по-разному работают и думают.
Мы глубоко уверены, что чем более сложные задания человек будет выдавать роботу, тем меньше будет сходства между тем, как подобные задания выполняет человек и как их будет выполнять робот, чем глубже человек будет проникать в тайны мозга, тем яснее будут становиться различия между принципами действия естественного и искусственного интеллектов.
И еще одну тайную мысль мы имели, рассказывая об устройстве тела, в котором живем, и о механизмах интеллекта. Хотелось, чтобы в суматохе механизации, автоматизации, роботизации не утрачивалось уважение к себе, к своим возможностям учиться, работать, достигать. Мы теперь знаем, что эти возможности колоссальны, их резервы неисчерпаемы, что дело только за нами: 'Как аукнется, так и откликнется!'
А к механизмам интеллекта мы еще вернемся. К тем, которые человек привлекает на помощь, когда работает.
Дискретный, 'цифровой' код, системы очувствления, системы управления произвольными движениями — это сравнительно простые и понятные механизмы интеллекта. Принципы их устройства поддаются экспериментальному изучению, результаты действия — количественной оценке.
Мы не видим необходимости подробно обсуждать вопрос о тех гранях естественного интеллекта, о которых, казалось, следовало говорить, когда речь идет об очувствлении робота. И не испытываем при этом угрызений совести. Мы уверены, что чувства добра и зла, любви и ненависти и прочие не подлежат технической реализации. Изучение механизмов этих чувств со спокойной совестью доверяем инженерам человеческих душ — писателям. А сами только изредка будем их касаться.
Но есть такие функции интеллекта, такие его механизмы, которые, образно говоря, располагаются между 'чисто техническими', о которых мы уже рассказали, и 'чисто человеческими', в которых робототехника абсолютно не заинтересована. Это функции запоминания, планирования, распознавания образов, принятия решения. О них говорилось пока только косвенно; само собой подразумевалось, что человек, открыв поутру глаза, начинает распознавать образы, вспоминать и запоминать, планировать и принимать решения.
Очень жаль, что мы не знаем в точности, как эти функции выполняет естественный интеллект. Робототехника достигла уже сегодня такого уровня, когда их техническая реализация становится необходима. Но, может быть, для этого и не надо знать все в точности?
Полуроботы
Механическая рука
Человек появился на земле не так просто, как об этом рассказывается в библии. Не одна тысяча лет прошла, пока наш далекий предок догадался встать на задние конечности, выпрямиться, взять передними конечностями палку или камень и начать ими орудовать, приспосабливая для своего обитания окружающий мир. Эта работа не прошла для него даром. В результате ее он стал человеком и обзавелся уникальными орудиями труда — руками. Мы теперь знаем, насколько сложна и совершенна их конструкция, какой гибкостью и подвижностью они обладают.
Любая попытка построить робот — это в первую очередь попытка разработать конструкцию механической руки, чтобы она, подобно человеческой, могла совершать множество разнообразных движений в окружающем пространстве.
Рука человека не предназначена специально для выполнения какого-то определенного набора операций. Она является универсальным орудием, и именно поэтому человек может так ловко действовать, манипулировать самыми различными объектами, предметами, инструментами, чем угодно.
Каким же минимумом подвижности нужно оснастить механическую руку, чтобы, с одной стороны, не очень усложнить задачу конструктора, а с другой — чтобы все-таки обеспечить этому орудию труда достаточно высокую универсальность?
Такой минимум легко установить. Свободное тело в пространстве обладает шестью степенями подвижности. Книжка, которую вы сейчас читаете, лежит на столе. В любую точку пространства можно ее переместить, сдвигая вдоль стола (одна степень подвижности), поперек стола (другая степень подвижности), поднимая в направлении, перпендикулярном плоскости стола (третья степень подвижности). Но чтобы книжку поставить, например, на полку, ее нужно не только перенести с одного места на другое, но еще и установить на этом новом месте желательным образом. При этом может оказаться необходимым поворачивать ее в собственной плоскости (четвертая степень подвижности), относительно линии корешка (пятая степень подвижности) или относительно линии верхнего или нижнего ее обреза (шестая степень подвижности).
Рукой мы свободно можем взять книжку со стола и поставить на полку. Три степени свободы в плечевом суставе и три в лучезапястном составляют шесть степеней свободы, которых должно хватить, чтобы сделать необходимые для этого движения. Но попробуйте сделать это, не сгибая руку в локте, то есть не вовлекая в движение еще одну степень свободы. Вы убедитесь, что это неудобно, часто просто невозможно.
Механическую руку не обязательно делать в точности подобной естественной. Суставы живой руки, как и все суставы нашего тела, устроены так, что сочленяемые ими кости могут только поворачиваться на некоторый угол одна относительно другой. Они не могут вращаться и не могут двигаться поступательно, как может, например, двигаться гладкий валик, вставленный в гладкую трубку. В отличие от живой руки в конструкциях механических рук используют самые различные сочленения подвижных звеньев, допускающие их качательные, вращательные и поступательные движения.
Почему в живом механизме использованы только шарнирные сочленения с ограниченной подвижностью? Да, наверное, все из тех же конструктивных соображений. Представьте себе, что ваша голова относительно туловища может свободно вращаться или хотя бы совершать полный оборот. Казалось бы, страшно удобно! Верти головой сколько угодно! Но как тогда быть с мышцами, которые должны ее вертеть? Какой длины они должны быть? Как быть в этом случае с двенадцатью парными нервами? С кровеносными сосудами, которые снабжают голову питанием? На что их накручивать? Как только откажешься от принятого в живом механизме типа сочленений, так становится ясно, что всю конструкцию соединения головы с телом при этом надо целиком изменить. И с конструкцией руки дело обстоит точно так же.
В механических руках использованы совсем другие 'мышцы' и нет кровеносных сосудов; ограничения, существенные для живой системы, здесь оказываются несущественными. Но зато в механическую конструкцию очень сложно вводить избыточные степени подвижности с такой щедростью, с какой ими снабжена живая рука.
Вспомним, что к семи степеням подвижности крупных суставов руки добавляется еще 20 степеней подвижности кисти с пальцами! Присмотритесь к тому, как они помогают удобно и легко брать книгу со стола и ставить ее на полку. А кисти механических рук почти все самые простые 'двупалые' захваты с одной степенью подвижности, и только в последние годы делаются попытки создать кисть с большей подвижностью. Кроме того, механические руки конструируют так, чтобы кисть при желании можно было быстро сменить. Разные конструкции кистей, образующие разные формы захватов, в какой-то мере компенсируют ограниченные возможности каждой из них.
Конечно, никакими ухищрениями не удастся воспроизвести бесконечные по богатству и сложности движения, которые может сделать живая рука. Но к механическим рукам и не предъявляются такие
