Предисловие

В этой книге рассказано о новом классе автоматических систем - роботах и системах искусственного интеллекта, открывающих широчайшие возможности для автоматизации не только физической, но и интеллектуальной деятельности человека. Тенденции автоматизации и роботизации труда давно стали популярной темой научной фантастики. На страницах рассказов и повестей фигурирует все больше и больше "киберов", "гироматов", "кибернетических двойников" и прочих роботов, снабженных "электронным мозгом" и "искусственным интеллектом". Эти роботы ведут непринужденную беседу с человеком на всевозможные темы, обладают целесообразным поведением и свободой воли. Решаемые ими задачи настолько сложны, условия, к которым они могут приспособиться, настолько разнообразны, что иначе как разумными, или интеллектуальными, такие системы не назовешь. В зависимости от сюжета "черты характера" роботов варьируются в широких пределах: они могут быть добрыми или злыми, готовыми к самопожертвованию или коварными, мирными или агрессивными, мудрыми эрудитами или комически ограниченными дилетантами. Но во всех случаях авторское отношение к таким роботам напоминает скорее отношение к людям, чем к машинам. В основе сюжета зачастую лежит идея антропоморфизма, "человекоподобия" роботов.

Однако никаких роботов, действительно напоминающих человека в отношении "анатомии" или "силы интеллекта", мы сегодня в реальной жизни не видим. Возникает вопрос: что же в рассказах о "жизни роботов" научно, а что - чистая фантастика? Не придумали ли писатели-фантасты в погоне за необычными ситуациями нечто такое, чего принципиально быть не может? Ведь изобретение "вечного двигателя" тоже могло бы послужить увлекательной темой для фантастического рассказа, если бы только читатели не были поголовно информированы о законе сохранения энергии.

Ответ на этот вопрос таков: создание роботов, сколь угодно близко имитирующих физическую и интеллектуальную деятельность человека, не противоречит никаким известным в настоящее время законам природы. Более того, сюжеты и мечты фантастов о роботах всегда отражали современный им уровень развития науки и имели прообразы в технике. История учит нас, что фантастическое со временем становится реальным.

Стали ли роботы реальностью? Как они возникли, кто их создал и кто создает их сейчас? Что можно сказать об интеллекте роботов? Можно ли обрисовать эволюцию роботов и систем искусственного интеллекта? Какова их роль в научно-техническом прогрессе? Каковы взаимоотношения между роботами и человеком? Можно ли предсказать будущее роботов и систем искусственного интеллекта? Эта книга - попытка разобраться в подобных вопросах и дать читателю представление о необъятности и глубине предмета.

Так как с автоматизацией и роботизацией труда приходится сталкиваться практически каждому человеку, то знакомство с последними достижениями и перспективами в этой области не только интересно, но и важно. У нас в СССР эти вопросы приобретают особое значение в свете решений XXV съезда КПСС, в которых сказано: "Ускорить темпы комплексной механизации и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства. Существенно сократить удельный вес ручного труда... Последовательно осуществлять переход от создания и внедрения отдельных машин и технологических процессов к разработке, производству и массовому применению высокоэффективных систем, машин, оборудования, приборов и технологических процессов, обеспечивающих механизацию и автоматизацию всех процессов производства, и особенно вспомогательных, транспортных и складских операций"^*.

^* ("Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976-80 годы".)

Эти причины и послужили толчком к тому, что автор решил в данной книге рассказать в популярной форме о широком круге проблем, связанных с созданием и применением роботов и систем искусственного интеллекта. Трудность написания подобной книги обусловливается прежде всего отсутствием общепринятой терминологии, спорностью как основных положений, так и прогнозов о путях развития робототехники и ее влияний на экономику и социальную жизнь общества. Автор стремился раскрыть существо основных проблем (как решенных, так и ждущих своего решения), идей, достижений и проектов в этой новой области.

Маршруты наших путешествий в робототехнику мы выбирали, исходя из ее истории, внутренних связей ее разделов и развития в ней синтезирующего начала, связанного с созданием элементов искусственного интеллекта. Хотя разнообразие роботов и систем искусственного интеллекта в настоящее время огромно, все они обладают рядом общих, специфических черт. При выборе материала основной упор сделан на алгоритмические, программные и технические аспекты создания роботов, элементов и систем искусственного интеллекта. Что же касается вопросов экономического, психологического и социального характера, с которыми неизбежно приходится сталкиваться в рамках рассматриваемой проблематики, то из них выбран лишь необходимый минимум, который наиболее тесно связан с пониманием того нового, что вносит процесс роботизации.

Книга состоит из шести глав. Поскольку круг проблем, объединяемых терминами "роботы" и "искусственный интеллект", достаточно широк и довольно неопределен, значительная часть первой главы посвящена определению этих понятий. Здесь же прослеживается эволюция роботов и систем искусственного интеллекта, дается их классификация. Вторая, третья и четвертая главы посвящены уже непосредственному описанию структурно-функциональных схем, конструктивных особенностей, методов обучения и управления, а также примерам эффективного применения роботов. В пятой главе рассматриваются общие принципы и конкретные алгоритмы построения иерархически организованных адаптивных систем управления интеллектуальных роботов. Содержание этой главы в значительной степени основано на новых идеях и результатах, часть из которых еще нигде не публиковалась. Последняя, шестая глава посвящена экономическим, психологическим и социальным аспектам роботизации. В целом книга нацелена не столько на прошлое и настоящее, сколько на будущее роботов и систем искусственного интеллекта. Основное внимание в ней уделяется раскрытию перспективных идей, принципов, алгоритмов и технических средств создания очувствленных и интеллектуальных роботов.

Существует большое число интересных книг и статей (см. список литературы в конце книги), посвященных конкретным проблемам создания и применения роботов и систем искусственного интеллекта. Однако до последнего времени не было, по-видимому, книги, в которой весь этот круг вопросов обсуждался бы в комплексе в научно-популярной форме. Поэтому настоящая книга может оказаться полезной не только для широкого круга читателей (студентов, учителей, учащихся средней школы), впервые приобщившихся к вопросам автоматизации и роботизации, но и для специалистов, имеющих глубокие знания по отдельным аспектам затрагиваемых проблем и желающих получить представление о проблематике в целом. Что касается подготовки читателя, то к ней не предъявляются слишком большие требования.

Автор стремился построить изложение материала "настолько просто, насколько это возможно, но не проще". Поэтому в книге имеются некоторые отступления от строгости и полноты изложения отдельных вопросов. Представляется, однако, что это не мешает уяснению и популяризации существа дела, а может быть, даже благоприятствует этому. В то же время некоторые разделы, требующие знания основ высшей математики и кибернетики, могут вызвать затруднения. Однако при первом прочтении можно ограничиться просмотром этих разделов, относящихся главным образом к пятой главе. Решающее значение имеют внимание и интерес к теме книги.

Автор глубоко признателен Д. А. Поспелову и В. А. Якубовичу, которые внимательно ознакомились с рукописью и высказали ряд ценных критических замечаний, способствовавших ее улучшению.