Проблема "человек - машина"

С возникновением машин, облегчивших человеческий труд, перед бионикой появилась проблема взаимоотношений человека и машины.

Здесь выявилось очень много интересного. Так, было установлено, что во многих производственных процессах (например, при управлении автомобилем или самолетом) полная замена человека автоматическим устройством либо невыгодна, либо невозможна. В связи с этим решается проблема об оптимальном распределении обязанностей между человеком и машиной. Интересным направлением исследований является сравнение характеристик человека и технических устройств, в частности эффективности их работы в различных условиях.

Человек осваивает космическое пространство с помощью пилотируемых и беспилотных космических кораблей. Трудно ответить на вопрос, что более целесообразно: запуск космических кораблей с человеком на борту или без него. Мнения на этот счет противоречивы, и все они должны быть тщательно взвешены. Вопрос приходится решать, учитывая и политический престиж, правовой и военный аспекты и, наконец, технические и физиологические возможности.

В процессе биологической эволюции физиологическая и психическая конституция человека приспособилась к условиям земного существования. Довольно узкий диапазон изменения температуры и давления воздуха и постоянство его состава, земное притяжение и лучевая энергия, падающая на поверхность Земли, - вот характеристики окружающей среды, в которой проходит жизнь человека. Выход в космос насильственно ставит человека в совершенно отличную среду. Это может привести к временным или необратимым нарушениям в организме человека.

Рис. 21 дает самое общее сравнительное представление о допустимых для человека и автомата пределах ускорений, температур и уровнях излучений, не вызывающих остаточных изменений.

Человек не выдерживает сравнения с автоматом и по чувствительности к воздействию радиоактивного облучения. Радиационная устойчивость электронных систем в десятки раз выше допустимых для человека доз облучения.

Рис. 21 наглядно показывает исключительную чувствительность человека к воздействию ускорений, колебаний температуры и облучению. Однако не только это создает трудности при конструировании пилотируемых космических кораблей. Следует учитывать и такие проблемы, как обеспечение возможности дыхания и питания человека в космическом корабле, а также удаления продуктов обмена, контроль за мышечной деятельностью и действием системы кровообращения в условиях невесомости и, наконец, психическую подготовку экипажа к полету в космос. Следует иметь в виду также то, что человек подвержен усталости и его работоспособность временами значительно понижается, в то время как автоматы способны работать надежно длительный срок.

Рис. 21. Сравнение допустимых уровней ускорений, температур и излучений для человека и автомата

Благодаря быстрому развитию цифровых вычислительных машин с программным управлением проблема машинного интеллекта приобрела в середине нашего столетия особую актуальность. Одним из первых за решение этой проблемы взялся английский математик А. М. Тьюринг. Основной результат его исследований сводится к следующему: автомат может решить любую логически правильно сформулированную задачу, которую может решить человек.

Появление электронных вычислительных машин и других сложных технических устройств, содержащих огромное количество элементов, привело к резкому снижению их надежности. Это обстоятельство заставило ученых задуматься над возможностями создания обучающихся систем.

В этой области природа дает нам прекрасный образец: миллионы лет эволюции сделали организмы чрезвычайно надежными системами, состоящими из огромного числа удивительно ненадежных элементов. Способность к обучению, приспосабливаемость к сложной обстановке, самосовершенствование и самовосстановление - все эти свойства живого очень бы пригодились в технике роботостроения.

Сейчас предлагается много технических устройств и схем, построенных аналогично биологическим системам и основанных на принципе обучения. Для примера можно назвать управляющую систему (робота) для автоматической посадки самолетов или схему управления большим предприятием, обеспечивающую повышенную надежность.