НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О ПРОЕКТЕ  

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Беседа 6. Какие они, автоматы?

Какие они, автоматы?
Какие они, автоматы?

В комнате отчетливо слышался звук бегущей воды, будто ручеек журчал. Николай Николаевич озабоченно встал:

- Опять сантехника барахлит. Вода зря уходит в канализацию, а это не дело.

Через минуту он позвал Сашу и показал ему неисправность:

- Учись чинить простую автоматику. Видишь, в пластмассовом поплавке чуть-чуть разошелся шов. Внутрь попала вода, он отяжелел и не всплывает на нужный уровень. Клапан не перекрывает воду, и она уходит. Учись чинить этот водяной автомат. У нас государство щедрое, вода почти даром людям достается, а я вот был в командировке в Париже, так там душ принять почти пять рублей на наши деньги стоит. Моешься, а счетчик расхода воды отщелкивает франк за франком.

С такими автоматами знаком каждый горожанин. К сожалению, работают они неважно - требуют внимания, настройки, регулировки. Простота и дешевизна оборачиваются потерями драгоценной чистой воды
С такими автоматами знаком каждый горожанин. К сожалению, работают они неважно - требуют внимания, настройки, регулировки. Простота и дешевизна оборачиваются потерями драгоценной чистой воды

Счетчик-расходомер воды. Такие счетчики устанавливают в квартирах во многих развитых странах. Экономия всяких природных ресурсов - это закон выживания человечества
Счетчик-расходомер воды. Такие счетчики устанавливают в квартирах во многих развитых странах. Экономия всяких природных ресурсов - это закон выживания человечества

Полностью автоматизирована подача воды на поля с помощью построенного на реке Чу гидроузла (Киргизия)
Полностью автоматизирована подача воды на поля с помощью построенного на реке Чу гидроузла (Киргизия)

Часы-маяк
Часы-маяк

Рассказывая, Николай Николаевич вытряхнул воду из поплавка, заклеил трещину в нем и снова собрал все устройство. Вода больше не текла.

- Поплавок здесь играет роль датчика уровня воды,- пояснил Николай Николаевич, закончив работу.- Датчики - важнейшая часть любого автомата. Помнишь, на стройке мы видели высокий башенный кран на рельсах? Он никогда не врежется в ограничитель, даже если крановщик зазевается. Автомат не позволит. На обоих концах рельсового пути есть датчики - их называют концевыми выключателями, или, попросту, концевиками. Если кран опасно приблизится к концу своей дороги, датчик сработает. И кран будет заторможен: ведь датчик всегда связан с каким-нибудь исполнительным механизмом. В сантехнике это клапан или вентиль, а в электротехнике чаще всего электромагнит или электрический двигатель. Словом, без датчиков, или, по-научному, измерительных преобразователей, автоматов не бывает.

- Бывает,- возразил Саша.- У нашего соседа по даче лампочка над номером дома по вечерам сама включается, а по утрам гаснет. Щелк - включилась, щелк - выключилась, даже когда хозяев дома нет. Это же автоматика! А датчиков никаких не видно.

- И не увидишь сразу-то. Это может быть крохотный электронный прибор, его фотоэлементом называют. Днем, когда много света, фотоэлемент работает как батарейка и питает током обмотку электромагнитного реле.

Николай Николаевич вернулся в комнату, сел за стол, взял лист чистой бумаги и быстро набросал схему.

На старинной гравюре изображена стрелометательная машина. Механизм ее хитроумен. С изобретением пороха все эти сложные системы колес, блоков и тросов потеряли свое значение. А знания в области механики остались
На старинной гравюре изображена стрелометательная машина. Механизм ее хитроумен. С изобретением пороха все эти сложные системы колес, блоков и тросов потеряли свое значение. А знания в области механики остались

- Смотри, что будет, когда стемнеет. Лучистая энергия не попадает на фотоэлемент, вырабатываемый им ток слабеет... Электромагнит уже не может пересиливать пружину реле, ему ничего не остается, как отпустить свой сердечник, и при этом замкнутся контакты реле. А как только они замкнутся, загорится лампочка над номером дачи. Понятно? Но есть и другой вариант: лампочка включается и выключается в нужное время с помощью часового механизма, например обычного будильника. В любом случае без датчика не обойтись, будь то датчик освещенности или датчик времени. Вот попробуй назвать какой-нибудь автомат без датчика. Пофантазируй, говори все, что хочешь.

- Фантазировать нечего; У меня есть макет автомата Калашникова. И все его части видны и как они взаимодействуют. Никаких датчиков там, однако, нет. А ведь это автомат!

- И еще какой - лучший в мире! - подтвердил Николай Николаевич.- Что же, давай нарисуем автомат, только тогда уж попроще, не Калашникова, а ППШ - пистолет-пулемет Шпагина. С ним наши бойцы-автоматчики всю войну достойно отвоевали. Вот ствол, затвор, пружина, магазин с патронами. Затвор при движении вперед выталкивает патрон из магазина, досылает его в патронник и бойком накалывает капсюль. Порох в патроне воспламеняется и сгорает. Образуются газы, они с огромной силой давят на стенки и на пулю и выбрасывают ее из ствола. Конечно же, затвор до момента вылета пули должен прочно запирать ствол с другой стороны. Поэтому затвор ППШ массивный, он весит девятьсот граммов, да его еще подпирает пружина. Автоматика здесь простая: затвор с пружиной составляют вместе и датчик, и исполнительный механизм. Толчок пороховых газов через дно гильзы передается затвору. Когда сила давления на затвор станет больше силы пружины, затвор пойдет назад и вытащит из патронника стреляную гильзу. Потом гильза улетит в сторону, а затвор отойдет в крайнее положение и сожмет пружину полностью. Если боец продолжает нажимать на спусковой крючок, затвор снова пойдет вперед и все повторится сначала. Чудо-автомат! Устроен просто, а делает тысячу выстрелов в минуту.

I-X этажи. 1. Кабина лифта. 2. Кнопки приказа. 3. Автоматы и датчики кабины. 4. Станция контроля и управления. 5. Лебедка. 6. этажные кнопки вызова. 7. Групповая микропроцессорная станция. 8. Этажные автоматы и датчики
I-X этажи. 1. Кабина лифта. 2. Кнопки приказа. 3. Автоматы и датчики кабины. 4. Станция контроля и управления. 5. Лебедка. 6. этажные кнопки вызова. 7. Групповая микропроцессорная станция. 8. Этажные автоматы и датчики

На слайде - контрольная аппаратура
На слайде - контрольная аппаратура

Дождемер-самописец
Дождемер-самописец

Гигрометр-самописец
Гигрометр-самописец

'Простейший' электромагнитный номерной указатель. На нем показаны тройка, семерка... А вот туза нет. Есть только девятка
'Простейший' электромагнитный номерной указатель. На нем показаны тройка, семерка... А вот туза нет. Есть только девятка

Конечный выключатель один из самых широко применяемых элементов автоматики, 'концевик'
Конечный выключатель один из самых широко применяемых элементов автоматики, 'концевик'

- Здорово! - вырвалось у Саши.- А что, все пулеметы и автоматы одинаково устроены, только патроны к ним есть побольше, есть поменьше?

- Нет, они лишь похожи друг на друга. У автомата Калашникова патрон гораздо мощнее, чем у ППШ. Поэтому свободный затвор с пружиной не смог бы удержать закрытой казенную, то есть утолщенную, часть ствола: его пришлось бы сделать очень массивным. А это плохо - в походе и в бою каждый грамм чувствуется. Поэтому Калашников придумал другое. Затвор изобретенного им автомата поворачивается, как оконная Щеколда, и прочно запирает ствол. Открывает и закрывает затвор другая подвижная деталь - затворная рама. Сейчас мы все это нарисуем. Вот так. А затворная рама вперед идет под давлением пружины, назад же ее толкают пороховые газы через маленькое отверстие в стволе. Между прочим, автоматические ружья были изобретены в России давно, еще до первой мировой войны. Но некоторым царским генералам показалось нелепым давать солдатам скорострельное оружие - слишком много патронов пришлось бы изготавливать и доставлять в действующую армию.

- Патронов пожалели, а людей - нет,- вставил Саша.

- Верно. Им казалось дешевле и проще посылать на фронт солдат, а не автоматы.

Акустичекский датчик. Датчик температуры
Акустичекский датчик. Датчик температуры

Датчик положения. Фотодатчик
Датчик положения. Фотодатчик

Датчик давления. Датчик концентрации
Датчик давления. Датчик концентрации

Автоматизированная установка по изготовлению электроламп
Автоматизированная установка по изготовлению электроламп

Автоматический регулятор подачи электродов дуговой лампы
Автоматический регулятор подачи электродов дуговой лампы

С наступлением темноты на московских улицах вспыхивают фонари. Делается это автоматически с помощью чувствительных фотоэлементов
С наступлением темноты на московских улицах вспыхивают фонари. Делается это автоматически с помощью чувствительных фотоэлементов

А знаешь, и в наше время есть противники автоматизации. Когда я был студентом - эдак лет двадцать пять тому назад, то изучал передвижные электростанции, которые питали током разные строительные механизмы и инструменты: электропилы, сверлилки, лебедки... Для хорошей работы электроинструмента требовалось, чтобы напряжение в сети было постоянным. А оно скакало. Поэтому электромеханик стоял у щита и следил за вольтметром. Если видел, что напряжение генератора падает, то поворачивал ручку реостата и увеличивал силу тока в обмотках электромагнита генератора. И наоборот. Стоял человек и крутил целый день эту ручку. Словом, как мальчик Уатт у паровой машины Ньюкомена, о которой мы уже говорили. Так вот, один преподаватель заявил, что он против введения автомата, регулирующего напряжение генератора. "Во-первых,- говорил он,- это усложнит станцию, а сложная машина всегда менее надежна, во-вторых, сделает ее дороже, а в-третьих, что будет делать электромеханик? Бездельничать?" Преподаватель не понимал, что техника становится все сложнее и сложнее по необходимости, другой она уже быть не может. Но усложнение не означает снижение надежности - автоматика-то действует точнее человека, она не устает, делает меньше ошибок, работает быстрее. Автоматы не бездельников плодят, а дают человеку возможность заняться другой полезной работой.

Сашу заинтересовало устройство для автоматического регулирования напряжения электрогенератора.

- А все же, как сделали напряжение в электрической сети постоянным? - задал он вопрос- Там был датчик или нет?

- Обязательно. Даже первые такие автоматы имели датчик напряжения. Назывались они угольными регуляторами.

Автоматическая маячная установка
Автоматическая маячная установка

Так выглядел один из первых счетчиков электрической энергии
Так выглядел один из первых счетчиков электрической энергии

С наступлением темноты на московских улицах вспыхивают фонари. Делается это автоматически с помощью чувствительных фотоэлементов
С наступлением темноты на московских улицах вспыхивают фонари. Делается это автоматически с помощью чувствительных фотоэлементов

Николай Николаевич взял еще один лист бумаги и принялся чертить.

- Если к генератору передвижной электростанции подключалось много механизмов сразу, то напряжение в сети начинало падать. А раз уменьшалось напряжение, то уменьшался и ток в цепи электромагнита угольного регулятора. Пружина сжимала угольный столбик, его сопротивление резко падало, зато росла сила тока в другой цепи - цепи возбуждения генератора. А это приводило к повышению напряжения в сети. Оно поднималось до нормального - до двухсот двадцати вольт. Думаю, тут все понятно. До сих пор мы больше толковали о самых простых автоматах, о регуляторах, которые поддерживают заданный уровень жидкости, напряжения или заданное количество оборотов двигателя в минуту. Не настало ли время поговорить о самых современных автоматических системах управления, в которых, кроме датчиков и исполнительных органов, имеется важнейшая часть - счетно-решающее устройство, работающее по программе.

- Автоматика с компьютером! - подхватил довольный Саша.- Я уже давно хотел попросить тебя рассказать об этом. И о роботах - ведь они тоже автоматы?

Плавучая станция дает ток стройке
Плавучая станция дает ток стройке

Старинный генератор для лабораторных опытов
Старинный генератор для лабораторных опытов

- Естественно. Только это очень сложные автоматы. Но мы начнем все же не с роботов, а с миниатюрных электронно-вычислительных машин, предназначенных для автоматического управления. Дело в том, что обычный компьютер чаще всего высвечивает результат своей работы на экране или печатает его. Реже результат получают в виде чертежей или схем. Человек, который пользуется такой вычислительной техникой, результаты использует по своему усмотрению. Компьютер управляющего типа результат своих вычислений и логических действий выдает прямо в машину, в станок, в прибор. Человеку остается только следить за работой системы в целом, улучшать или составлять новые алгоритмы и программы управления. Управляющие вычислительные машины - великое дело. Они в корне меняют производство, даже внешне заводские цеха становятся другими, приобретают совсем иное лицо. Недавно я был в командировке в Ленинграде и встретился там со своим товарищем по институту. Он сейчас работает заместителем начальника цеха по изготовлению электронных приборов. Раньше в цеху в две смены работало сто двадцать восемь человек. Каждый рабочий следил за приборами: перед ним качалось много разных стрелочек, а он вертел ручечки, включал и выключал насосы, регулировал силу тока. В общем, управлял исполнительными механизмами. При этом тонком и строгом производстве требовалась высокая точность. Люди старались как могли, а все же нет-нет да и отвлекались и упускали хотя бы один из многих десятков параметров. Качество выпускаемых приборов от этого страдало. Хуже всего было то, что дефекты лезли наружу потом: в ответственный момент работы приборы "летели". Но вот в цеху поставили управляющий компьютер. Он взял на себя и управление на всех шестидесяти рабочих местах, и полный контроль за технологией.

Теперь на каждый изготовленный прибор даже паспорт со всеми данными печатает умная машина. Цех стал почти безлюдным: остались ремонтники, следящие за "здоровьем" всего оборудования, да два программиста, обслуживающие сам компьютер.

Приборами цеха заинтересовались финны и французы. Все расходы на автоматизацию окупились за полгода, плюс завод получил около ста пар рабочих рук там, где они нужнее. Ну а сейчас посмотрим более подробно, как работает компьютерная автоматика. Какой бы пример взять? Вот ты неравнодушен к военной технике. Это хорошо. Пойдешь через пяток лет в армию - пригодится. Давай-ка изобразим танк. В чем его сила?

Старинный лабораторный вольтметр
Старинный лабораторный вольтметр

Одна из возможных схем регулирования напряжения генератора переменного тока - с угольными шайбами, собранными в столбик. Электрическое сопротивление столбика зависит от давления. При колебаниях напряжения на клеммах генератора изменяется и ток в цепи электромагнита, а следовательно, и сила сжатия угольного столбика, включенного в цепь обмотки 'возбуждения'
Одна из возможных схем регулирования напряжения генератора переменного тока - с угольными шайбами, собранными в столбик. Электрическое сопротивление столбика зависит от давления. При колебаниях напряжения на клеммах генератора изменяется и ток в цепи электромагнита, а следовательно, и сила сжатия угольного столбика, включенного в цепь обмотки 'возбуждения'

Установки микросхем на платы
Установки микросхем на платы

Технологический
Технологический

Ультразвукового контроля сварных швов
Ультразвукового контроля сварных швов

Вязания с любыми гладкими и рисунчатыми переплетениями
Вязания с любыми гладкими и рисунчатыми переплетениями

Лазерный контроль прямолинейности технологических осей промышленного оборудования
Лазерный контроль прямолинейности технологических осей промышленного оборудования

Кругломер с самоцентрированием
Кругломер с самоцентрированием

Контроля электронных блоков наручных часов
Контроля электронных блоков наручных часов

Разделения смеси веществ и количественного определения состава для медиков, криминалистов и химиков
Разделения смеси веществ и количественного определения состава для медиков, криминалистов и химиков

При всем внешнем разнообразии этих автоматов все они устроены по принципу "глаз" - "рука". А думает электронный мозг, без которого и "руки" бессильны и "глаза" слепы.

- В броне и в пушке,- уверенно сказал Саша.- Видел в кино и по телевизору на параде: ствол пушки величиной со здоровый столб. Как даст!

- Даст, если снаряд попадет в цель. Определи, от чего зависит точность стрельбы?

- От наводчика. Он должен точно навести пушку в цель. У него же прицел есть.

- Допустим, наводчик навел пушку точно. Выстрелил, а снаряд за "молоком" - мимо цели. Дул, понимаешь, сбоку ветер, а наводчик и не заметил: в башне ведь не дует. А если бы заметил, то как определить, на сколько именно, на какой угол, нужно взять поправку на ветер, чтобы правильно повернуть орудие? Конечно, есть специальная наука - баллистика. Выведены баллистические формулы, по которым можно рассчитать траекторию снаряда, линию его полета. Она зависит от многих условий: температуры воздуха и порохового заряда, от атмосферного давления на данной высоте и так далее. Баллистические формулы сложны, да и некогда наводчику считать. Пока он математикой занимается, бой кончится. Но представим себе другую картину: прямо на борту танка установлена баллистическая автоматика. Сигналы от датчиков скорости и направления ветра и других датчиков поступают в...

- В бортовой компьютер,- попытался угадать Саша.

'Персоналка' - компьютер для индивидуального использования. Может считать, моделировать, хранить тайны и даже играть в какие-нибудь игры
'Персоналка' - компьютер для индивидуального использования. Может считать, моделировать, хранить тайны и даже играть в какие-нибудь игры

Печатающее устройство, сопрягаемое с персональным компьютером,- принтер
Печатающее устройство, сопрягаемое с персональным компьютером,- принтер

Графопостроитель планшетного типа для ЭВМ большой или средней мощности. Рисунки и схемы могут быть цветными
Графопостроитель планшетного типа для ЭВМ большой или средней мощности. Рисунки и схемы могут быть цветными

Без датчиков не исследуешь строение насекомого
Без датчиков не исследуешь строение насекомого

Без датчиков не разберешься с влиянием погоды и магнитных бурь на организм человека. А от созерцаний и измерений необходимо перейти к обобщениям, к анализу и выводам
Без датчиков не разберешься с влиянием погоды и магнитных бурь на организм человека. А от созерцаний и измерений необходимо перейти к обобщениям, к анализу и выводам

Автоматическая регистрация результатов измерений - лишь первый этап. Статистика тоже обрабатывается на ЭВМ. Без приборов, без современной автоматики не проводится ни одно исследование
Автоматическая регистрация результатов измерений - лишь первый этап. Статистика тоже обрабатывается на ЭВМ. Без приборов, без современной автоматики не проводится ни одно исследование

- Погоди. Сейчас нарисуем всю схему. Вот датчики - один, другой, третий. Обычно датчик вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный измеряемой величине. Например, при скорости ветра пять метров в секунду - пять вольт, при шести метрах в секунду - шесть вольт, остальное понятно. Такой сигнал называют аналоговым. Его требуется преобразовать - перевести на язык цифр. Для этого существуют аналогово-цифровые преобразователи. Итак, датчики требуются, а если они сразу не дают цифр, то и аналогово-цифровые преобразователи нужны. Не обойтись, как ты правильно сказал, без бортового компьютера.

Часто этот компьютер называют электронным баллистическим вычислителем. Он-то и решает задачу точной стрельбы: ни один снаряд не должен быть потрачен зря. Результаты расчета, то есть все необходимые поправки на ветер, температуру и другие условия стрельбы, могут быть выведены из вычислителя на преобразователь, который проделывает обратную процедуру - из цифр получает обычные аналоговые сигналы. Сигналы усиливaютcя и подаются на исполнительные механизмы. Ими могут быть микродвигатели, передвигающие "марку" в поле оптического прицела. Представь себе, что мы - наводчики. Дальномер показывает, что до цели тысяча шестьсот метров. Мы совмещаем с целью треугольную марку, а компьютер все учитывает и вносит свои поправки. Все готово! Нажимаем на педаль - спуск. Выстрел! Через две секунды видим: фанерная мишень W окутана дымом и пылью, она разбита, остатки ее загораются. Цель поражена с первого выстрела. Между прочим, в нашей воображаемой стрельбе из обычной танковой пушки без компьютера мы потратили бы четыре, а то и пять снарядов. Вот так. Компьютеры сейчас стали оружием, без цифровой автоматики трудно одержать победу в современном бою. Надеюсь, ты понял главное: в любом цифровом автомате есть компьютер, в память которого записана программа выполнения арифметических и логических действий. Программа обеспечивает выработку управляющего решения. Набор сигналов управления через преобразователи и усилители поступает на исполнительные механизмы - клапаны, двигатели, выключатели.

На монтажном конвейере используются сложные электронные приборы
На монтажном конвейере используются сложные электронные приборы

В поле без них тоже не обойтись ни геологам, ни изыскателям
В поле без них тоже не обойтись ни геологам, ни изыскателям

Современные танки, состоящие на вооружении армий стран. Североатлантического блока (НАТО), автоматизированы в такой степени, что могут идти в атаку и вести прицельный огонь без экипажа на борту
Современные танки, состоящие на вооружении армий стран. Североатлантического блока (НАТО), автоматизированы в такой степени, что могут идти в атаку и вести прицельный огонь без экипажа на борту

Известный во всем автомат Калашникова
Известный во всем мире автомат Калашникова

Аналоговый сигнал требуется преобразовать в цифровой, иначе его 'не поймет' компьютер
Аналоговый сигнал требуется преобразовать в цифровой, иначе его 'не поймет' компьютер

- Это я уже все представляю хорошо,- сказал Саша,- а вот роботы... Неужели они тоже все делают по программе? А я думал, они что-то соображают. Ты же рассказывал о таких.

- Роботы бывают разные. По недоразумению роботами часто называют простейшие механические захваты, выполняющие одну-единственную операцию. Допустим, снимают деталь со станка или ставят заготовку под пресс. Такие известны давно. Но есть роботы поумней, их называют интеллектуальными роботами нового поколения. На одной из международных выставок в 1986 году показывали робота, играющего на обычном пианино. Другой робот собирал свои собственные копии из груды как попало сложенных деталей. Есть роботы, способные работать под водой и в атомных реакторах электростанций, где из-за сильной радиации люди работать могут лишь считанные секунды, да и то в свинцовых доспехах. Не стоит только думать, что более умный робот должен больше быть похожим на человека. Конечно, антропоморфные, или человекообразные, роботы не редкость. Особенно эффектно они выглядят у рекламных стендов в выставочных павильонах. Но чаще всего интеллектуальные роботы на человека не похожи. Если робот подвижен, то он напоминает небольшой колесный или гусеничный вездеход или просто тележку. Бывает, роботы выглядят как обычный шкаф с аппаратурой или электронный блок. Но дело не во внешнем виде. Внутреннее их устройство - вот что интересно. Благодаря появлению компактных электронно-вычислительных машин с большими вычислительными возможностями роботы стали учиться различать человеческую речь, у них появились глаза и голос, то есть элементы технического зрения и синтезаторы речи.

- И все же машина есть машина,- разочарованно протянул Саша.- Она будет делать только то, что заложено в программу, что предписано, и ни шагу в сторону. Вопрос - ответ, нажал - вынул, вход - выход. Скука.., Шуток машина не будет понимать и сама шутить не станет.

- Пока не до веселья,- сказал Николай Николаевич.- Есть электронные игры, есть шахматные роботы - разве мало? Что касается заданности, полной предсказуемости поведения умных машин, то это не совсем так. Есть роботы, которые жестко запрограммированы, от них неожиданностей не бывает. Но есть более хитрые программы, включающие в себя то, чем гордится человек - высшее творение природы: способность гибко приспосабливаться к новым условиям, умение самообучаться. Такие программы называют эвристическими, от греческого "эврика", произнесенного Архимедом и означающего "я нашел". Но это сложные программы. В них разобраться не просто. Нужна подготовка.

Робот, изготовленный школьниками
Робот, изготовленный школьниками

Идет наладка целой линии промышленных роботов
Идет наладка целой линии промышленных роботов

Правильно говорят: 'Не счесть у робота профессий' В мире уже трудится не одна сотня тысяч промышленных роботов. Грядет новая техническая революция
Правильно говорят: 'Не счесть у робота профессий' В мире уже трудится не одна сотня тысяч промышленных роботов. Грядет новая техническая революция

Но у роботизации есть противники. Их доводы: сложно, дорого, не вполне надежно. К тому же роботы 'отбивают хлеб' у трудящихся
Но у роботизации есть противники. Их доводы: сложно, дорого, не вполне надежно. К тому же роботы 'отбивают хлеб' у трудящихся

Что на это можно сказать? Если поставить один робот в цехе с ручным трудом, толку не будет. Нужны целиком роботизированные производства с персоналом высшей квалификации
Что на это можно сказать? Если поставить один робот в цехе с ручным трудом, толку не будет. Нужны целиком роботизированные производства с персоналом высшей квалификации

Робот не оставляет человека без работы. Наоборот, вместо тяжелой и монотонной дает более интересную, творческую
Робот не оставляет человека без работы. Наоборот, вместо тяжелой и монотонной дает более интересную, творческую

Если слушать сторонников старого, то и книги печатать не нужно - печатные станки лишили работы целые армии переписчиков книг
Если слушать сторонников старого, то и книги печатать не нужно - печатные станки лишили работы целые армии переписчиков книг

- А все же ты идею хотя бы объясни,- попросил Саша,- это же очень интересно.

- Попытаюсь растолковать на примере, не вдаваясь в детали. Только будь очень внимательным, не отвлекайся. Пусть мы хотим создать робота - водителя автомобиля, действующего так же, как человек. Представь себе, мы выехали на двухрядное шоссе, движемся в правом ряду. Впереди нас в нашем же ряду идет машина, слева и сзади никого нет. Видим, идущая впереди нас легковушка замедляет ход, дистанция сокращается. Возможно, ее водитель заметил впереди выбоины в асфальте или хочет получше рассмотреть красивый дом в деревне справа. Такова ситуация. Какое примем решение?

- Руль влево - и пошел по свободной соседней полосе.

- Но можно ведь и самим притормозить? - возразил Николай Николаевич.

- Почему нельзя? - согласился Саша.- Тоже годится.

- Вот видишь: уже два решения по управлению машиной в одной ситуации. Что же конкретно делать в таких случаях - управляющее решение в конечном итоге должно быть одно. А теперь наметим, какие блоки, то есть части, должны входить в нашу программу роботизированного управления машиной. Первый блок обязан обеспечить распознавание ситуации. От датчиков дорожной обстановки и скорости машины - скажем, от радиолокатора и спидометра - мы имеем информацию о том, где все наши соседи по дорожному движению, что они делают, какая у них и у нас скорость. Распознавание какого-либо образа компьютер выполняет почти так же, как и человек: сравнивает данный образ с множеством образов, заранее записанных в память. Сравнение, разумеется, идет поочередно. Но вот компьютер определил, что ситуация, как она сложилась на дороге в данный момент, практически совпала с записанной в памяти. Тогда начинает работать другой блок - блок принятия решений. Если по данной ситуации возможно одно решение, то все просто.

Робот не устает, не делает ошибок, он всегда собран и точен
Робот не устает, не делает ошибок, он всегда собран и точен

Робот не ест, не пьет, не болтается без дела. Он сам сигнализирует о своих 'болезнях'
Робот не ест, не пьет, не болтается без дела. Он сам сигнализирует о своих 'болезнях'

Зрячий французский робот с успехом заменяет многих сборщиков яблок. Робот яблок не ест. И он не из породы 'несунов'
Зрячий французский робот с успехом заменяет многих сборщиков яблок. Робот яблок не ест. И он не из породы 'несунов'

Роботы в состоянии заменить человека на неприятных, опасных или попросту скучных работах. Совершенно не обязательно, чтобы робот внешне напоминал человека, или, говоря, по-научному, был антропоморфным
Роботы в состоянии заменить человека на неприятных, опасных или попросту скучных работах. Совершенно не обязательно, чтобы робот внешне напоминал человека, или, говоря, по-научному, был антропоморфным

Но мы только что видели, что решений может быть и несколько. Тогда в дело включается третий блок и осуществляет случайный выбор - электронную, так сказать, жеребьевку. Но вот окончательное решение принято. Начинает работать четвертый блок. Он в полном согласии с идеей принятого решения, с его замыслом, вырабатывает управляющие команды и выдает их в нужной последовательности на исполнительные механизмы - на руль, на тормоза, на сцепление, на газ.

Новый роботизированный комплекс по обработке деталей мало похож на человека внешне. Но 'соображает' он неплохо (если в программе не наделано ошибок)
Новый роботизированный комплекс по обработке деталей мало похож на человека внешне. Но 'соображает' он неплохо (если в программе не наделано ошибок)

А игрушки-роботы по традиции имеют отдаленное сходство с человеком. Ведь они должны и насмешить, и развлечь ребенка, и помочь ему выработать хороший художественный вкус. Красивая техника к тому же обычно лучше работает
А игрушки-роботы по традиции имеют отдаленное сходство с человеком. Ведь они должны и насмешить, и развлечь ребенка, и помочь ему выработать хороший художественный вкус. Красивая техника к тому же обычно лучше работает Один известный летчик-испытатель заметил: "Красивый самолет и летает лучше".

Робот-пугало. Английское изобретение. Может выть и размахивать руками
Робот-пугало. Английское изобретение. Может выть и размахивать руками

Человек, в технических науках невежественный, примет его, скорее всего, за инопланетянина
Человек, в технических науках невежественный, примет его, скорее всего, за инопланетянина

Неужели робот-ищейка сможет заменить служебную розыскную собаку? Видимо, да. Но как скоро это может произойти, сказать трудно
Неужели робот-ищейка сможет заменить служебную розыскную собаку? Видимо, да. Но как скоро это может произойти, сказать трудно

Бывают и такие роботы-игрушки
Бывают и такие роботы-игрушки

- Но все это уж очень сложно! - почти закричал Саша.- Ситуаций-то этих бывает ой-ёй-ёй сколько! Пока компьютер все их переберет и "на зуб попробует", мы в переднюю машину врежемся. Лучше уж без роботов как-нибудь.

- Да, компьютер должен работать быстро в таких управляющих системах. Он должен принимать решения быстрее, чем человек. В том примере, который я привел, это особенно важно, иначе безопасность автотранспорта не повысить. Опытный водитель с нормальной реакцией затрачивает на выработку решения почти секунду. А хороший микрокомпьютер за одну сотую часть секунды выполняет тысячу арифметических и логических операций. Но и работы для него масса: ситуаций и решений для них, как ты сказал, "ой-ёй-ёй сколько"! Поэтому интеллектуальные роботы должны обязательно иметь мощный мозг - вычислительную машину с большой памятью и огромным быстродействием. Но даже такие компьютеры не обеспечивают принятия строго оптимального решения - в их память решение закладывает человек. Пусть это будет сверхопытный специалист, гарантий оптимальности он не даст. Поведение таких эвристических запрограммированных роботов похоже на поведение человека. К тому же робота не обязательно и программировать, его можно обучить. Если это робот-водитель, то он запоминает, чем занят сидящии за рулем человек, в каких ситуациях принимаются те или иные решения и что делается для управления автомобилем. Через некоторое время робот сможет вести машину по шоссе сам, человеку не придется все время напрягать внимание.

Робот для подводных работ. У него нет страха глубины
Робот для подводных работ. У него нет страха глубины

- А вдруг случится незнакомая ситуация и робот растеряется и ошибется, тогда не миновать беды,- вставил Саша задумчиво.

- В таком случае робот экстренно остановит машину, вот и все. Кто мешает запрограммировать команду "Стоп" в любой необычной обстановке? Как водитель с опытом, могу утверждать: в незнакомой сложной обстановке это решение и будет наилучшим. Ну как?

- Сложно все: и вычислительную технику надо знать, и математику...

- А ты что думал? Сложно, конечно. Кроме кибернетики, еще требуется глубокое знание того объекта, который автоматизируется, умение хорошо разобраться в процессах, которые в нем идут. Современная техника любит людей с широкими знаниями, недаром еще Козьма Прутков заметил: специалист в узкой области подобен флюсу - его полнота односторонняя. Но ведь не боги горшки обжигают. Учись. Без роботов и прочей автоматики двадцать первый век, думаю, никого не примет.

Локомоционные роботы составляют 'особую породу': это роботы самодвижущиеся. Такие помощники человека могут работать на Луне, на Марсе. На Земле им дела тоже хватит. Жаль, что в Чернобыле таких не оказалось, ведь саперам и вертолетчикам приходилось подвергать себя воздействию радиации
Локомоционные роботы составляют 'особую породу': это роботы самодвижущиеся. Такие помощники человека могут работать на Луне, на Марсе. На Земле им дела тоже хватит. Жаль, что в Чернобыле таких не оказалось, ведь саперам и вертолетчикам приходилось подвергать себя воздействию радиации

Устройство 'Антисон' не дает задремать водителю при монотонной езде по прямой дороге. Это не робот, конечно. Это приспособление, делающее роботом человека-оператора, человека-водителя. Лучше было бы автоматизировать сам процесс управления машиной. Робот-водитель уже не фантастика. Пока дороговато, но со временем технология усовершенствуется, и человек займется не кручением баранки, а чем-нибудь более производительным. Устройства для автоматического поддержания дистанции между машинами уже выпускаются японскими фирмами
Устройство 'Антисон' не дает задремать водителю при монотонной езде по прямой дороге. Это не робот, конечно. Это приспособление, делающее роботом человека-оператора, человека-водителя. Лучше было бы автоматизировать сам процесс управления машиной. Робот-водитель уже не фантастика. Пока дороговато, но со временем технология усовершенствуется, и человек займется не кручением баранки, а чем-нибудь более производительным. Устройства для автоматического поддержания дистанции между машинами уже выпускаются японскими фирмами.

- Это-то я понимаю... Только скучно зазубривать разные правила и формулы.

- Согласен. Наука суха, это давно известно. В развитых странах сейчас огромное внимание обращено на игру с компьютером. Дети постигают азы кибернетики еще до школы. Недавно мой товарищ по работе привез из зарубежной командировки маленький ящичек - игровую приставку к обычному телевизору. Электронная память приставки хранит девяносто шесть увлекательных детских игр. Тут и поиски сокровища затонувшего корабля, и мотоциклетные гонки, и футбол. Я начал играть в путешествие по неведомой стране, увлекся - ну как семилетняя дочка моего приятеля. Там человечек встречается с опасностями, перепрыгивает через пропасти, сражается с чудовищами, ищет путь к невесте-красавице.

Но суть этой игры очень глубока. Дело в том, что ребенок на каждом шагу должен делать выбор, принимать то или иное решение в сложной обстановке, когда времени на обдумывание становится все меньше и меньше. Ты можешь, к примеру, не лезть в подземелье, где тебя подстерегают ядовитые змеи. Однако в подземелье есть шанс получить из источника дополнительный заряд силы и бодрости, а это позволяет побеждать опасных слуг дракона.

Оператор занимается обучением робота при сборке кузова 'Москвича'
Оператор занимается обучением робота при сборке кузова 'Москвича'

Робот-водитель уже не фантастика. Пока дороговато, но со временем технология усовершенствуется, и человек займется не кручением баранки, а чем-нибудь более производительным. Устройства для автоматического поддержания дистанции между машинами уже выпускаются японскими фирмами
Робот-водитель уже не фантастика. Пока дороговато, но со временем технология усовершенствуется, и человек займется не кручением баранки, а чем-нибудь более производительным. Устройства для автоматического поддержания дистанции между машинами уже выпускаются японскими фирмами

Великий смысл компьютерных игр не только в том, что они развивают быструю реакцию и координацию движений. Главное - они исподволь приучают детей решать задачи оптимизации, заставляют сопоставлять и оценивать варианты, выбирать наилучший из них. Иначе выигрыш просто невозможен. В зависимости от возраста и уровня мышления детей вырабатываются правила и условия для игр-путешествий, игр-состязаний. Удовольствие и пользу может получить и шестилетний карапуз, и школьник твоего возраста, и даже инженер. Жаль, что у нас в продаже таких чудо-приставок очень и очень мало.

Датчиком является радиолокатор; 'мозгом', оценивающим ситуацию и принимающим решение - микропроцессорная ЭВМ
Датчиком является радиолокатор; 'мозгом', оценивающим ситуацию и принимающим решение - микропроцессорная ЭВМ

предыдущая главасодержаниеследующая глава











© ROBOTICSLIB.RU, 2001-2019
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://roboticslib.ru/ 'Робототехника'
Рейтинг@Mail.ru
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь