Роботы: андроиды, гиноиды, киборги

И это только часть роботов, электрических «людей», созданных более 80 лет назад.

Рождение кибернетики

Маленький Норберт Винер был ребенком исключительных способностей, из тех детей, которых называют вундеркиндами. Он научился читать в четырехлетнем возрасте. В семь лет написал свой первый научный трактат. В одиннадцать поступил в университет и закончил его за три года. В 18 лет получил степень доктора философии по математической логике. Он свободно говорил на 13 языках!

Основоположник кибернетики Норберт Винер

Когда разразилась Вторая мировая война, Норберт Винер, желая помочь в борьбе с фашизмом, начал разрабатывать математическую теорию наведения зенитных орудий на воздушные цели. И тут он понял нечто важное, а именно: управляет ли орудием человек или автоматическое устройство, делают они это одинаково. В сущности, оба стремятся к одному и тому же: уменьшить разницу между тем, как снаряд летит к цели, и тем, как он должен лететь.

Раздумывая над своими наблюдениями, Винер все тверже убеждался в том, что законы управления везде одни и те же, они всеобщи. Неважно, кто или что чем-либо управляет, автомат ли рулем корабля или мозг человека – руками и ногами. Машина и человек в этом отношении ничем не отличаются друг от друга.

Об этом он написал в своей книге, ставшей знаменитой, «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». В то время Винер был уже известен как автор выдающихся математических работ.

Знаменитая книга Норберта Винера о кибернетике, переведенная на русский язык

Надо сказать, что слово «кибернетика» давно существовало, и Винер был далеко не первым, кто его использовал. Оно произошло от древнегреческого «кибернетес», что в переводе на русский язык обозначает «рулевой», «кормчий», «управляющий». Значительно позже термин «кибернетика» применил французский физик Андре Ампер, обозначив так общественную науку об управлении государством. Винер же назвал кибернетикой науку об управлении, где бы оно ни происходило: в технике, биологии, физиологии, в человеческом обществе, везде.

Французский физик Андре Ампер

Мысль о «родстве» человека с машиной некоторым показалась обидной. Кое-кто даже поспешил назвать кибернетику лженаукой и высмеивал ее. Но это, безусловно, не могло остановить развитие кибернетики. А оно шло чрезвычайно быстро. Новая наука вдруг сблизила такие далекие, как представлялось раньше, логику и биологию, языкознание и электронику, экономику и генетику, психологию и теорию автоматов. Она породила жгучие вопросы: возможен ли искусственный разум, смогут ли машины стать умнее человека, и что произойдет потом?

Первые плоды кибернетики. Так выглядела одна из первых электронно-вычислительных машин «ENIAC»

Но какое же отношение кибернетика имеет к роботам? Да самое непосредственное. Создать разумного робота без кибернетических теорий нельзя. Сказать по-другому, разумный робот будущего – это и есть сама кибернетика.

Черепахи Грея Уолтера

Первые кибернетические роботы были сделаны английским нейрофизиологом Греем Уолтером. Неторопливостью, горбатыми панцирями они напоминали черепах. Уолтер так и называл их – черепахами. А кроме того, у каждой было свое имя. Одну звали «Эльмер», другую – «Эльзи».

Грей Уолтер руководил научной лабораторией, в которой изучалась работа нервной системы и мозга. Обычно ученые-физиологи проводят свои опыты на животных. Изучают их поведение, реакции, рефлексы – условные и врожденные.

Уолтер пошел другим путем. Он решил создать искусственное животное, робота. Нервы заменить проводами, мозг – электроникой, мускулы – электромоторами, глаза – фотоэлементами, лапы – колесами и понаблюдать за поведением такого упрощенного, самодельного «организма».

Создатель кибернетических черепах Грей Уолтер

Природное животное время от времени требует пищи, значит, и рукотворное тоже должно в определенный момент испытывать «голод». Для электронных черепах «пищей» служило электричество. Если они были сыты, то медленно ползали по комнате. При встрече с препятствием – стулом, креслом, диваном – обходили его и двигались дальше.

Когда же аккумуляторы их разряжались – начинали поиск кормушки, электрических контактов, возле которых горела лампочка. Она служила черепахам приманкой, как запах колбасы для живой собаки. Заметив лампочку, черепаха двигалась прямо «в столовую». Насытив электричеством свои аккумуляторы, она снова отправлялась гулять по комнате до нового обеда.

Грей Уолтер, его жена и маленький сынишка наблюдают за поведением искусственной черепахи

Позже появилась еще одна черепаха – «Кора». Уолтер снабдил ее слухом. А главное, она отличалась свойством, которое делало ее еще больше похожей на животное. У «Коры» вырабатывался условный рефлекс, если в моменты столкновений с препятствием раздавался свисток. Вскоре только по свистку она старалась обойти препятствие, которого на самом деле не было. То есть искусственные черепахи обладали способностью действовать не по заранее заданной программе, а как реальные животные, с учетом окружающей обстановки.

Уолтер «паяет» новую рукотворную черепаху

А так электронная черепаха выглядела со снятым панцирем

Одна из уолтеровских черепах имела прозрачный панцирь, так что работа ее механизмов была вся на виду

Поведение роботов-черепах заинтересовало и других ученых. Они тоже начали строить искусственных зверьков, изучать их характер и образ жизни. Американский кибернетик Эдмунд Беркли собрал искусственную белку, которая, двигаясь по комнате, собирала шарики, «орехи», разбросанные по полу, и относила их в свое гнездо. Соотечественник Беркли, математик Клод Шеннон изготовил электронную мышь, отыскивавшую путь в запутанном лабиринте. А французский физик Альбер Дюкрок – лисиц «Барбару» и «Джоба». Они задавали ему такие «спектакли», играя друг с другом, что он только диву давался.

Чудеса робототехники

Калужский инженер Б. Н. Гришин создал робота под названием АРС, то есть автоматического радиоэлектронного секретаря. Рабочий день АРСа начинался рано. Первым делом он будил своего хозяина. Потом включал запись утренней зарядки. Напоминал инженеру о предстоящих делах. Оставшись дома один, принимал телефонные звонки.

Робот «Плео» называют самым «живым» из всех существующих роботов. Это маленький, зеленый, очень симпатичный динозаврик. Его особенность в том, что он живет сам по себе: бродит по комнате, обходит препятствия, пугается, засыпает, словно котенок, если взять его на руки. При этом он непрерывно развивается, учится.

В США, Англии, Новой Зеландии можно купить «умную» куклу «Аманду». Она так и называется «Умная Аманда». Действительно, кукла говорит, видит, слышит, узнает свою «маму». Более того, она изменяет выражение лица при «ощущении» чувств радости, огорчения, испуга. «Аманда» знает свои вещи: платье, зубную щетку, расческу.

Аппарат английского ученого Росса Эшби называется гомеостатом. Это четыре коробки с электронной начинкой, соединенные проводами. Гомеостат ведет себя как живой организм. Если его вывести из равновесия, он стремится вернуться в прежнее состояние. Вот так и живой организм всегда стремится к равновесию, гомеостазу.