Понятие "робот"

Общее представление о роботах сложилось еще в глубокой древности и нашло свое отражение в многочисленных легендах и преданиях. В наше время слово "робот" время от времени появляется то на страницах романов, то в сериалах комиксов и карикатур. Поэтому в подсознании каждого современного человека существует некий собственный образ, который ассоциируется с терминами "робот" и "робототехника". Стремительные темпы развития промышленной робототехники, впечатляющие успехи, достигнутые в этой области, вносят свои коррективы в интуитивные представления о роботах. Следовательно, вместе с прогрессом робототехники модифицируется и расширяется понятие "робот".

Чтобы продемонстрировать, насколько трудно дать универсальное, удовлетворяющее всех понятие "робот", приведем несколько наиболее удачных попыток сформулировать сущность этого понятия, которые были предприняты известными специалистами в области робототехники.

Профессор Токийского университета доктор Сигэру Ватаата предлагал считать роботом устройство, способное самостоятельно перемещаться в пространстве, справляться с задачами анализа сцен и распознавания образов, обладающее большим числом степеней подвижности, умеющее анализировать обстановку с помощью обратной связи, а также прогнозировать ситуации, опираясь на собственный опыт и доступную информацию.

Профессор Токийского технологического института д-р Сэйко Мори считает, что некое устройство может быть названо роботом при условии, что оно обладает универсальностью, мобильностью, представляет собой одно физическое тело, работает автоматически, полностью подчиняется человеку, а также способно к элементарной интеллектуальной деятельности. При этом универсальность, мобильность, индивидуальность (одно тело) и автоматизм - все вместе являются неотъемлемыми признаками всех роботов без исключения.

По мнению профессора Университета Васэда д-ра Итиро Кадо, любой робот должен включать три структурных элемента: технический "мозг", наделяющий робот сознанием, механические руки, позволяющие выполнять заданную работу, и механические ноги, предоставляющие возможность передвигаться в любом направлении. Все три элемента должны быть объединены в одном физическом теле - корпусе, к которому присоединяются устройства дистанционного восприятия информации (технические системы, функционально эквивалентные органам зрения и слуха человека), устройства ближнего восприятия информации (датчики, аналогичные по своим функциям рецепторам кожи человека) и некоторые другие устройства, позволяющие роботу получать информацию о внешнем мире, а также различные датчики специального назначения, которые дают роботу возможность контролировать свое внутреннее состояние и поддерживать равновесие.

Согласно определению профессора М. Шпрингера из Университета Куин Мэри, некое устройство, чтобы называться роботом, должно обладать минимальным набором свойств и возможностей, таких, как:

1. наличие механической руки и захвата (кисти);

2. умение самостоятельно передвигаться и самостоятельно управлять своими действиями;

3. наличие исполнительной системы и системы управления, которые в совокупности обеспечивают реализацию функций 1 и 2;

4. наличие компьютера, способного запоминать программы управления отработкой поступающих извне приказов, а также программ, реализующих решения, которые принимает сам робот, исходя из набора некоторых заранее определенных альтернатив;

5. наличие устройств и датчиков, способных определять касание роботом каких-либо внешних предметов, измерять степень гладкости поверхности, твердость материала, местоположение заданного предмета, его массу, теплопроводность, температуру, степень близости этого предмета, определять его форму и размеры, характерные внешние признаки, цвет, расстояние, запах, находить местоположение рук и ног робота, а также анализировать звуковые сигналы.

Специальный директор Японской ассоциации промышленных роботов Кандзи Комзмото в качестве определения промышленных роботов предложил следующее: "Промышленный робот - это механическое устройство, способное выполнять множество различных операций из числа тех, которые человек выполняет с помощью рук и ног". Он предложил называть интеллектуальными роботами также промышленные роботы, которые помимо всего прочего способны воспринимать и анализировать внешнюю и внутреннюю информацию, а также автономно работать в изменяющихся условиях.

Доктор Сэйтайро Одзаки из Научно-исследовательского центра проблем механики определил робот как механическое устройство, способное организовать свою деятельность в соответствии с внешними обстоятельствами, которые он анализирует с помощью технических устройств, соответствующих по функциям органам чувств человека.

Каждое из вышеприведенных определений понятия "робот" справедливо и уместно в том или ином конкретном контексте. Тем не менее, если бы автор, набравшись смелости, присоединил к данному перечню еще одно, собственное определение понятия "робот", то оно звучало бы так: "Робот - это механическое устройство, способное при помощи своих органов чувств и разума выполнять какую-либо работу и имеющее внешнее и функциональное сходство с человеком или некоторыми другими живыми существами". Самая важная часть в приведенном определении робота - это "устройство, способное выполнять работу". Конечно, выполнять работу могут и другие устройства, например обыкновенный токарный станок, обрабатывающий заготовки. Чтобы разграничить роботы и более простое производственное оборудование, в определение включено дополнительное условие, требующее от робота наличия механизмов, внешне и функционально напоминающих руки и ноги человека (или животного). Такое сходство придает роботу сравнительно большую универсальность по отношению к виду выполняемой работы. В тоже время наличие органов чувств, способность к логическому анализу поступающей информации и умение принимать решения, а также умение передвигаться, хотя и необходимы роботу для успешного выполнения задания, тем не менее играют вспомогательную роль.

Попробуем применить данное определение к современным промышленным роботам, которые работают по жесткой программе, постоянно повторяя одну и ту же заданную при обучении последовательность действий. При помощи органов чувств, роль которых в данном случае играют сенсоры - датчики углов между звеньями манипулятора, и разума, в качестве которого выступает система управления движением манипулятора, эти роботы способны выполнять работу по сварке или окраске изделий. Кроме того, манипулятор этих роботов отдаленно напоминает руку человека, а их системы управления обладают хотя и слабо развитыми, но все-таки присущими человеку интеллектуальными возможностями (ориентация и управление движением руки). Следовательно, в соответствии с данным определением современные промышленные роботы с программным управлением являются отличной иллюстрацией понятия "робот".

Данное автором определение исключает принадлежность к классу роботов множества различных автоматических устройств специального назначения, которые иногда тоже называют роботами. Возьмем, к примеру, применяемый в банковском деле аппарат для автоматической сортировки и обмена банкнот и ассигнаций. Для того чтобы аппарат мог выполнять свою работу, т. е. узнавать, является ли рассматриваемый предмет подлинной банкнотой или нет, и определять ее значимость, он снабжен органами чувств (системой технического зрения) и разумом (системой принятия решений). Однако банковский аппарат ориентирован на выполнение всего лишь одного вида операций, он не имеет ни малейшего внешнего сходства ни с человеком, ни с каким-либо другим живым существом и, следовательно, не может быть назван роботом в полном смысле этого слова. В качестве еще одного примера, иллюстрирующего высокую избирательность данного выше определения, рассмотрим применяемые в строительстве и в дорожных работах многофункциональные экскаваторы. Они имеют механизм, довольно похожий на руку человека, умеют самостоятельно перемещаться и способны выполнять большое число различных работ - разрушать и отдирать асфальт, рыть землю, переносить вынутый грунт и даже вытягивать из-под земли кабели и тросы. И все-таки экскаватор не может быть назван роботом, поскольку он не имеет ни собственных органов чувств, ни собственного интеллекта.