Родословная роботов

С чего же началась эволюция роботов? Одна из ветвей их «генеалогического древа» ведет к заводным куклам, которые много веков назад создавали изобретатели для увеселения властителей, придворных и высшего света. Один из первых известных образцов таких механических кукол — деревянная модель голубя, которую приблизительно в 350 г. до н. э. изготовил Архитас из Тарента (друг выдающегося древнегреческого философа Платона). «Волшебная птица» подвешивалась на конце жерди и, как повествует историческая хроника, могла вертеться; по всей видимости, ее приводила в движение струя сжатого воздуха. В XIII в. западноевропейские мастера, среди которых были Роджер Бэкон и Альберт Магнус, сконструировали устройства, называемые сейчас примитивными (рудиментарными) андроидами. Бэкон построил модель говорящей головы, а Магнус — «железного человека». Целый ряд такого рода автоматов был рожден изобретательностью средневекового немецкого астронома Региомонтана (Иоганна Мюллера); он, в частности, изготовил заводного орла, который, по свидетельству очевидцев, мог летать, как настоящий.
Особое искусство проявили на этом поприще французские ремесленники. Широко известен механический лев, который был сделан примерно в 1500 г. для Людовика XII. Когда его заводили, он приближался к королю, останавливался и почтительно поднимался на задние лапы перед государственным гербом Франции. К числу самых знаменитых изобретателей механических фигур относился француз Жак де Вокансон (1709—1782); в 1738 г. некоторые его изделия были преподнесены Королевской академии наук. Современник Вокансона, швейцарский часовщик Пьер Жаке-Дроз, с большим искусством мастерил человекоподобные устройства, способные выполнять разнообразные действия, например рисовать или играть на музыкальных инструментах. Особенно известна была одна из его кукол — Писец; ее можно было даже «запрограммировать» таким образом, чтобы она писала любой текст, правда не более чем из 40 букв; однако предпочтение, по всей видимости, отдавалось знаменитому изречению Декарта: «Со-gito ergo sum» («Мыслю — значит, существую»). Жаке-Дроз достиг такогосовершенства в своем деле, что однажды во время пребывания в Испании его схватили инквизиторы, обвинив в колдовстве.

В фильме Фрица Ланга «Метр лис» появился первый из нескончаемые вереницы враждебных человеку роботов — персонажей научно-фантастических произведений. На этом кадре из фил изобретатель Ровтанг готовится «оживить» механическую женщину — зловещего двойника добродетельной Mapио.

Лесли Бэнкс и Фрэнсис Карсо ролях Радия и Елены Глори в Лондон постановке пьесы «R.U.R.», из которой английский язык перешло слово «робот».

Повальное увлечение любимые автоматическими устройствами, которые пресса причисляла к разряду роботе ослабевало в 30-е годы. На снимке С Бартон катается на «роботе-пони» (Лестерсквер, Лондон, 1932).

Роботы СЗРО и R2D2 из фильма «Звездные войны» решительно стали на сторону «хороших парней». Эти роботы не лишены чувства юмора, и, так же как людям, им свойственно ошибаться.
Среди достопримечательностей XVIII в. следует отметить автомат (это, пожалуй, более правильное название для подобных механических кукол, поскольку их, разумеется, нельзя отнести к настоящим роботам), сконструированный немецким бароном Вольфгангом фон Кемпеленом. Речь идет о макете «турка» в натуральную величину, который восседал на деревянной скамье за шахматной доской. Сев напротив него, желающие могли делать ходы, и «турок» отвечал на них, передвигая свои шахматные фигуры. Однако скорее всего это изобретение было плодом не вдохновенной технической мысли, а хитроумного мошенничества. Весьма вероятно, что на самому деле под скамьей прятался карлик который манипулировал руками «турка» посредством системы рычагов. В лондонском Музее Виктории и Альберта демонстрируется еще один знаменитый автомат того времени — механическое устройство с органом, получившее название «тигр Типу». Англичане захватили его в качестве трофея после битвы при Серингапатаме (1799 г.), во время которой был убит правитель Майсура султан Типу. Этот автомат имитирует тигра, нападающего на юношу: тигр рычит, а его жертва в ужасе отбивается рукой. Устройство было изготовлено в 1792 г., и поводом для этого, по-видимому, послужил реальный случай, когда сын одного из врагов Типу был растерзан тигром на острове Сангор.
В начале XX в. наметился более явственный прогресс в создании роботов того вида, который характерен для них сейчас. Об этом свидетельствует и появление самого понятия «робот». Оно происходит от чешского слова robota, что означает принудительный труд (тот же корень имеет и немецкое Arbeit); в английский язык это слово пришло из пьесы Карела Чапека, опубликованной в 1920 г. и впервые показанной на сцене годом позже. Пьеса называлась «R.U.R.» (Rossum's Universal Robots — «Россумские универсальные роботы»). Позднее в подражание Чапеку было создано множество рассказов и киносценариев о «похождениях» роботов. Пьеса «R.U.R.» рассказывала о некоем Россуме, основателе фабрики, на которой изготавливались андроиды, отличавшиеся чрезвычайно высокой работоспособностью. Собственно, это и были первые роботы — «литературные герои». В пьесе Чапека роботы вначале пользуются большим спросом у промышленников, которые приобретают их для работы на своих предприятиях. Но благоденствие длится недолго. Роботы все более совершенствуются, даже приобретают способность самостоятельно мыслить, оставаясь в то же время абсолютно «бездушными». В конце концов они восстают и побеждают своих хозяев. Так сложилось представление (по крайней мере в фантастической литературе) о том, что роботы отличаются одной общей чертой: они горят желанием причинять зло людям. Один из персонажей пьесы «R.U.R.» так высказывается о преимуществах роботов перед людьми: «Один робот заменяет двух с половиной рабочих. Человеческий механизм чрезвычайно несовершенен. Рано или поздно его нужно было заменить». Предводитель роботов Радий в заключение заявляет: «Власть человека пала. Захватив комбинат, мы стали владыками всего... Наступила новая эра! Власть роботов!» Многие другие роботы-андроиды, встречавшиеся на страницах научно-фактических произведений в середине XX в., вели себя столь же недружелюбно. Этим, вероятно, и объясняется тот факт, что рабочие, которым приходилось сталкиваться с промышленными роботами на предприятиях, обычно рассматривали их как весьма опасные устройства: они вряд ли способны нанести телесные повреждения людям (хотя это тоже не исключено), но вполне могут лишить их работы. Особенно угрожающе выглядели роботы в кинофильмах. Так, в фильме «Цель — Земля!», снятом в 1954 г., роботы — пришельцы с другой планеты пытаются захватить Землю. В «Империи фантомов» (1935) и «Зомби из стратосферы» (1952) роботы преследовали такие же жуткие цели. Пожалуй, наибольшую известность среди фильмов, проповедовавших апокалипсический взгляд на будущее, приобрела картина «Метрополис», снятая в 1926 г. немецким режиссером Фрицем Лангом. В этом фильме безумный изобретатель (весьма напоминающий старого Россума из пьесы Чапека) создает робот женского пола по имени Мария, который провоцирует людей из племени рабов на действия, приводящие к катастрофическим последствиям. Роботы, настроенные к людям более дружелюбно, появились на экранах лишь в 70-е годы. Так, в 18 фильме «Звездные войны» (1977) «главные» роботы R2D2 и СЗРО изображены как создания, питающие исключительно добрые чувства к своим хозяевам-людям.

Некоторые писатели, в том числе Айзек Азимов, старались изображать роботов в лучшем свете. В ряде книг Азимова механические создания относятся к своим хозяевам весьма благосклонно, совсем не помышляя о захвате власти над миром. В 1942 г. Азимов даже попытался разработать правила, которые он назвал тремя законами робототехники и согласно которым «роботы Азимова» ни при каких обстоятельствах не могут действовать во вред людям. Суть этих законов такова:
1. Робот не может наносить вред жизни и здоровью человека ни своими действиями, ни бездействием.
2. Робот обязан подчиняться любым приказам человека, за исключением тех, которые вступали бы в противоречие с первым законом.
3. Робот должен защищаться от любой угрозы своему существованию, если такая защита ведется по правилам, не нарушающим второго закона.
Изобретателям, чей энтузиазм подогревался всеобщим интересом к роботам — персонажам фантастических произведений, удалось найти источники финансирования, хотя и довольно ограниченные, для разработки андроидов, которые могли бы стать «гвоздем программы» различных выставок и рекламных шоу. В итоге некоторые роботы, сошедшие со страниц научно-фантастических боевиков середины XX в., получили путевку в жизнь. В частности, на Лондонской радиотехнической выставке 1931 г. демонстрировались роботы, умеющие кланяться, произносить речи и читать журналы. Еще раньше, в 20-х годах, появился на свет робот по имени Эрик, который «открыл» состоявшуюся в 1928 г. выставку Британской ассоциации инженеров по моделированию и даже обратился к собравшимся с небольшой речью; правда, это было сделано с помощью громкоговорителя, установленного у него в «горле». Американская фирма «Вестингауз» изготовила аналогичную машину под названием Электро, которая в 30-х годах служила для рекламных целей.
Однако все эти устройства имели крайне ограниченное практическое применение. Инженеры тогда еще не приступали к решению технических проблем, связанных с использованием роботов в производственных процессах. Но в то время — и это, по-видимому, наиболее важно — оставалось абсолютно неясным, какие задачи могут решать робототехнические устройства в промышленном производстве.

Один из блоков Разностной машины Чарлза Бэббиджа, предназначенной для составления математических таблиц. Аналитическую машину, также созданную Бэббиджем, можно считать предшественницей современных компьютеров.

Система DAROS А300Н фирмы «Дайнитисикесу» — типичный образец современных устройств управления промышленными роботами. Рабочие программы робота записаны на магнитной ленте, а для их редактирования используется видеодисплей.
Подобные наборы перфокарт и сейчас еще можно увидеть в механических ярмарочных органах. По мере того как карты движутся одна за другой через механизм органа, пробивки в них обеспечивают возбуждение нагнетательных элементов, прогоняющих воздух по органным трубам; в результате воспроизводится желаемая мелодия. Сменив набор карт, можно прослушать другое музыкальное произведение.
По замыслу Бэббиджа один набор карт в его машине должен был содержать инструкцию для перемножения чисел, а второй —для решения уравнения. В устройстве, предложенном Бэббиджем (работу так и не удалось довести до конца, ибо мастера того времени оказались не в состоянии изготовить необходимые детали), предусматривались также следующие компоненты: блок для хранения чисел; арифметическое устройство, осуществляющее математические операции; блок управления, указывающий арифметическому устройству, какую операцию следует выполнять.
Компоненты аппаратуры, подобные тем, которые предусматривал Бэббидж, использовались и в электронных компьютерах, разработанных в 40—50-х годах нашего столетия. Но вместо механических узлов изобретатели XX в. смогли взять на вооружение электроны, движущиеся в проводниках и вакуумных лампах. В электронные блоки они включили схемы для хранения и обработки чисел, а также для выполнения программ, написанных в двоичных кодах, в соответствии с принципами, которые разработал Бэббидж.
Компьютеры — это, по существу, универсальные арифмометры. Они принимают наборы чисел, анализируют их, опираясь на другую информацию, после чего посылают в каналы вывода новый набор данных. По самой своей сути компьютеры могут служить эффективными управляющими средствами. Получив, например, информацию (в числовой форме) о производственном процессе, они могут сравнить ее с другими данными и, исходя из этого, выдать сообщение о необходимости того или иного изменения в производственном процессе, например о понижении температуры химической реакции.
Превращение компьютера в повседневный «рабочий инструмент» предоставило в распоряжение промышленных предприятий эффективное средство управления. Это позволило составлять программы (аналогичные набору инструкций в Аналитической машине Бэббиджа) для выполнения конкретных операций в соответствии с информацией, поступающей на компьютер с различных участков предприятия. Таким образом можно, например, создать условия, при которых серия клапанов в промышленной установке будет перекрываться, когда давление жидкости в какой-то части трубопровода превысит пороговое значение.