В чем копия должна повторять оригинал, чтобы стать его полезным помощником, а не просто игрушкой? Каковы все-таки особенности и свойства живого прототипа, которые стремятся воспроизвести ученые и инженеры, работающие в области робототехники? Вот главный вопрос, ответив на который мы поймем, какую цель они ставят перед собой, на что они, так сказать, замахиваются.
У буфетной стойки
Очередь медленно, но верно продвигается вперед, и вы приближаетесь к буфетной стойке. Совсем немного времени прошло с тех пор, как оторвались от своего дела, в которое были погружены с головой, но этого времени хватило, чтобы рассредоточиться, расслабиться и оглядеться.
Впереди еще несколько человек, и еще несколько минут пройдет прежде, чем можно будет заняться меню.
Рассеянный взгляд скользит по длинному прилавку, часть которого занята застекленной витриной. В витрине большой противень с жареной рыбой, бутерброды с сыром и колбасой, несколько сортов сдобы, конфет и шоколада. Витрина справа от буфетчицы, а слева от нее за прилавком два ящика: с яблоками и апельсинами. Позади буфетчицы еще один прилавок. На его ближнем к вам конце — прямоугольный бак с электроподогревом, полный сосисок, дальше стоят весы, большой поднос со стаканами, горки тарелок и тарелочек, два титана — с чаем и кофе. И единственное действующее лицо — буфетчица, женщина средних лет в белом халате с закатанными по локоть рукавами.
Вы замечаете, что по мере того, как очередь приближается к прилавку, разговоры вокруг вас стихают. Все смотрят, как работает буфетчица. И вы смотрите. Вы не слышите очередного заказа, но вам и не надо его слышать. Вы все видите.
Вот она поворачивается к прилавку позади себя и делает пару шагов к бачку с сосисками. В это же время начинают двигаться ее руки. Левая рука берет очередную тарелочку из горки, а правая — плоские щипцы, лежащие на тарелке около бака. Скупыми и быстрыми движениями, по одному на сосиску, она выуживает их из бака, укладывая на тарелочку, затем щипцами прижимает сосиски, сливая воду, набравшуюся в тарелочку, ставит тарелочку на платформу весов, бросает взгляд на циферблат. Поворачивается, ставит тарелочку на прилавок и вновь поворачивается, теперь уже в другую сторону — к блюдцам, стаканам и титану с кофе. Она еще только кончает поворачиваться, а в ее левой руке оказывается блюдце, в правой — стакан. К моменту, когда поворот тела окончен, стакан стоит на блюдце, а правая рука тянется к крану титана. В стакан льется кофе, правая рука точными движениями отмеряет две ложечки сахарного песка, ложечка снова в тарелке с сахаром, кран закрыт, стакан кофе вместе с полагающимся к нему облачком пара уже стоит на прилавке рядом с сосисками, а в руках у буфетчицы очередная тарелочка, в которую ложится сдобная булочка. Эта тарелочка еще не коснулась стойки, а буфетчица совершает полуповорот налево и полунаклон к ящику с апельсинами, ее пальцы откатывают несколько плодов (пожалуйста, помельче!), захватывают один, другой, тело выпрямляется и заканчивает поворот к весам. Апельсины на платформе весов. Легким прикосновением руки буфетчица останавливает их движение, бросает взгляд на циферблат. Весь заказ на стойке, щелкают счеты, она называет сумму, получает деньги, дает сдачи, вытирает руки полотенцем, с улыбкой обращается к следующему покупателю, затем к следующему…
Какое множество самых разнообразных движений она совершила за одну-две минуты! Чайную ложечку, блюдце, стакан, апельсин, щипцы нужно взять по-разному, по-разному сложить пальцы, развить разные усилия. Как точно нужно рассчитать движения рук, чтобы тарелочки не ударялись о платформу весов, а мягко на нее ставились, чтобы сосиски не соскальзывали с тарелки, чтобы щипцы их не раздавливали, чтобы кофе не выплескивался из стакана за время его движения от титана к сточке! Как удается так складывать движения и ног, и корпуса, и рук, и пальцев, чтобы налитый почти до края стакан все время занимал горизонтальное положение?
— Ну да, обычно говорят — привычка, тренировка. Но когда буфетчица наливала кофе одному покупателю, она стояла на одном расстоянии от бака и от прилавка, а наливая другой стакан, она стояла в другом месте, наливая чай, она снова изменила положение, каждый стакан она несла по-разному. Одним и тем же был всегда только результат — очередной стакан, не пролив из него ни капли, она быстро и точно ставила на прилавок так, чтобы покупателю было удобно его взять. Каждый раз, казалось бы, одно и то же движение ей приходилось выполнять по-разному, разные сочленения живого механизма двигались по- разному, с разными амплитудами и скоростями.
— Да, да, понятно! Значит, когда говорят о привычке, тренировке, то включают в это понятие умение мгновенно и нужным образом варьировать привычные, натренированные движения, управлять ими так, чтобы каждый раз достигать нужного результата. Да, но как и где производится оценка этих вариаций и как решается вопрос, за счет каких движений нужно их выполнять — шагнуть ли, наклониться или вытянуть руку?..
Ваши размышления внезапно прерваны. Очередь подошла!
— Что, что? Ах, извините, пожалуйста, я немного задумался! Мне, пожалуйста, кусочек жареной рыбы, сто граммов колбаски, вон той, полукопченой…
И начинается следующая часть 'немого фильма'.
Левая рука удобно ухватывает батон колбасы, а правая уже держит острый нож. Два этих предмета — колбаса и нож — встречаются на рабочем месте — специальной доске. Опять все новые и новые движения, мелкие и размашистые, быстрые и плавные, легкие и сильные, движения, в которых участвуют то одни только пальцы, то вся рука, а то и ноги, и все тело.
И все эти разнообразные движения и действия умеет совершать и совершает один и тот же человек, один и тот же! Вот, оказывается, в чем состоит одна из главнейших особенностей того живого прототипа, механическую копию которого уже давно окрестили роботом.
Легко представить себе автомат, который только отпускает кофе, или только взвешивает апельсины, или только режет колбасу. Человека дома и на работе, на земле и в воздухе, на фабриках и заводах окружают такие автоматы. Они выполняют сравнительно узкий круг обязанностей, совершают наперед определенный, обычно очень скромный набор движений. За 'железный порядок' и организованность работы в популярных книгах эти машины часто называют роботами. Но они все-таки не то, что отвечает нашему интуитивному представлению о роботе как о машине, чем-то напоминающей человека, и постепенно их перестали так называть.
Этим автоматам, как игрушечным андроидам, не хватало того главного, что свойственно человеку: двигательного богатства, способности к воспроизведению бесконечного множества самых разнообразных движений, способности по своему желанию бесконечно их изменять.
30 лет назад мы не могли и мечтать о том, чтобы создать машину, по свободе движений хотя бы в первом приближении напоминающую живое существо. В 'начинку' машины можно было поместить целый комплекс самых разнообразных механизмов и получить таким образом богатый набор ее движений. Но это был бы один и тот же, наперед заданный набор, изменить который можно, только изменив 'начинку' машины.
А затем появились ЭВМ — особый класс машин, для которых и 'сырьем' и 'готовой продукцией' является информация, одни только числа и сигналы.
В 'начинке' этих машин нет механизмов, раз навсегда связывающих их 'входы' и 'выходы' неизменным образом. Они действуют на цифровых механизмах — универсальных и гибких, и эти механизмы и их свойства оказалось возможным использовать не только для автоматизации сложных вычислений и решения сложных математических задач, но также и для автоматизации процессов управления машинами. Мы теперь уже знаем, что это за машины. Это в первую очередь самые разнообразные станки и машины с программным управлением.
'Рука' станка, держащая инструмент, теперь может относительно заготовки совершать множество различных движений. В смысле богатства движений станок с программным управлением ушел далеко вперед от станков традиционного типа. Однако вся его конструкция в целом и функции, которые он
