Создание механических автоматов - начало пути к современному роботу

Начало истории технической разработки идеи антропоморфного, т. е. похожего на человека по характеристикам и внешнему виду помощника, уходит в глубь веков. Пожалуй, первое литературное описание таких механизмов - человекоподобных роботов можно встретить в "Илиаде" Гомера, созданной более двух с половиной тысячелетий назад. Гомер так описывает золотых служанок, сделанных Гефестом, богом огня и кузнечного дела:

...прислужницы, под руки взявши владыку,
Шли, золотые, живым подобные девам прекрасным, 
Кои исполнены разумом, силу имеют и голос,
И которых бессмертные знанию дел изучили.

Описания реально существовавших в древности автоматов и технических игрушек - прообразов современных роботов можно встретить и в дошедших до нас исторических источниках. Несмотря на скудность, а иногда и сомнительную достоверность имеющихся сведений, они позволяют сделать некоторые выводы. Во-первых, древние уже умели использовать для приведения в действие своих механизмов различные источники энергии: воду, пар и т. д. Во-вторых, они создавали довольно сложные устройства, например, Аристотель (IV в. до н. э.) рассказывает о виденных им механических театрах, в которых куклы приводились в движение с помощью нитей.

В I в. н. э. Герои Александрийский, с именем которого связано создание реактивной паровой турбины, описал в своих трудах наряду с этой турбиной и ветряной мельницей еще и пневматические игрушки-автоматы.

В VI в. арабы, совершенствуя известные еще с третьего тысячелетия до н. э. водяные часы, научились оснащать их механизмом, приводящим по прошествии каждого часа в движение различные фигурки.

Создание самодвижущихся судов и других машин в XIII в. предвидел английский ученый (францисканский монах) Роджер Бэкон. Примерно в это же время в Европе появились первые механические башенные часы с одной стрелкой. А два столетия спустя появились первые карманные пружинные часы, изобретение которых приписывается голландскому мастеру Хенлейну, сконструировавшему маятниковые часы.

Часовой механизм стал довольно широко использоваться в разного рода автоматах, и прежде всего для приведения в действие всевозможных фигурок ангелов, животных, которыми украшались дворцы правителей государств и их вельмож. Технические возможности средневековья позволили уже создать и первые подвижные человекоподобные механизмы. Впоследствии они получили название андроидов (от греческого слова anthropos - "антропос", т. е. человекоподобный). Знаменитый средневековый алхимик Альберт Великий еще в XIII в. имел куклу-андроида, которая открывала и закрывала дверь, кланяясь при этом входящим.

Однако настоящий расцвет механических автоматов приходится на XVIII в. В 1738 г. французский механик Жак Вокансон создал подлинное произведение искусства - механических флейтиста и барабанщика, игравших на своих инструментах. Флейтист в сидячем положении вместе со своим пьедесталом достигал 170 см в высоту. Он играл двенадцать разных пьес, производя звуки вдуванием воздуха изо рта в отверстие флейты и изменяя ее тоны действием пальцев на отверстия инструмента. Другой андроид Вокансона играл левой рукой на провансальской свирели, правой - на бубне и прищелкивал языком по обычаю провансальских свирельщиков. Порхающая жестяная утка того же механика - едва ли не самый совершенный из всех известных автоматов. Она "не только подражала с необычайной точностью всем движениям, крику и манерам поведения своего оригинала: плавала, ныряла, плескалась в воде, но даже клевала пищу с жадностью живой утки и выполняла до конца при помощи скрытых внутри нее химических веществ обычный процесс пищеварения"¹.

¹ (Цитируется по кн.: Бусленко В. Наш коллега - робот.- М.: Молодая гвардия, 1984.- С. 22.)

Искусные человекоподобные автоматы были созданы также швейцарскими часовщиками отцом и сыном Пьером и Анри Дро. Например, механический писец (рис. 1), сконструированный Дро, окунал в чернильницу гусиное перо, выводил им на бумаге фразу, а затем, сдвинув голову, оглядывал написанное. После этого он посыпал бумагу песком и стряхивал ее. (Так в те времена осушали чернила.)

Рис. 1. Механическая игрушка-автомат: писец, водящий гусиным пером по бумаге

Эти мастера со своими изделиями совершали многочисленные турне, вызывая изумление современников. Однако эти изобретения едва не привели к трагическому концу, так как испанская инквизиция, обвинив Анри Дро в колдовстве, арестовала его и заключила в тюрьму. Обвинение в колдовстве сегодня может вызвать только улыбку (хотя обвиняемым тогда было не до смеха), но "святые отцы" имели на то свои основания: создавая механизмы "по образу и подобию" человека, мастера брали на себя, с их точки зрения, божественные функции, о чем в то время даже помышлять было недопустимо. Таким образом, как и в других многочисленных случаях, в вопросе создания автоматов наука опять вступила в конфликт с религией.

Автоматами интересовался выдающийся французский философ, физик и математик Рене Декарт в связи с выдвинутой им теорией автоматизма в поведении животных. Продолжил его изыскания французский философ и врач Жюльен Офре де Леметри, автор книги "Человек-машина", название которой говорит само за себя. Существование андроидов, выполняющих сложные операции, служило поначалу веским аргументом в пользу теории Декарта и Леметри. Хотя представление о челове-4еском организме как о самозаводящейся машине, подобной псовому механизму, сегодня с научной точки зрения не выдерживает никакой критики, в то время оно было шагом вперед в попытке понять природу живого.

Многие замечательные механизмы были в различное время созданы русскими умельцами. В 1606 г. в Московском Кремле был поставлен медный цербер - злой пес "о трех головах", щелкающий зубами и извергающий пламя из пастей и ушей. А в 1673 г. мастер на все руки Петр Высоцкий сделал для Коломенского дворца механических рыкающих львов. Знаменитый механик-самоучка И. П. Кулибин в это же время собрал часы с театральным автоматом, а в 1820 г. в Петербурге был открыт "Храм очарований", в котором прислуживали механические слуги.

Все эти, на первый взгляд, "несерьезные" изобретения были на самом деле важным этапом развития техники. По словам К. Маркса, "...в XVIII в. часы впервые навели на мысль применить автоматы (а именно пружинные) к производству"¹. Но все же они были очень далекими прообразами нынешних промышленных роботов, так как действовали на основе принципов и законов одной лишь механики. И хотя со временем для приведения в действие различных механизмов и стали использовать тепловые и электрические двигатели, это мало изменило суть применения машин на промышленных предприятиях как механических помощников человека. Чтобы родилась современная робототехника, потребовалось немало времени и научных поисков для развития других, совершенно не связанных с механикой областей науки и техники.

¹ (Маркс К. Письмо Ф. Энгельсу от 28 января 1863 г. //Маркс К., Энгельс Ф. Соч.-2-е изд.- Т. 30.- С. 263.)