Робот "учится видеть"

...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 имени А. И. Иоффе Академии наук 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 силлепита.

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.

Роботы второго поколения уже вышли из стен лабораторий, хотя еще не отвечают всем требованиям, предъявляемым современным производством. Даже распознание конфигурации деталей не позволяет им угнаться за ритмом работы заводского конвейера.

Конечно, и сегодняшних роботов можно назвать вундеркиндами. Но при этом они все-таки еще дети, делают много лишних движений, довольно медленно обучаются, а если уж обучились чему-нибудь, то к другой работе переходят неохотно.

Отметим некоторые направления в применении адаптивных роботов. Они освобождают человека от выполнения таких вспомогательных операций, как загрузка, ориентирование деталей на конвейере, переключение режима работы механизмов и т. д. Они быстрее и, главное, проще встраиваются в производственные участки и линии. Кроме того, создаются предпосылки для гибкого перехода на новые операции, тогда как робот первого поколения требует дополнительных приспособлений, усложняющих и Удорожающих оборудование.

Это не значит, что роботы первого поколения будут немедленно сняты с производства. Есть процессы и технологии, и их немало, где механическая рука, неутомимая и сравнительно недорогая, эффективнее сложных автоматических комплексов. Это относится, в частности, к производству массовой продукции общемашиностроительного применения, загрузке станков, проверке и упаковке продукции. Поэтому роботы двух поколений, возможно, некоторое время будут работать вместе, в составе одной "бригады". При этом адаптивный робот обеспечит эффектную работу программных роботов. Принципы такого взаимодействия уже хорошо изучены, например, в МВТУ им. Н. Э. Баумана.