Наследие Бэббиджа

Толчком к развитию робототехники в ее современном виде послужили два события, которые во многом и определили технический прогресс после второй мировой войны. Прежде всего стал реальностью компьютер как изделие, обладающее значительным промышленным потенциалом. Принципы его работы обосновал в 30-х годах прошлого века весьма эксцентричный английский математик Чарлз Бэббидж в своем проекте автоматического вычислительного устройства, которое получило название Аналитической машины. Устройство представляло собой сложную систему стержней и рычагов, управление которой должно осуществляться с помощью набора карт с пробивками - перфокарт. На этих картах, задающих режим работы машины, была записана, пользуясь современной терминологией, программа, содержащая соответствующие команды. Идею применения карт для записи программы Бэббидж заимствовал у французского конструктора Жозефа Жаккарда, который в 1801 г. изготовил машину, известную ныне как ткацкий станок Жаккарда. На серию перфокарт наносилась кодовая запись рисунка того материала, который должен был выткать станок. Подобные наборы перфокарт и сейчас еще можно увидеть в механических ярмарочных органах. По мере того как карты движутся одна за другой через механизм органа, пробивки в них обеспечивают возбуждение нагнетательных элементов, прогоняющих воздух по органным трубам; в результате воспроизводится желаемая мелодия. Сменив набор карт, можно прослушать другое музыкальное произведение.

Это не просто весы, а 'робот-врач'! Несмотря на привлекательность слова 'робот', не следует забывать, что обычные автоматические устройства - это еще не роботы

По замыслу Бэббиджа один набор карт в его машине должен был содержать инструкцию для перемножения чисел, а второй -для решения уравнения. В устройстве, предложенном Бэб-биджем (работу так и не удалось довести до конца, ибо мастера того времени оказались не в состоянии изготовить необходимые детали), предусматривались также следующие компоненты: блок для хранения чисел; арифметическое устройство, осуществляющее математические операции; блок управления, указывающий арифметическому устройству, какую операцию следует выполнять.

Компоненты аппаратуры, подобные тем, которые предусматривал Бэббидж, использовались и в электронных компьютерах, разработанных в 40-50-х годах нашего столетия. Но вместо механических узлов изобретатели XX в. смогли взять на вооружение электроны, движущиеся в проводниках и вакуумных лампах. В электронные блоки они включили схемы для хранения и обработки чисел, а также для выполнения программ, написанных в двоичных кодах, в соответствии с принципами, которые разработал Бэббидж.

Компьютеры - это, по существу, универсальные арифмометры. Они принимают наборы чисел, анализируют их, опираясь на другую информацию, после чего посылают в каналы вывода новый набор данных. По самой своей сути компьютеры могут служить эффективными управляющими средствами. Получив, например, информацию (в числовой форме) о производственном процессе, они могут сравнить ее с другими данными и, исходя из этого, выдать сообщение о необходимости того или иного изменения в производственном процессе, например о понижении температуры химической реакции.

Превращение компьютера в повседневный "рабочий инструмент" предоставило в распоряжение промышленных предприятий эффективное средство управления. Это позволило составлять программы (аналогичные набору инструкций в Аналитической машине Бэббиджа) для выполнения конкретных операций в соответствии с информацией, поступающей на компьютер с различных участков предприятия. Таким образом можно, например, создать условия, при которых серия клапанов в промышленной установке будет перекрываться, когда давление жидкости в какой-то части трубопровода превысит пороговое значение.