Книга: Двуликий электронный Янус

Робот может и такое

Робот может и такое

Компания «Бритиш телеком», которая обеспечивает телефонную связь по всей стране, весной 1992 года проводила интересный эксперимент в лондонском районе Орлингтон. Если в этом районе позвонить в справочную телефонную службу (аналогичную нашей «09»), вам ответит компьютерный робот, запрограммированный вести простой диалог с абонентами и выдавать требуемые справки, а также соединять абонента с нужным номером через «оператора». «Система Икс», как называется это устройство, различает все акценты стандартного английского языка. «Бритиш телеком» намерена со временем заменить роботами большинство из 25 тысяч женщин-операторов, которые сейчас выполняют эту работу. Операторам останутся лишь сложные справки, которые робот давать пока не в состоянии.

В Парижском культурном центре имени Помпиду летом 1988 года был установлен читающий автомат для слепых. Этот прибор размером с большую стиральную машину читал вслух любую книгу, которую клали текстом вниз на стекло в верхней части корпуса. Сначала электронный мозг машины анализировал полстраницы текста, усваивая начертание шрифта, а после этого начинал читать. Пульт управления позволял регулировать скорость чтения, возвращаться к уже прочитанному месту, воспроизводить отдельные незнакомые или непонятные слушателю слова по буквам. Переворачивать страницы должен сам слушатель.

Автомат был способен читать французские и английские тексты, для перехода с языка на язык менялся магнитный диск с программой. К недостаткам устройства относят его сравнительно большие габариты и высокую стоимость. Многим не нравится невыразительный механический голос чтеца. Тем не менее свыше 700 таких автоматов функционирует в США.

Чем пишут картины? Странный вопрос – маслом или акварелью, скажете вы. Чем еще? Персонажи Ильфа и Петрова для этой цели использовали гайки и овес. Так. Еще чем? Кен Моултон, специалист по компьютерам, не стал связываться с красками, железками и злаками. В качестве ассистента он еще двадцать лет назад привлек компьютер и решил изобразить свой собственный портрет. Фотография Кена была пропущена через ЭВМ, и машина «переложила» цветовые тона на цифры. Вместо красок Моултон использовал… костяшки домино. Определенная цифра объясняла, костяшку какого цвета следует класть на это место.

А вот другой подход. Грифель плавно тронулся и пополз по бумаге. Он скользил по белому листу, почти не отрываясь, и линии, что оставались за ним, медленно складывались в черты человеческого лица. «Странная манера письма», – можно было бы подумать, если бы речь шла об обычном художнике, но на сей раз перед мольбертом стоял робот. Однако самое удивительное заключалось даже не в этом. Электронный «живописец» действовал не по программе, заложенной в него заранее. Он рисовал… с натуры. Эта «умная» машина стояла в павильоне проходившей в Японии выставки «Экспо-85». «Наука и техника в доме человека» – так назывался один из ее разделов. Здесь кроме художника роботы-танцоры, певцы, композиторы.

Видимо, блокноты в руках официантов, куда те записывают заказы посетителей, могут уйти в прошлое. На смену им придут маленькие приемопередатчики, «компьютеры заказов», сконструированные в ФРГ, которые прикрепляются на руке подобно часам. Официанту нет нужды записывать заказываемые блюда, а потом идти на кухню. Ему достаточно нажимать соответствующие кнопки своего передатчика, и заказы высвечиваются на специальных табло у шеф-повара. Тот без труда разбирает, к какому столу и что нужно приготовить. Проходит немного времени, и официант получает сигнал, что заказанные блюда готовы. Такой «компьютер заказов» поможет гораздо меньшему количеству официантов быстрее выполнять ту же самую работу.

Хотя механизм обоняния человека до сих пор еще не вполне изучен, английские инженеры в 1984 году создали компьютер-нос, способный улавливать малейшие запахи. Его обоняние не уступает обонянию специалистов в области парфюмерии, поэтому профессия «нюхачей» – дегустаторов ароматических парфюмерных изделий – может со временем отойти в прошлое. Компьютер-нос различает по аромату травы, цветы, пряности. Через четыре года на свет появился робот, которого научила… нюхать группа ученых из Токийского технологического института. В его память в графической форме введены анализы различных запахов. «Нюхающий» робот предназначался для широкого применения, например, как контролер за качеством пищевой и косметической продукции.

В Университете Линкёпинга (Швеция) в 1992 году разработали еще один электронный прибор, анализирующий запахи. Принцип его действия основан на сверхточном контроле за характеристиками электрического тока в покрытом специальным составом полупроводнике под воздействием пучка света, проходящего через различную газовую среду. Показатели прибора преобразуются в цифровой ряд, позволяющий после соответствующей математической обработки установить, чем именно пахнет.

Американский журнал «Тайм» в 1999 году привел такое «расписание» прогресса в области роботостроения. Одной из главных областей, где роботы скоро «выйдут на оперативный простор», будет медицина. Рука робота не дрогнет даже при самой сложной операции. Однако врачи будут вести за ним самое пристальное наблюдение. В медицине большие перспективы у роботов в области микробиологии. Ученые предсказывают, что по размеру эти аппараты будут с бактерию. Введенные в кровь, они смогут достигнуть любого капилляра, передать необходимые данные или очистить сосуд от тромбов.

В 2005 году возникнет массовый рынок автоматических помощников – роботы в роли пылесосов, машин для стрижки газонов, игрушек. Уже сегодня созданный японской фирмой «Сони» собака-робот Айбо умеет играть в мяч. В больницах Японии «меню-роботы» доставляют лежачим пациентам пищу.

В 2015 году роботы, возможно, приобретут интеллект мыши и их можно будет «дрессировать». Они смогут открывать дверь, снимать телефонную трубку, убирать со стола посуду. В 2030 году, по мнению ученых, эти автоматы по своему «умственному развитию» достигнут уровня обезьяны. А в 2050-м в промышленном производстве труд роботов будет использоваться так же широко, как сегодня в автомобилестроении.

Уже в 2000 году роботы умели изображать радость и обиду, подбегать к человеку при его появлении, наливать вино из бутылки в бокал, танцевать и ловко обходить препятствия. Через пять лет они смогут самостоятельно находить электрическую розетку и будут сами заряжать себе аккумуляторы. К середине XXI века они сравняются с нами по уровню интеллекта, что поставит человечество перед проблемой, которая затмит все нынешние национальные, расовые и идеологические конфликты. И главное – люди никак не смогут помешать этой тенденции, более того, они ее сейчас всячески подстегивают.

В обоснованности такого прогноза абсолютно убеждены специалисты многочисленных японских научных центров, отчаянно конкурирующих между собой в создании все более совершенных роботов. Большинство фундаментальных теоретических разработок на этот счет, кстати, принадлежит американским исследователям. Однако именно японцы, как это было с транзисторными приемниками и видеомагнитофонами, лидируют в практическом воплощении заморских идей. Они не сомневаются, что уже в ближайшие годы «умная» бытовая техника, а потом и роботы станут самым ходовым потребительским товаром во всех развитых странах планеты.

Прорыв на этом направлении был достигнут 1 июня 1999 года, когда корпорация «Сони» начала продажу через Интернет электронных собачек с элементами искусственного интеллекта, умеющих лаять, вилять хвостиком, играть в мяч и, главное, обучаться новым навыкам, приобретая индивидуальные черты. Первую партию в три тысячи песиков (по две с лишним тысячи долларов за каждого!) расхватали за двадцать минут. Эксперимент, сами понимаете, был признан удачным: «Сони» точно установила, что потребители в богатых странах не только готовы, но прямо-таки горят желанием завести себе новых электронных друзей, хотя настоящий щенок обошелся бы им куда дешевле.

С тех пор японцы чуть ли не раз в неделю объявляют о новых успехах в разработке самых разных роботов. Электронные рыбы уже плавают в аквариумах, не отличаясь повадками и обликом от живых соседок. Вслед за первой искусственной собачкой появился целый выводок похожих домашних зверушек по куда более приемлемым ценам. Роботы уже ходят плавно, как люди, стоят на одной ноге и выполняют непростые операции – скажем, включают и выключают манипуляторами свет в комнате. Автомобильная компания «Хонда», активно конкурирующая с «Сони» в этой области, начала сдавать в аренду своих «электронных гуманоидов» для развлечения гостей на вечеринках и приемах.

Человечество слишком много времени тратит на домашнюю работу. Спросите об этом любую женщину, и почти наверняка она начнет жаловаться на то, сколько труда требуют уборка, стирка, приготовление пищи… Сразу несколько японских компаний разрабатывают сейчас робота-уборщика для обычных квартир, который будет уничтожать малейшие пылинки в доверенном ему пространстве.

Кухонные комбайны будущего поколения фирмы «Мацусита» обязаны самостоятельно фиксировать и запоминать вкусы своих хозяев (скажем, сколько молока наливать в чашку с кофе), выуживать из Интернета и предлагать им рецепты новых блюд. Разработки такого рода в принципе уже готовы – речь идет лишь о том, чтобы придать им оптимальную рыночную форму и сбить себестоимость этих все еще слишком дорогих аппаратов. В широкой продаже они появятся уже в ближайшие годы.

Прекрасный выход для тех, кто вечно спешит и кому постоянно не хватает времени на приготовление, например, завтрака, предложила одна японская фирма, создавшая аппарат «специально для лентяев». Для того чтобы каждый день иметь горячий завтрак с чашкой ароматно пахнущего кофе, достаточно открыть крышку этого автоматического помощника, забросить в него один-два ломтика хлеба, пару яиц, насыпать немного молотого кофе и установить таймер на положенное время приготовления. Через несколько минут – пожалуйста, у вас на столе хрустящие тосты, горячая яичница и бодрящий напиток.

Этот аппарат, названный его создателями «Омакасэ риори сан» – что-то вроде «Закажи три блюда», – оснащен сигнализатором, который известит о том, что завтрак готов. Этот помощник вечно спешащих и ленивых обладает целым набором функций: установленный внутри него прибор разбивает яичную скорлупу и выливает содержимое на специальную жаровню, хлеб поджаривается в трех режимах, а приготовленный кофе, объемом до пяти чашек, сохраняется горячим в течение получаса.

На подходе автомобили-самокаты с искусственным интеллектом. По указанию человека они будут сами двигаться к указанной цели, избавив хозяина от утомительной обязанности крутить баранку и нажимать на педали. Японский инженер Такэо Канэда из американского Университета Карнеги – Меллона уже создал прототип такого автомобиля, который испытывался в 2000 году на дорогах США. Для страховки рядом с роботом-шофером, правда, сидел водитель-человек, однако машина уже достаточно уверенно ездит и без его помощи. Эксперты полагают, что практическое превращение таких разработок в товары широкого потребления произойдет на стыке первого и второго десятилетий XXI века.

Исследователи из швейцарского Института искусственного интеллекта осенью 2003 года начали разработку нового робота на колесах, управляемого «силой мысли». Основой для решения этой задачи послужили эксперименты, проведенные ранее в городе Атланта (США). Пять лет назад американские нейрохирурги вживили в мозг парализованных пациентов электроды и подсоединили их к компьютеру. Выяснилось, что в момент мысленного совершения физического действия, например перемещения курсора по экрану, резко возрастает физическая активность двигательных центров мозга. Причем в зависимости от того, в каком направлении человеку нужно переместить курсор, она меняется.

Постепенно инвалиды научились эффективно управлять курсором с помощью мысленных приказов. В результате люди, которых болезнь лишила не только движений, но и речи, смогли общаться с окружающими. Однако широкого распространения этот опыт не получил, поскольку вживление электродов в мозг требует сложной и небезопасной нейрохирургической операции. Чтобы избежать этого затруднения, швейцарские специалисты создали абсолютно безопасный, не требующий вмешательства в работу мозга специальный шлем с электродами. Эксперименты показали, что, надев его, человек может передавать на компьютер некоторые мысленные команды. Теперь специалисты предлагают «вооружить» новым шлемом полностью парализованных пациентов, чтобы те могли управлять необходимой им техникой, прежде всего инвалидной коляской.

Обслуживающий больного компьютер использует программное обеспечение на основе нейронных сетей, позволяющих «натренировать» его на мгновенное распознавание различных видов электрической активности мозга. Одновременно разрабатывается управляемая «кибернетическая коляска». К настоящему времени удалось добиться, чтобы робот не налетел на кого-нибудь, рванувшись вперед из-за мысли, случайно мелькнувшей в голове «седока». Кроме того, коляска будет снабжена собственным сложным программным обеспечением и инфракрасными сенсорами, позволяющими избегать препятствий и ориентироваться в пространстве.

Американка Джейн Уолтерс уже много лет полностью парализована. Тем не менее Джейн готовится стать программистом ЭВМ. Недоумение легко рассеивается, если пояснить, что Джейн печатает. глазами. Делать это ей позволяет специальная видеосистема, созданная группой конструкторов из института роботов при американском Университете Карнеги лет двадцать назад. Видеокамера фиксирует малейшее движение глаза, в то время как взгляд скользит по панели с набором букв, цифр и знаков пунктуации. Для «написания» на дисплее буквы нужно лишь на мгновение задержать на ней свой взгляд. Причем на один знак уходит в среднем полсекунды. За минуту же при соответствующей тренировке можно написать примерно десять английских слов.

Одна немецкая компания выпустила первую систему управления компьютером при помощи сигналов головного мозга. Она позволит создавать и отсылать сообщения по электронной почте, играть в компьютерные игры.

Работа системы обеспечивается за счет считывания электроэнцефалограммы головного мозга с помощью электродов, усиления сигнала и его программной интерпретации. Усилитель сигналов головного мозга подключается к компьютеру через специальный порт. По словам разработчиков, усилитель позволяет интерпретировать сигналы мозга с ювелирной точностью, что позволит существенно уменьшить количество электродов. В 2007 году система номинирована на Европейскую премию за достижения в области информационных и коммуникационных технологий.

Японская фирма «Пента-Оушен» с 1995 года разрабатывает систему полной автоматизации строительства. Система испытывалась в Сингапуре на стройке нескольких сорокаэтажных небоскребов. Все элементы здания и строительные детали снабжены наклейками со штрихкодом или микросхемами с информацией, указывающей, куда надо ставить данную деталь. Эти материалы сложены вокруг стройплощадки в определенных местах. Автоматические подъемные краны, руководимые центральным компьютером стройки, разыскивают эти детали и, руководствуясь имеющейся на них информацией, с миллиметровой точностью монтируют их на место.

Только при сильном ветре в кабины кранов приходится подниматься крановщикам. За порядком на стройплощадке присматривает один человек, так, на всякий случай. Вся стройка идет под защитной крышей, установленной на четырех башнях, растущих вместе с домом. Датчики, телекамеры и другая электроника, работающая на стройплощадке, требуют защиты от дождя и солнца. После окончания строительства подъемные краны демонтируют крышу, а потом и сами себя.

Все вышеизложенное свидетельствует о том, что в ближайшие десять лет в робототехнике неизбежны радикальные изменения. В какой-то момент в единый узел свяжутся достижения в деле создания новых материалов, миниатюризации деталей и узлов, разработки лазерных и инфракрасных сенсоров, систем различения и имитации человеческой речи, мини-процессоров особой мощности. Тогда и достигнет своей кульминации компьютерная революция, последствия которой предсказать пока невозможно. Ясно только, что в наступившем веке обязательно появятся уникальные роботы, делающие невозможное возможным.

С развитием нанотехнологий ученые, занимающиеся проблемами роботизации, связывают наступление «золотого века» человечества. И это неудивительно. Нанороботы и впрямь способны творить чудеса. Но сначала давайте уточним, что представляет собой наноробот. Запомните, что за единицу измерения в нанотехнологиях принят нанометр. Он в миллиард раз меньше обычного метра – примерно во столько раз толщина пальца меньше диаметра Земли. Толщина человеческого волоса составляет около 80 тысяч нанометров.

Его образно можно представить как автономный космический корабль. Он имеет собственный двигатель, позволяющий ему самостоятельно быстро передвигаться в любом направлении, «руки»-манипуляторы, дающие возможность взаимодействовать с миром, мощный компьютер, который управляет его действиями, и систему связи, которая позволяет ему получать необходимые данные и команды, а также взаимодействовать с другими такими же кораблями. От космического корабля его отличает только одно: размеры наноробота всего в десятки нанометров, это в сотни раз меньше, чем толщина человеческого волоса.

Такие размеры, компьютерная начинка и манипуляторы позволяют нанороботу захватывать отдельные атомы и расставлять их в нужном порядке. Таким образом, он может создавать структуры любой сложности с требуемыми свойствами из подручного органического и неорганического материала, в том числе и самих себя, размножаясь делением, как это делают бактерии.

В цивилизации, обладающей развитой инфраструктурой нанороботов, настанет настоящий, «золотой век». Отпадет необходимость и в огромных заводах, и в маленьких фабриках, загрязняющих своими отходами окружающую среду и истощающих как недра Земли, так и ее биосферу. Их заменит небольшое устройство величиной с холодильник. Внутри будут находиться компьютер, емкость с различными химическими элементами и колония нанороботов. Например, утром человеку понадобилась щетка, чтобы почистить зубы. Он отдает команду компьютеру: тот активирует программу сборки зубной щетки. Нанороботы начинают вылавливать в растворе необходимые для создания щетки атомы и расставлять их по местам. Через некоторое время щетка готова. После гигиенической процедуры щетка помещается в емкость, и нанороботы разбирают ее на исходные атомы. Потеряется смысл в накоплении различных, в том числе и очень дорогих, вещей. Ведь нанороботы могут создать любую одежду, любое украшение, даже сделанное из бриллиантов.

Изменится и облик городов. Человек выходит на улицу. Ему нужен транспорт. Он выбирает себе марку автомобиля, и вскоре перед его подъездом появляется только что сложенный из атомов «ауди» самой последней модели, с водородным или электродвигателем.

Нанороботы смогут, наконец, решить одну из самых сложных экологических проблем современности – прекратить загрязнение нашей планеты. Новая технология, по сути, безотходна. Вышедшие из строя устаревшие вещи не выбрасываются, а просто разбираются нанороботами на атомы.

Ждать «золотого века» осталось недолго. Серьезные исследования доказали: саморазмножающегося робота можно построить уже в ближайшем будущем. При этом он будет не сложнее, чем процессор Pentium IV.

Оглавление книги