История робототехники: факты
26.04.2008, 12:10
Автор: Владимир Канивец
В этой статье вы найдете ответы на вопросы:
1. История появления термина "Андроид";
2. Как появился термин "Программа";
3. Кто придумал слово "Робот";
4. Рождение "Кибернетики";
5. Кто придумал единицу измерения информации;
6. История появления "Искусственного Интеллекта".
Пару слов о том, зачем я собирал информацию для этой статьи.
В наше время имя Айзека Азимова у всех на слуху. Почему - понятно. Он наш современник.
Мы читаем его произведения, смотрим фильмы, снятые по мотивам его творчества. Некоторые
постулаты, сформулированые Азимовым уже успели в определенной степени "канонизироваться".
Я ни в коей мере не пытаюсь принизить вклад этого человека в "роботизацию" общественного
мышления. Но у меня иногда складывается впечатление, что эпоха роботов в массовом сознании
ассоциируется только с Азимовым. То что было до него сейчас малоизвестно и непопулярно.
Так мне кажется...
Этой статьей я хочу напомнить о людях, которые жили до нас, которые интересовались роботами и
продвигали их развитие в соответствии с теми возможностями, которые были в их эпоху.
Сделали они немало. Начнем ?
1. История появления термина "Андроид"
— Слышали? В Швейцарии какой-то часовщик сделал механического человека, который
умеет писать.
— Как же, слышал! А знаете ли вы, что его сын изготовил еще одного механического человека,
который умеет рисовать.
— Что вы говорите? Вот интересно было бы посмотреть!
Такие разговоры можно было слышать везде и всюду в Западной Европе около двухсот лет тому назад.
Механические люди швейцарского часовщика Пьера-Жака Дро и его сына Анри вызывали всеобщее удивление.
О них много говорили и писали. Чтобы на них посмотреть, целые толпы прибывали в Шо де Фон,
швейцарскую деревню на границе с Францией, где жили и работали Дро.
Почти все жители этой деревни занимались производством часов. Одни делали часовые пружины,
другие изготовляли циферблаты, третьи — зубчатые колеса, винтики и цилиндры. Труд был разделен
вплоть до того, что были специалисты по изготовлению корпусов, полировке колес, винтов, рисовальщики
цифр, эмалировщики, золотильщики. Вся деревня представляла одну мануфактуру, производящую в
год несколько тысяч разнообразных часов.
Тикание маятников, медленное вращение зубчатых колес, бег секундных стрелок — весь этот блестящий
точный мирок механизмов, умещающийся на ладони или в маленькой коробке на стене, очаровал в юности
Пьера Дро, и он, несмотря на успешное окончание духовного училища, не задумываясь,
занялся часовым ремеслом.
Успехи Пьера в часовом деле были так велики, что изготовление обычных часов скоро перестало приносить
удовлетворение, и он по примеру других искусных мастеров начинает изобретать и пристраивать к часам
разные дополнительные механизмы — всякие самодвижущиеся фигурки.
Одно из первых своих изделий — замечательные маятниковые часы с пастушком и собачкой — Дро повез
в столицу Испании город Мадрид к королю Фердинанду IV. Демонстрация производилась в присутствии
многочисленной придворной знати. Возбужденный Дро показал им созданное произведение. Когда часовая
стрелка подходила к какому-либо часу, пастушок подносил ко рту флейту и свистел столько раз, сколько
должно было пробить часов.
У ног пастушка лежала собачка, охранявшая корзинку с яблоками. Стоило кому-нибудь из придворных
дотронуться до фруктов, как собачка начинала лаять. Сняли руку с фруктов — лай тут же прекращался.
Королю понравилось изобретение Пьера Дро, и он, хорошо заплатив, купил часы.
Ободренный успехами, Дро по возвращении домой задумал сделать механизм, похожий на человека
и совершающий человеческие движения. Это был дерзкий замысел мастера, который почувствовал
свою власть над колесиками и рычажками. Чтобы построить механического человека, нужно было
обладать тонким знанием механики и огромной изобретательностью. И тем не менее Пьер Дро горячо
принялся за ее разрешение.
Двадцать месяцев продолжалась упорная работа. Часто Дро засиживался далеко за полночь при
свете масляного светильника. Наконец, в 1770 году, весной, появился на свет первый механический
человек. Это был механический «пишущий мальчик».
|
Писец был ростом с пятилетнего ребенка. Он сидел на скамейке перед столиком, а весь приводной
механизм размещался внутри куклы, отчего она выглядела еще изящнее.
|  |
|
В правой руке маленького механического человека было гусиное перо (в те времена стальных перьев
еще не знали). Писец макал перо в стоящую перед ним чернильницу и писал разные слова и даже
фразы без всякого участия человека.
Буквы были крупные, красивые, даже с нажимом и располагались в ровные строчки. Между словами
оставлялись промежутки. Здесь на французском языке написано: «Своему родному городу. Жак Дро».
|
Когда механический человек писал, он двигал головой, и казалось, следил за тем, что пишет.
Окончив работу, писец посыпал лист бумаги песком для высушивания чернил, а потом стряхивал его.
По чистой случайности «пишущий мальчик» и часть его «рукописей», а также и другие изобретения
отца и сына Дро сохранились до наших дней. После долгих странствий сейчас они находятся в Швейцарии,
в музее изящных искусств города Невшателя.
За работой над изготовлением «пишущего мальчика» наблюдал шестнадцатилетний сын Пьера Дро — Анри.
Мальчик унаследовал от отца исключительную способность к механике и через три года сам принялся
за постройку нового механического человека, который по замыслу должен был рисовать.
По размеру рисовальщик был таким же, как и его «старший брат». В правой руке он держал
карандаш и рисовал различные фигурки, а также писал.
Например, он мог изобразить маленькую собачонку и подписать под рисунком «мой Туту».
А портреты Людовиков XV и XVI и Марии Антуанетты и сейчас приводят в восхищение посетителей музея в Невшателе.
В процессе работы рисовальщик останавливался, как бы созерцая нарисованное, а также иногда
сдувал с листа бумаги соринки.
Спустя некоторое время оба механика, отец и сын Дро, занялись вместе изобретением и постройкой
третьего механического человека — музыкантши (рис. 2). По сложности она намного превосходила
своих «братьев». Эта кукла играла на фисгармонии, ударяя пальцами по клавишам. Четко и легко
удавались ей трели и быстрые пассажи. Перед началом игры музыкантша осматривала ноты и
делала рукой некоторые предварительные движения. Кроме того, она поворачивала голову и
глаза, как бы следя за положением рук. Ее грудь подымалась и опускалась, как будто она
дышала. Окончив игру, музыкантша наклоняла голову, благодаря слушателей за одобрение.
Свои изобретения Пьер и Анри Дро в 1774 году демонстрировали на выставке в Париже.
Движения всех трех механических людей были так естественны, что многие из зрителей
готовы были их считать живыми людьми. И только когда Дро открывали со стороны спины
сложный часовой механизм своих творений, зрители начинали верить, что перед ними находятся
действительно произведения техники, а не живые существа.
|
С тех пор подобные автоматы стали называть андроидами в честь молодого талантливого
изобретателя механических людей — Анри Дро.
|  |
Источником движения всех трех описанных автоматов является часовой механизм с заводной пружиной.
Пружина приводит в действие сложнейшие системы зубчатых колес, рычажков, штанг и кулачков —
все то, что в дальнейшем стали называть программным механизмом.
На первый взгляд может показаться, что «игрушки» Пьера и Анри Дро не имеют никакого отношения
к развитию техники. Но это не совсем так.
Механические люди Дро сыграли очень важную роль в общем процессе человеческого познания
природы и заложили основу автоматов с программным управлением.
2. Как появился термин "Программа"
Само слово программа происходит от греческого слова «грамма»— «писание» и приставки «про»,
которая здесь означает «наперед». Общий смысл слова «программа» — предначертание, нечто
написанное для будущего. В нашем случае программный механизм определяет всю последовательность
поведения механических людей. И ни одного движения автомата, даже самого незначительного, нельзя
изменить, не внеся в программу поправки! Ну, а что произойдет, если что-то изменится во внешних
условиях при работе автомата? Ну, скажем, если попытаться задержать руку писца, когда он пишет?
Случится одно из двух: или автомат остановится, или... в нем что-то затрещит и он сломается.
Все эти автоматы не могут реагировать на изменения внешних условий, происходящих в процессе их работы.
Тем не менее, программные автоматы стали важным шагом в развитии робототехники.
Уже в начале XIX века появляются прядильные и ткацкие станки-автоматы с программным управлением.
В грозное для Европы время, когда Наполеон завоевывал одну страну за другой и армии нужно было
много тканей, французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар нашел способ, которым можно было
бы воздействовать на сложную работу механизмов ткацкого станка. Для этого изобретатель использовал
набор картонных карт с разным расположением отверстий. Именно отверстия и были условным
обозначением порядка работы машины — ее программой. Карта проходила под щупами.
Когда щупы попадали в отверстия, они опускались и с помощью особых устройств перемещали нити
на ткацком станке. Так на тканях получались сложные узоры. Новая карта, новая программа, а значит,
и новый узор. Смена листа картонной карты равносильна замене одного жестко запрограммированного
станка другим, новой конструкции. Это уже был значительный шаг вперед по сравнению
с автоматами Дро. Ведь там каждый механический человек имел свою программу последовательности
действия и переход на новую программу был связан с переделкой всего механизма управления,
Действительно, вряд ли имело смысл строить ткацкие станки, способные вырабатывать только один,
свойственный данной конструкции узор ткани: этот узор людям быстро надоедал.
Идея ввода программы работы автомата с помощью картонных карт и набора щупов оказалась очень удачной.
Со дня изобретения Жаккара прошло более ста пятидесяти лет, однако до сих пор не найдено лучшего
способа выработки тканей, украшенных сложным рисунком.
3. Кто придумал слово "Робот"
Своим названием роботы обязаны совсем не кибернетикам и даже не инженерам, а... писателю.
Это Карел Чапек — известный чешский писатель и драматург впервые придумал это слово.
 |
В начале тридцатых годов Чапек написал пьесу, которую назвал «RUR». Ее герою, инженеру Россу,
удалось изобрести сложную машину, которая могла выполнять все работы человека. Вот эту
человекоподобную машину автор и назвал «роботом».
Изобретение Росса сразу же привлекло внимание капиталистов, которые организовали специальную
фирму для производства роботов. Роботы имели полное внешнее сходство с человеком и могли
выполнять всякую работу. Спрос на них был настолько велик, что завод вскоре перешел на их массовое
производство. Хозяева роботов стали заменять ими живых людей на фабриках и заводах.
Наконец-то капиталисты почувствовали себя спокойными. Но не надолго! Однажды роботы набросились
на людей и перебили их всех. Люди на Земле прекратили свое существование, а их место заняли разумные автоматы...
|
Такой финал первой пьесы о роботах оставил глубокий след в душах первых зрителей и сформировал
негативное отношение общества к ним на многие десятилетия. Впрочем, техника продолжала
развиваться, а люди - строить роботов вне зависимости от эмоций.
Один из первых роботов был построен американским инженером Венсли в 1925 году.
Автор дал ему имя мистер Телевокс. Когда у Венсли спросили, откуда это странное имя, он ответил:
«Первая половина слова — «теле» — греческая и означает «далекий», вторая — «вокс» — латинская и
значит «голос». Своим названием я хотел подчеркнуть способность моего робота отвечать на команды,
поданные голосом человека».
Внешне мистер Телевокс был не очень привлекателен: квадратная голова с какими-то прямоугольниками
вместо глаз и рта, женская шпилька вместо носа, открытое деревянное туловище со сложным
переплетением проводов и механизмов внутри и, наконец, нелепые руки и ноги. Телевокс обладал
способностью слышать и исполнять несколько различных приказаний, отдаваемых человеком при помощи
звуков свистка.
Подавая различное число повторных свистков, Венсли мог заставить робота открыть окна, закрыть дверь,
пустить в ход вентилятор и пылесос, а также зажечь свет в комнате.
Телевокс был не только слышащим и говорящим роботом. Он мог выполнять некоторые домашние работы,
заменяя домработницу.
Предположим, что хозяйка робота находится в гостях. К своему возвращению домой она хочет иметь
горячий ужин. Для этого ей стоит только воспользоваться телефоном и позвонить домой Телевоксу.
При помощи свистков можно отдать соответствующее распоряжение, и механический слуга подогреет ужин.
Как это он сделает? Очень просто. Уходя из дому, хозяйка должна поставить кастрюлю и сковороды с
кушаньями на электрическую плиту. На долю Телевокса тогда останется только включение плиты в электросеть,
что он легко сможет сделать самостоятельно.
Очень скоро у мистера Телевокса появились братья. Первым из них был робот Эрик, построенный в 1928 году
английским инженером Ричардсом.
Этот робот выступил перед публикой 15 сентября 1928 года в Лондоне на открытии ежегодной выставки
Общества инженеров. Он произнес речь об итогах истекшего года. Эрика показывали и во многих других городах
Великобритании.
4. Рождение "Кибернетики"
Точкой отсчета принято считать 1948 год, когда основоположник кибернетики, выдающийся американский
математик Норберт Винер (1894—1964) опубликовал книгу «Кибернетика»,
в которой очень много говорилось о количественной оценке различных сигналов.
У истоков робототехники стояли талантливые люди.
Сын профессора славистики, выходца из России, Норберт Винер получил ученую степень доктора
философии в Гарвардском университете уже в возрасте 18 лет !
 |
...Вполне вероятно, что 95% оригинальных научных работ принадлежит меньше чем 5% профессиональных ученых,
но большая часть из них вообще бы не была написана, если бы остальные 95% ученых не содействовали созданию
общего достаточно высокого уровня науки.
...Великие администраторы, не уверенные в собственных интеллектуальных силах, могут возвыситься, только низведя
своих научных подчиненных до собственного уровня.
Норберт Винер, "Я - математик"
|
Появление книги как мощный взрыв потрясло весь мир. Именно она провозгласила рождение новой науки —
КИБЕРНЕТИКИ. Винер был ученым широкого профиля.
Он как бы воскресил в наши дни традиции универсализма, процветавшие во времена Декарта, Лейбница и Ньютона.
Широта интересов сочеталась в нем с глубоким убеждением в единстве науки, в необходимости тесного союза
различных ее отраслей.
Больше всего Винер стремился к изучению потаенных богатств «ничейных земель». Так он назвал пограничные
полосы, лежащие на стыках двух или нескольких наук. Именно одна из таких «ничейных областей», расположенная
между математикой, техникой и физиологией, принесла ученому мировую известность.
Кстати, одно из значений греческого слова kebernetes, от которого происходит ее название, — рулевой.
Как ни странно, но практически все создаваемые кибернетические системы на протяжении многих лет обходились
без "человека-рулевого". Совсем недавно, всего несколько лет назад, появилось новое направление — кибернетика
второго порядка (second-order cybernetics). Оно отличается от классического тем, что включает в контур управления,
бывший традиционно чисто машинным, человека-наблюдателя.
5. Кто придумал теорию информации и единицу измерения информации "Бит"
В 1948 году Клод Шеннон, другой американский математик, опубликовал работу «Математическая теория связи».
Фактически работа Шеннона предопределила путь, по которому с тех пор развивается раздел кибернетики
— теория информации.
 | В своей книге Шеннон изложил способ, как количественно характеризовать сигнал. Для этого он использовал
величину, которая называется количеством информации. Иногда ее называют просто информацией, а иногда
и очень непонятным словом — «энтропия».
|
С момента появления работы Шеннона математики, физики и инженеры под термином «информация» стали понимать
нечто новое, отличающееся от того, что подразумевается под этим словом в обыденной жизни.
Прочтя книгу, люди говорили, что она пустая или, наоборот, очень содержательная. Но никому даже в голову не
приходило, что можно точно подсчитать, какое количество информации содержится на ее страницах. Еще
более сложным казалась оценка количества информации в звуковых сигналах нашей речи или в телевизионном
изображении !
Но Шеннон смог решить эту проблему, благодаря чему, начиная с 50-х годов нашего столетия человечество измеряет
информацию так же уверенно, как, скажем, длину какого-либо предмета в метрах или его вес в килограммах.
Единицей измерения информации с легкой руки Клода Шеннона стал бит.
6. История появления "Искусственного Интеллекта"
Исследования по искусственному интеллекту принадлежат к числу тех немногих научных и научно-технических
дисциплин, дата рождения которых может быть указана чуть ли не с точностью до дня. И в то же время, такая
дата у искусственного интеллекта была не одна, а как минимум две, что нередко случается в истории науки.
Действительно, впервые термин "искусственный интеллект" был введен в научную практику летом 1956 года,
когда в г. Дартмусе (США) по инициативе известного американского специалиста по теории и практике ЭВМ
Джона Маккартни собрались многие "крестные отцы" кибернетики – К. Шеннон, М. Минский, Г. Саймон, А. Ньюэлл
и другие – с целью обсудить возможность реализации проекта создания искусственного интеллекта. Термин
"искусственный интеллект" был введен даже в название конференции – Dartmouth Summer Research Project
on Artificial intelligence, и очень скоро вошел в научный обиход.
Участники дартмусской конференции 1956 года не могли обойти вниманием одну более раннюю работу, прямо
относящуюся к проблематике искусственного интеллекта (хотя этот термин в ней не использовался) – статью
видного английского математика Алана Тьюринга "Computing machinary and intelligence", опубликованную в
октябрьском номере журнала "Mind" в 1950 году. Октябрь 1950 года – это вторая (а исторически первая) дата
возникновения исследований по искусственному интеллекту. В этой статье А. Тьюринг сформулировал свой
знаменитый тест, согласно которому компьютер демонстрирует интеллектуальное поведение в том случае,
если он способен действовать так, что наблюдатель не в состоянии решить, имеет ли он дело с компьютером
или с человеком. Все по-взрослому !
Вот так ...
А то - Азимов, Азимов ... :)))
Удачи вам !
Спасибо Владимиру Канивец (Портал любителей робототехники - Robo.com.ua) за предоставленный материал
Мы подготовили статью об истории робототехники в России.
Предлагаю ознакомиться, обсудить на форуме.
|
Ключевые слова: Искусственный Интеллект Айзек Азимов Андроид кибернетика человек информация работы История робототехники механического слово автоматы термин робот Пьер Винер Программа движения измерения механизм История робототехники: факты робот
|
Обратная связь
Реклама на сайте
