться на неожиданные и тревожные звуки — такие, как звук падающей мебели.

А еще талия робота напичкана сенсорными датчиками, благодаря чему он умеет распознавать предметы и поверхности, поэтому он работает безопасно для себя и окружающих. Например, он может двигаться по ступенькам, обходить препятствия, останавливаться. Кроме того, дозировать усилие, чтобы пользоваться тем или иным предметом, например, брать поднос с кофе и работать официантом.

И наконец, робот связан с Интернетом, откуда получает информацию и способен, например, рассказать о погоде. Вот и все, что на данный момент умеет делать самый продвинутый в мире робот-гуманоид. И хотя на разработки и исследования тратят ежегодно порядка $200 млн, прогресс пока невелик.

Это звучит удивительно, но одна из самых сложных задач, с которыми столкнулись инженеры на первых порах, — «научить» робота ходить на двух ногах по прямой — на это ушло почти 10 лет. Разработчики поначалу пытались сымитировать походку человека, но это оказалось непростой задачей, поскольку потребовало создания очень сложной системы амортизаторов и сервомоторов, которая бы управлялась быстрым процессором. На это ушло почти 5 лет, а первые модели были похожи на ящик с ногами. Еще сложнее — заставить робота ходить по кривой траектории, по кругу, задним ходом и поворачиваться: потребовалась разработка сложного ПО и ЭВМ с мощным процессором. Такого уровня развития машина достигла только лишь к средине 90-х, а робот приобрел человеческие черты.

Еще более сложная задача — заставить робота отрываться от земли и контролировать положение центра масс: для этого пришлось разработать более мощные сервомоторы и более прочные ступни с новыми сенсорами поверхности. Во время ходьбы человек полностью переносит вес тела с ноги на ногу, а на бегу полагается на быструю смену ног — для компенсации центробежной силы роботу в корпус пришлось установить дополнительный сервомотор, чтобы он мог на бегу поворачивать корпус, по-человечески. К началу XXI века он смог ходить по ступенькам.

Следующая задача, которую поставили перед собой разработчики, — научить робота жить в человеческом мире: открывать двери, нажимать кнопки, удерживать предметы и выполнять простые операции, например, пожимать руку. Для этого инженеры усложнили сенсоры, поставили абсолютно новые сервоприводы и заново переписали программное обеспечение с одновременной заменой процессора. Кроме того, машину дополнили аудиосистемой — робот научился слушать и говорить.

Разработчики говорят, что через 10 лет ASIMO научится выполнять вместо домохозяек домашнюю работу, и его будут продавать по цене авто — это около $25 тыс.

Киберноги ходят сами

Понятное дело, что только лишь на создание штуковины, которая подносит кофе, миллионы тратить не будут. Богатый опыт совершенствования ASIMO, а также собственные исследования по биомеханике человеческой ходьбы позволили компании Honda создать киберштаны.

Человек с ограниченными возможностями надевает специальный механизм с сервоприводами, и они помогают ему ходить: компьютер командует парой электромоторов в соответствии с сигналами датчиков уровня, центра тяжести и с учетом угла сгибания коленей. Если человек перемещается в полуприседе или поднимается по лестнице, усилие моторов, поддерживающих вес владельца, увеличивается.

Новинка сейчас активно продается на рынке Японии, но по данным компании-разработчика, на 2010 год намечено начало продаж в Европе и Америке. Главный ее недостаток — высокая цена (на уровне авто), что не по карману домам престарелых. Поэтому их планируют сдавать в аренду — $2 тыс. в месяц. Правда, со временем киберштаны станут дешевыми, и их будут надевать под или на обычные.

Умные табуретки для рабочих

В отличие от стариков и людей с ограниченными возможностями, которым нужно помогать ходить в прямом положении, рабочим на заводах много времени приходится проводить, наоборот, вприсядку, да еще и поднимать тяжелые предметы, что сказывается на здоровье позвоночника. Специально для этой категории людей компания выпустила киберштаны с системой Bodyweight Support System — с сиденьем для поддержки пятой точки.

Для надевания системы, в отличие от модели для инвалидов, застегивать вокруг ног или пояса многочисленные ремни не требуется: достаточно обуть ботинки (являющиеся частью устройства), приподнять сиденье, венчающее киберноги, и можно отправляться в путь. Машина следует за движениями человека и при помощи сервоприводов направляет усилие так, чтобы оно проходило через центр тяжести владельца. Система настроена на более чем 20 позиций тела.

Авторы разработки предусмотрели съемный аккумулятор «усилителя» ног, зарядное устройство и даже систему переодевания рабочих в новые штаны на время заправки первых.

Киберсолдаты будущего

Вот уже 10 лет в США реализуется программа по созданию механического костюма, который увеличит производительность человека (военного, эмчеэсовца) и расширит его возможности — экзоскелета. В данный момент система уже создана и проходит испытания, прежде чем реально поступить на вооружение спецслужб.
Солдат, облаченный в экзоскелет, будет намного быстрее стрелять, и улучшится его защита, в 20 раз вырастет сила, он будет двигаться с огромной скоростью и сможет преодолевать серьезные препятствия.

Пока что создано до сотни таких костюмов и они несовершенны. Дело в том, что главной проблемой являются двигатели, которые должны быть мощными, но нешумными. Отсюда вытекает еще одна проблема — источники питания и топливо. Кроме того, существующие модели стоят слишком дорого — до 1 млн. долларов.

Но как только эти задачи будут решены, а это, по прогнозам американских военных, произойдет не раньше чем через 20 лет, такие костюмы массово поступят на вооружение. Очень хорошо концепция экзоскелета описана в компьютерной «стрелялке» Crysis.

Роботы научились… врать

До сих пор ученые утверждали, что в будущем только неумение лгать и испытывать сильные эмоции позволит отличить роботов от человека. Но уже сейчас можно констатировать: первым навыком машины овладели. Швейцарские ученые провели эксперимент, который закончился неожиданно для них самих: за время испытания роботы научились обманывать друг друга. Их задачей было собрать как можно больше условной «пищи», избегая «яда», и за это начислялись очки. Поначалу железные механизмы действовали хаотично. Однако постепенно самые «сообразительные» выработали тактику и научились скрывать от своих собратьев тот факт, что они нашли «пищу». В общем, жульничали. Самые успешные продвигались в следующий тур, что позволило им «закрепить» удачные навыки. Получилось нечто вроде дарвиновской эволюции. Слава богу, что облапошивать человека им пока не под силу. Наверное, только пока…

Сверхзадача — компьютерный мозг

В голливудских фильмах вроде «Терминатор» и «Я — робот» главным сюжетным мотивом является идея о том, что люди создадут искусственный интеллект, который, став самостоятельным, выйдет из-под контроля людей и уничтожит их. Однако до сих пор человечество, несмотря на затраченные миллиарды долларов и десятилетия исследований, пока далеко от создания хотя бы подобия системы, которая смогла бы мыслить самостоятельно, а не по изначально заданной программе. Абстрактно можно представить, что речь идет о машине, которая будет учиться распознаванию и описанию предметов словно ребенок, постоянно самосовершенствоваться, общаться с человеком на его же языке и иметь мышление, сходное с человеческим.

Одна из главных проблем, с которой столкнулись ученые — интерпретация данных с человеческого языка в компьютерный, отсутствие достаточно мощных компактных процессоров и блоков памяти для того, чтобы перерабатывать огромное количество информации. Конечно же, работа в этом направлении продолжается постоянно, и рано или поздно самообучающаяся система создана будет. По словам инженеров компании Honda, предположительно роботы станут интеллектуальными лишь через 15—20 лет. Правда, в возможность агрессии против человека они не верят. «Машины остаются и будут оставаться неживыми предметами — без инстинктов и побудительных мотивов», — считает главный конструктор ASIMO Шиничи Мацунага. Хочется в это верить.

Подготовила Мирослава Наумова
по материалам «Сегодня» , «Итоги»

Поделиться.

Комментарии закрыты