В дальнейшем планируется создавать самовоспроизводящихся роботов, т. е. над проектом будет работать уже не центральный компьютер, а дочерняя модель. Она воспроизведет другую модель, та, в свою очередь, еще одну и еще… Что ждет нас дальше?
Времена меняются, и роботы меняются вместе с ними. Сфера их применения расширяется, роботам подвластно все, ведь фантазия их творцов неистощима. Особенно изобретательны на сей счет японцы. Профессор Садада, например, в 1989 году разработал электронного диагноста, способного безошибочно определить малейшие ортопедические отклонения. А робот-поводырь, внешне напоминающий небольшую собаку, даже имеет преимущество в цене перед своим живым «собратом». Частная фирма выпустила робота, собирающего апельсины с учетом их зрелости.
С его электронным собратом не только приятно поговорить. Ему можно доверить всю черновую домашнюю работу: уборку комнат, стирку белья, приготовление обеда, проверку уроков у детей. А если в квартиру попытаются проникнуть охотники до чужого добра, этот робот, созданный лет 20 назад американскими специалистами, приведет в действие сигнальную систему, вызовет по телефону полицию и заблокирует двери…
Посреди лаборатории стоит инженер Мицуно, а рядом с ним кукла в человеческий рост, точное подобие Мэрилин Монро – блондинка, с томными голубыми глазами, облаченная в платье с глубоким вырезом. Подобно заботливому отцу, Мицуно любовно разглаживает ее локоны, поправляет колье. Но вот включается музыкальная запись, и «Мэрилин», как по волшебству, оживает. Она лучезарно улыбается, отвешивает поклон и, подыгрывая себе на гитаре, начинает петь. В такт дыханию у куклы поднимаются и опускаются розовые плечи, а когда она поет о чем-то грустном, то прикрывает глаза. Кончив петь, «Мэрилин» игриво подмигивает.
Мицуно, 44-летний художник и изобретатель, к осени 1982 года создал, кроме нее, еще девять кукол-роботов. Первым его творением был «Томас Эдисон». За ним последовали «двойники» Джона Кеннеди, знаменитого киноартиста Т. Бандо, потом появилась целая семья фантастических существ – феи, русалки, а с ними свирепый самурай.
«Семейка» Мицуно мгновенно завоевала популярность. С середины 1970-х годов его куклы регулярно появлялись на всех промышленных ярмарках и на экранах телевизоров. А токийский универмаг Кобэ взял «Мэрилин Монро» напрокат, чтобы привлекать покупателей. Внутри «Мэрилин» действует 80 соленоидов (катушки, по которым проходит электроток). Именно столько мускулов занято в движениях человеческого тела и лица, которые кукла имитирует.
Изготовлением роботов Мицуно начал заниматься в 60-х годах прошлого века, когда в японской электронике разразился бум. Тогда уже существовали радиороботы. Но, по его мнению, они были «слишком медлительны и примитивны». Мицуно решил сконструировать своего робота, и через восемь лет появился «Эдисон». Больше всего усилий, как ни странно, потребовалось для воссоздания искусственной кожи, которая не должна была отличаться от человеческой. Мицуно занялся химией и наконец получил мягкую, эластичную кожу из винила, которую и запатентовал.
Группа японских туристов осенью 1991 года пришла в зоопарк португальского города Порту. Внезапно в небе над открытой площадкой зоопарка появилась какая-то крупная птица с несоразмерно большим клювом. В ней тотчас же распознали большого тукана, обитающего в Центральной и Южной Америке. Птица повела себя очень агрессивно – стала гоняться за дикими козами, пасущимися на лужайке. В природных условиях туканы этого не делают, поэтому служители зоопарка решили подстрелить «пернатого агрессора». Тогда один японский турист проделал какие-то манипуляции с черной коробочкой, после чего злой «тукан» спикировал к нему на плечо. Японцы извинились за происшествие: оказалось, что это был летающий робот, изготовленный японской электронной фирмой с рекламными целями.
На 2008 год Ливерпуль был объявлен европейской культурной столицей. Мэрия, однако, озабочена, что вид города портят многочисленные голуби. Их расплодилось великое множество, да и разжирели они изрядно – ведь горожане регулярно подкармливают их пищевыми отходами. И вот, собравшись на очередное заседание, работники мэрии решили, что в птичье царство нужно внедрить роботизированных хищников, которые отпугивали бы голубей. А поскольку на них обычно охотится сокол-сапсан, такими и сделали роботов. Десяток механизированных хищников под названием «робо-псы» с конца 2006 г. сидят на крышах в центре Ливерпуля. Они двигаются, машут крыльями и даже пронзительно кричат – совсем как соколы. Окончательный результат внедрения пока неясен.
Хороший ли закройщик компьютер? Об этом еще 20 лет назад могли сказать посетители одного из стокгольмских магазинов. Клиент входит в магазин и включает видеосистему. На экране – манекенщики в одежде, помеченной номерами. Покупатель выбирает модель и нажимает кнопку с нужным номером. Потом отмечает на пульте свои показатели – рост, объем груди и т. д., платит деньги и идет домой. Одежду, скроенную компьютером, ему вскоре присылают по почте. А если новинка плохо сидит на клиенте – «виноват» он сам. Электроника не признает никаких отклонений от нормы, а значит, и «нестандартных» фигур.
А вот другой подход. Инженеры из французского Центра по проблемам изготовления одежды в 1987 году разработали систему из двух электронных модулей. Первый из них снимает с клиента, пришедшего к портному, мерку и вводит данные в компьютер. Второй модуль осматривает клиента с помощью телекамеры и накладывает на его изображение рисунок предлагаемой модной одежды. Заказчик может видеть себя на экране цветного телевизора, «примеряя» различные модели. После того как выбор сделан, компьютер с учетом проведенных обмеров делает выкройку заказанной одежды.
Известно, что профессия закройщика сложна, умение рационально использовать ткань приходит только после многих лет практической работы. Когда нужно кроить костюм или платье в условиях фабричного производства, нежелательность отходов возрастает многократно. Искусным закройщиком еще в 1985 году показала себя ЭВМ, которую обучили этому ремеслу специалисты профильного института в Харькове.
Вначале машина вступает в диалог: на дисплее появляются вопросы о фасоне будущего костюма, его размере и других исходных данных. Через несколько минут на экране монитора высвечивается картинка. На ней изображены плотно уложенные детали заказанного костюма. Это и есть карта раскроя. Здесь же приведены количественные показатели раскладки, в том числе и процент отхода. Можно попросить ЭВМ сделать раскладку на два, пять, семьдесят костюмов.
Оказалось, что детали четырнадцати костюмов уложились наиболее рациональным образом. Если есть рулоны ткани различной длины, то компьютер подскажет, какой из них целесообразнее использовать. Лучший из полученных результатов по команде оператора заносится в банк раскладок и документируется.
У решения этой задачи, кстати сказать, интересная предыстория. Еще в XIX веке великий русский математик П. Л. Чебышев в центре мировой моды, в Париже, ознакомил специалистов со своей теоретической работой «О кройке одежды», где рассмотрел в чисто научном плане вопрос о наилучшем покрытии кривых поверхностей плоскими выкройками из ткани. Эта теория и стала основой рационального раскроя материалов.
Американские конструкторы уже давненько разработали швейную машину, в которой можно запрограммировать почти полторы сотни операций, и каких! Вышивать, например, монограммы, имена и полные фразы машина умеет без всяких затруднений. Она не только шьет всеми известными стежками, но и комбинирует их по хозяйскому желанию. А вот шведская машинка «Хаскварна» использует как программу для вышивания информацию на специальных кассетах: предусмотрено более сотни видов стежков. Эта машинка способна вышить фразу из пятидесяти двух букв, не затруднят ее и цифры.
Но, наверное, интереснее всего ознакомиться с японской машинкой. Она голосом сообщит вам о своих неполадках, о неправильной программе, о неверной последовательности стежков – для этого в нее встроен специальный речевой блок. Последний запоминает всю последовательность операций при сшивании определенной вещи и второй раз шьет уже без всяких напоминаний. Вот она – способность к обучению!..
Ученые японского исследовательского института ATR в 2008 году разработали нового робота, способного наблюдать за людьми и подсказывать им верный путь, если те заблудились. Модель оборудована 16 камерами и лазерными дальномерами. Кроме того, правильно оценивать ситуацию ему помогают 9 RFID-считывателей. Робот способен следить за 20 людьми одновременно. Разработчики робота предлагают использовать его для экспедиций в малоизученные районы земли или при работах в экстремальных условиях.
Специалисты корейского института науки и технологии разработали мобильного робота, способного ориентироваться в городских условиях. Модель Securo оборудована системой GPRS, лазерным сканером и компасом. В ходе испытаний Securo смог передвигаться со скоростью 5,4 км в час. При этом роботы этой серии могут работать и без спутниковой навигации, запоминая маршрут.
Специалисты корейского института науки и технологии разработали мобильного робота, способного ориентироваться в городских условиях. Модель Securo оборудована системой GPRS, лазерным сканером и компасом. В ходе испытаний Securo смог передвигаться со скоростью 5,4 км в час. При этом роботы этой серии могут работать и без спутниковой навигации, запоминая маршрут.
Какой официант не возмутится, если ему вместо ассигнации клиент подсунет фальшивку? А вот два «официанта», работавших в одном из калифорнийских ресторанов в 1984 году, когда им вместо монеты опускали в отверстие для чаевых… пуговицу, лишь вежливо указывали клиенту на его «ошибку». «Официанты» эти, как вы уже догадались, – роботы. Они передвигались по залу и, принимая заказы у посетителей, поддакивали им: «Да, сэр, да». В маленьком ресторане, хозяин которого обзавелся уникальными электронными помощниками, с тех пор всегда полно посетителей.
В баре «Сетубал» португальского города Каштелу-Бранку новый «бармен» – электронный робот – появился в начале 1990 года. Он умел готовить сэндвичи с сыром, ветчиной, колбасой, брынзой, взбивать коктейли, продавал мороженое, соки, прохладительные напитки.
Клиенту достаточно было опустить в приемник робота монету и нажать соответствующую кнопку. Однако если клиент пытался опустить в монетоприемник какой-нибудь суррогат, робот суровым голосом произносил: «Пользуйтесь, пожалуйста, полноценной монетой!»
На выставке в Сан-Франциско летом 1990 года демонстрировался такой вот робот-бармен. «Реагировал» он на жетоны и голос. По заказу посетителей мгновенно готовил своими четырьмя «руками» любой коктейль (в электронной памяти – 30 рецептов). «Бармен», однако, не обслужит клиента, находящегося «под мухой»: его микросхемы «чуют» даже самое незначительное изменение речи под влиянием алкоголя. В этом случае он возвращал опущенный в него жетон, а сигнальные лампочки гасли – «бармен» отказывался принять заказ.
В один из баров города Норфолк (штат Небраска) осенним вечером 1991 года вошли двое мужчин. Один из них имел внешность «типичного янки»: рост около двух метров, богатырское сложение, ярко-синие глаза и огненно-рыжие волосы. «Типичный янки» оказался несловоохотливым – лишь изредка бросал короткие реплики каким-то «бесцветным» голосом, зато пил джин и виски почти без передышки. Бармен подсчитал: в общей сложности он выпил более двух литров, но оставался совершенно трезвым. Наконец, спутник «типичного янки» раскрыл секрет: с ним был не человек, а антропоидный робот по кличке Джоб. Его в рекламных целях создала одна японская электронная фирма, введя в память робота для пущего куража программу «сильно пьющий мужчина».
Но что мы всё по барам да по барам? На молочных фермах Голландии еще в 1992 году появился робот-дояр. В отличие от обычных доильных аппаратов, управляемый компьютером робот может самостоятельно передвигаться по коровнику и доить животных без помощи человека. Электронный дояр способен увеличить надои от каждой коровы на 15 % и, как считают его создатели, при повсеместном внедрении произведет революцию в молочном животноводстве. Что до самих коров, то им, как показали первые испытания, тоже понравился новый «хозяин». Животные очень быстро привыкают к нему, вероятно, потому, что доит он их более регулярно и тщательно.
Роботы давно уже научились выгуливать болонок, мыть посуду и смешивать коктейли по любимому рецепту… Следовало ожидать, что дерзкая фантазия их создателей уведет роботов из кухонно-бытовых сфер в область более возвышенную. Так и оказалось: роботы «увлеклись» музыкой. Один из них, созданный в 1983 году профессором Токийского университета И. Като, освоил фортепиано. Пока еще, правда, ему удается играть только простенькие песенки, да и то в присутствии человека, повторяя движения его пальцев. По сравнению с «Уам-7» – так звучит «имя» робота-пианиста – робот-гитарист японского инженера С. Нагасима – виртуоз. Он может брать сложнейшие аккорды, получив «задание» через клавиатуру компьютера. Для этого, правда, ему едва хватает 90 резиновых пальцев…
Сократить многолетний и нелегкий путь овладения игрой на фортепиано до нескольких минут позволяет «волшебная система обучения», созданная в 1992 году компьютерной фирмой «Софтвэер тулуоркс». Соединив портативную электронную клавиатуру и персональный компьютер плюс кое-какие специальные приспособления, специалисты получили «волшебное фортепиано», превращающее любого профана во вполне сносного музыканта. На экране монитора появляется картинка клавиатуры с правильным положением пальцев. Механическое обучение идет в строгой последовательности. Если «мгновенный пианист» сфальшивит на первом «этюде», компьютер ни за что не допустит его к следующей нотной странице. Если же пассаж будет сыгран правильно, стайка веселых уток пролетит над музыкальным текстом.
Японская компания «Тайто» вызвала в 1987 году настоящую сенсацию, объявив о создании первого в мире робота, который может играть на классической гитаре. Электронный солист был, мягко говоря, тяжеловат: весил 260 килограммов и на вид необычен: у него шесть «пальцев» на правой руке и 73 – на левой. На качество исполнения, впрочем, внешний вид не влиял. Робот-гитарист играет вещи, требующие виртуозной музыкальной техники, и знает наизусть 50 произведений, составляющих его концертный репертуар. Корпорация «Тайто» рассчитывала на большой коммерческий успех от внедрения на рынок своего электронного чуда, заломив за «гитариста» 12,5 миллиона иен. Желающие приобрести новинку нашлись не сразу.
Да, если вспомнить еще и о том, что ЭВМ давно уже тяготеют к сочинительству музыки, то стоит ли удивляться, если скоро мы станем свидетелями рождения принципиально нового направления в музыке: рок-н-робот, например. Или робот-джаз? В самом деле, ведь если есть роботы-пианисты и гитаристы, то почему бы не создать робота-ударника и робота-дирижера? А заодно – и роботов-слушателей. Их «ушам» такая музыка будет привычнее. Может, я и ошибаюсь.
Нелюди наступают
Еще для поколения 50-х годов прошлого века робот был фантастическим существом, которое писательское воображение ставило на вершину технического прогресса. Сегодня он, обученный десяткам профессий, прочно утвердился в современной промышленности. Роботы давно шагнули в строительство, сельское хозяйство, медицину, космос, активно вторгаются в домашний быт. По прикидкам специалистов, к середине нынешнего столетия роботы должны заменить человека практически во всех вредных производствах, начиная от работ на атомных реакторах и кончая функциями водолазов. Они повсеместно превратятся в больничных сиделок, обретут педагогические навыки и даже заменят слепым поводыря.
Такие роботы уже существуют, хотя и в немногочисленных пока экземплярах. Японцы во всяком случае ведут разработки и испытывают опытные образцы по всем перечисленным позициям, всерьез готовясь к грядущей эре роботов. И это не случайно. Сегодня именно Япония держит прочное первенство по числу используемых роботов, составляющему больше половины от общемирового показателя. Япония лидирует и в экспорте роботов. Эти впечатляющие факты будут еще более весомы, если учесть, что первые японские роботы появились около 30 лет назад. Всего-то навсего!
Поворотным моментом в японской робототехнике стала вторая половина 80-х годов, знаменовавшая собой появление на свет более совершенных систем, использующих мощные компьютеры, сенсорную технику, видеоустройства. В дополнение к «рукам» роботы получили электронные «мозги», «осязание» и «зрение». Если раньше для каждой новой операции робота нужно было программировать, закладывая в него необходимый навык, то теперь он сам ориентируется в изменяющихся обстоятельствах, общается с человеком на компьютерном языке. Роботы нового поколения пока в меньшинстве, да и стоят они дороговато. Но специалисты уверены в их будущем.
Что же принесли роботы экономике? Повышение производительности труда, снижение себестоимости, высокое качество изделий, экономию сырья и энергии, внедрение гибких технологий, позволяющих, отвечая на капризные колебания рынка, мгновенно перестраиваться на выпуск новой продукции.
Сами производители роботов смотрят на проблему несколько иначе. По их мнению, при всех японских успехах в сфере роботизации Япония использует всего лишь 20 % возможностей, которые открывает робототехника. С другой стороны, роботы нуждаются в постоянном совершенствовании, чтобы не отстать от общего уровня. Если одна операция выполняется сегодня роботом за 3 секунды, то через 3 года на нее потребуется уже одна, а еще через два года всего лишь 0,2 секунды. Иными словами, за 5–6 лет самый совершенный сегодня робот безнадежно устареет. В этом сверхбыстром моральном старении – залог будущего развития, если хотите, гарантированный спрос на продукцию робототехники.