Прогресс в оснащении роботов совершенными "органами чувств"

Создание робота высокого "интеллекта" осложняется не только отсутствием нужных ЭВМ - большой вычислительной мощности и быстродействия. Для этого робота необходимы и гораздо более чувствительные, точные и надежные органы "чувств" - датчики, входящие в сенсорную систему робота и информирующие его о состоянии и особенностях окружающей среды. Он должен хорошо "видеть", "слышать", "осязать" и воспринимать различные сигналы от объектов, с которыми возможно его взаимодействие. Поэтому создание устройств, позволяющих роботу успешно "контактировать" с окружающим миром,- исключительно важная задача, которую предстоит решать специалистам. Нужно разработать датчики, точность и надежность которых сочетается с малыми размерами, чтобы можно было размещать их, например, на "пальцах" манипулятора. Кроме того, датчики должны быть снабжены специальными (тоже малогабаритными) преобразователями их сигналов для ввода информации в систему управления робота. Проблема создания таких датчиков в большой мере связана с получением новых материалов, обладающих уникальными свойствами. Приведем интересный пример, описанный в брошюре "Робототехника берет старт".

"...Перед нами лежит прозрачный желтоватый кристалл размером с пятикопеечную монету. Трудно поверить в его необычные свойства. Но на основе подобных кристаллов ученые физико-технического института им. А. Ф. Иоффе АН СССР сумели создать устройства, которые давно ждет робототехника, устройства, заменяющие глаза человека.

Разные по конструкции "глаза" для роботов пытаются создать во многих лабораториях. Но если отбросить технические особенности, все сводится к одной задаче: научиться быстро получать изображение объекта, которое "мозг" робота мог бы сравнить с эталоном в своей памяти и тут же принять решение: "брать" или "не брать" этот объект. А если "брать", то какой и откуда. Как получить такое изображение? Телевизионные устройства не годятся. Они строят изображение постепенно - по очереди "зажигая" множество точек на экране. По сравнению с ними обычная фотопленка выглядит привлекательнее: она работает как многоканальное устройство - все точки изображения на ней появляются одновременно. Но пленку надо проявлять. А главное - на ней можно записать только одно изображение. Решение проблемы лежало где-то между этими двумя вариантами. Иными словами, требовался материал, способный воспринимать изображение по многим каналам и при этом позволяющий стирать и записывать его неоднократно. Не сразу, но такой материал удалось найти. Им стал кристалл селенита.

Результаты испытаний одной из моделей "глаза" оказались сюрпризом и для ученых. Выяснилось, что прибор может работать в таком режиме, когда он будет видеть не саму "картинку", а лишь происходящие в ней изменения. Скажем, если такой "глаз" смотрит на деталь, лежащую на неподвижном конвейере, то уже через доли секунды ее изображение как бы растворяется, исчезает. Но стоит конвейеру прийти в движение, как изображение детали появляется вновь.

Занимаясь прибором, ученые заинтересовались "устройством" человеческого глаза. Оказывается, мы видим окружающий мир лишь благодаря тому, что наши глаза движутся. Даже когда человек пристально разглядывает неподвижный предмет, они находятся в непрерывном движении. Стоит как-то остановить, блокировать их (такие опыты проводились), и глаза перестают видеть. Значит, созданный прибор в известной степени аналог человеческого глаза, хотя и уступающий ему в совершенстве. Но это не мешает найти ему применение при автоматизации многих производственных процессов, в том числе и в робототехнике"¹.

¹ (Цитируется по кн.: Маслов В. А., Муладжанов Ш. С. Робототехника берет старт.- М.: Политиздат, 1986.- С. 28-29.)

А ученые Вильнюсского университета создали высокочувствительные полупроводниковые матрицы, своего рода искусственную сетчатку человеческого глаза, для систем технического зрения. Обрабатывая поступающую информацию от такой "сетчатки", система технического зрения воссоздает изображение объекта, определяет скорость его движения, отличает один предмет от другого. Есть и иные решения этой проблемы; многие из них могут оказаться перспективными для роботостроения.