КАКИМИ БУДУТ РОБОТЫ?

РАЗМЫШЛЕНИЯ О ЧЕЛОВЕКООБРАЗНЫХ МАШИНАХ

Л. ТЕПЛОВ Рис. Р. АВОТИНА

Думаю, машины завтрашнего дня оудут роботами. Человекоподобные роботы строят и сегодня, но, честно говоря, от нынешн ix роботов, которых мы часто вчдим иа различных технических выставках, многого ждать не приходится. Это просто шка фы, набитые проводами, реле, двигателями и другими деталями. Они неуклюжи, неустойчивы. Форма человека, приданная роботу, чужда его внутреннему складу: глаза, нос, уши, руки, ноги — все это как-то понарошку, не обязательно. Видно, что конструктор старался украсить машину, а не планировал ее форму в соответст зии с те-ми задачами, которые она должна решать.

Вообще-то человекообразная машина не прихоть. Ведь мы, люди, создали вокруг себя целый мир, приспособленный к нашей собственной природной конструкции. Мебель в доме, лестницы и двери, инструменты и станки в цехе, автомобили, измерительные приборы, всякие индикаторы и ручкн управления — все сделано так, чтобы пользоваться ими удобно было именно человеку — с руками, ногами, двумя глазами и ртом. Машина которая сможет постоянно действовать рядом с нами и пользоваться рассчитанными на нас же вещами и механизмами, должна походить на человека — это экономно. Но рядом с людьми может работать лишь такая машина, которая обладает огромными возможностями и выполняет разнообразные дела.

Итак, человекообразная форма роботов сегодня опережает потребность в ней; когда-ннб>дь она закрепится естественно, как следствие совершенства самих роботов. А более простые роботы окажутся, вероятно, похожи на более простых живых существ — на пауков, гусениц, бабочек соба..

Неуклюжесть н неустойчивость робота зависит от того, что он не имеет скелета. Построить робот на скелете нетрудно: надо взять стержни и связать нх шарнирами, а вместо мышц поставить двигатели. Представим себе простенького робота-пау-ка У него шесть ног, и в каждой — трн шарнира. Такой робот сможет ходить и хватать, строить, рыхлить грядки, собирать фрукты и ягоды, подавать сигналы. Но толг. ко если мы сумеем, во-первых, наделить его достаточной свободой движения, манипулирования, а во-вторых, эту свободу разумно ограничить

Трижды шесть — восемнадцать, значит, в ногах нашего робота должно быть заложено восемнадцать степеней свободы. Они ограничиваются тем. что каждый двигатель тянет ногу именно в ту сторону, в какую нужно. В каждый момент возникает выбор: согнуть или оазогнуть, повернуть влево нли вправо В теории информации выбор одного из двух оавновозможных направлений считается единицей энтропии — это один бит. Для системы со свободой в 18 бит, чтоГы она действовала наилучшим образом, нужно столько же еднннц информации. Иначе говоря, мы полностью используем все возможности робота, если в каждый момент будем подавать на все двигатели сигналы, которые подобраны наилучшим для данного случая образом. Для этого надо вырабатывать серию за серией комбинации из 18 знаков типа + и — , 1 и 0, а потом разносить их по двигателям с помощью коммутатора. Порядок знаков в серии зависит от двух причин: от структуры самого коммутатора и от цели, направляющей поведение робота. Простейший коммутатор можно увидеть в автомобильном двигателе — это распределитель зажигания. За такт он делает оборот и обегает все контакты в порядке: 1, 2, 3, 4. На цилиндры импульсы подаются обычно в ином порядке, например: 1, 3, 4, 2 — это и есть структура коммутатора.

Не наилучшая, но уже полезная последов а. ельность сигналов может быть сравни тельно проста — это серия типа

Н---1---1----1---1--... нли 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 ...

Ведь если поставить в угол робот с шарнирным скелетом, он сложится, рухнет.

На рисунке — прародители тех роботов, которым посвящена статья. Среди них — макет робота, работающего методом проб и ошибок, устройство для исследования Луны, плавающий робот для подводных работ, подвижноинформационный аппарат для исследования поверхности планет и шагающее устройство.

13