Московский государственный университет путей сообщения
Опубликован: 15.05.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 5123 / 2499 | Оценка: 3.94 / 3.27 | Длительность: 21:21:00
ISBN: 978-5-9556-0095-6
Специальности: Историк
Лекция 10:

Сохранение и передача информации в живой природе

Матч за мировую шахматную корону был под угрозой срыва. Команда Веселина Топалова обвинила Крамника в том, что он слишком часто ходит в туалет: болгары насчитали более 50 таких выходов. Как выяснилось в результате видеопросмотров, россиянин выходил в туалет гораздо реже. Однако это не помешало комитету вынести более чем странное решение: оба личных туалета гроссмейстеров закрыть и разрешить им пользоваться только общей уборной в фойе - то есть за пределами игровой зоны.

Естественно, это решение не устроило Крамника. В результате он не вышел на пятую партию, ему было засчитано техническое поражение, а счет в поединке стал 3:2 в пользу россиянина. После этого Крамник заявил, что откажется от участия в матче.

В результате стороны пришли к соглашению, что у каждого гроссмейстера будет свой туалет и комната отдыха, а представителям команд предоставят возможность тщательно обследовать эти помещения перед каждой партией, чтобы исключить варианты с подсказками.

Почти год назад гроссмейстеры обвинили болгарина Топалова в том, что во время официальных матчей он пользуется подсказками компьютерных программ. Например, в матчах с Вишванатаном Анандом и Гатой Камским почти все ходы новоиспеченного чемпиона совпали с рекомендациями одной из сильнейших компьютерных шахматных программ "Рыбка".

Шахматные компьютерные программы являются важной частью работ по созданию искусственного интеллекта, то есть способности робота воспринимать и оценивать обстановку, а затем принимать самостоятельные решения в изменяющихся условиях. Это нужно, например, роботу-тележке, который сейчас обследует поверхность Марса. При возникновении препятствий он сможет, не запрашивая команды с Земли (а ждать их долго), сам принять решение о дальнейшем движении.

Корпорация Sony создала робота-игрушку по имени AIBO ERS-210 - сокращение слов "artificial intelligence" (искусственный интеллект) и "robot" (по-японски это "товарищ"). Этим первым домашним роботом со способностью распознавания голоса управляет микропроцессор RISC, не уступающий по мощности персональному компьютеру. Оперативная память робота составляет 16 Мбайт. Голова, ноги, уши и хвост у него подвижные. Благодаря своему программному обеспечению - операционной системе Sony Aperios - робот-щенок AIBO обладает эмоциями (он может "радоваться", "сердиться"), инстинктами, способностью обучаться и "взрослеть".

Робот-щенок AIBO корпорации Sony

Рис. 10.17. Робот-щенок AIBO корпорации Sony

Благодаря датчику давления на голове он реагирует на дружеское поглаживание или шлепки в наказание за "проступки". Дальномер не позволяет ему натыкаться на стены. Светочувствительные глаза робота AIBO загораются зеленым цветом, если он "радуется", и красным, если он "сердится". Встроенной в "лоб" камерой CCD робот может делать фотоснимки, которые позволяют Вам увидеть то, что "видел" он. При включении AIBO поднимается на ноги, как щенок. Он может выполнять различные трюки, если предоставлен сам себе, или следовать командам с пульта дистанционного управления. AIBO реагирует на розовый цвет и меняет направление движения, если двигать перед ним мячик розового цвета. Робот-щенок поддается программированию с любого персонального компьютера с помощью дополнительного программного обеспечения AIBO Perfomer Kit. Программа загружается через его порт Memory Stick. Если этот развлекательный робот вам надоест, можно нажать на его груди кнопку PAUSE, и он будет спокойно сидеть. Вес AIBO - 1,4 кг, а работать в автономном режиме он может 1,5 часа.

Вслед за роботом-щенком появилась плавающая в аквариуме электронная "рыба" и целый ряд домашних "зверушек". Роботы уже освоили плавную человеческую походку, могут стоять на одной ноге, способны включать и выключать свет в комнате. Разрабатывается робот-уборщик для обычных квартир. Уже создан прототип автомобиля с искусственным интеллектом. Он способен по указаниям человека самостоятельно двигаться к цели, избавив хозяина от обязанности крутить баранку и нажимать на педали.

На выставке Sony Aperios - 2003 в Париже, а в декабре 2003 года и в Москве на празднике Sony был показан робот-андроид - Qrio. Это первый в мире двуногий кибер, который по своим физическим параметрам - 7 килограмм при росте в 58 сантиметров - близок к полугодовалому ребенку. Такой размер Sony признала оптимальным и безопасным для игры с детьми. А именно для этого и предназначен робот Qrio.

Робот Qrio корпорации Sony

Рис. 10.18. Робот Qrio корпорации Sony

На презентации он продемонстрировал свои неординарные физические и интеллектуальные способности. Благодаря 38 встроенным сервомоторам Qrio обладает достаточной свободой движений и хорошей координацией. Например, он может быстро передвигаться, брать предметы, танцевать, подниматься по небольшой лестнице и даже держать равновесие, стоя на одной ноге. На глазах у удивленных посетителей киберы с успехом танцевали под музыку.

Танец группы роботов Qrio (фото автора)

Рис. 10.19. Танец группы роботов Qrio (фото автора)

Интеллектуальные возможности Qrio также не могут не удивлять. Робот знает более 60000 слов на разных языках мира, слушается команд и может даже, как уверяют в Sony, сам задавать "умные" вопросы в зависимости от ситуации, обладая зачатками адаптивного поведения. Движения и интеллект робота Qrio контролируют три встроенных компьютера на базе процессора RISC R5000 с 64 мегабайтами оперативной памяти. В качестве операционной системы производитель использовал Aperios, разработанную еще для робота-собачки AIBO. Кроме того, робот снабжен стереообъективами, семью микрофонами и 36 датчиками движения, из которых семь отвечают за безопасность.

Где же сегодня применяются роботы? В основном это так называемые промышленные роботы: автоматические программно-управляемые манипуляторы, выполняющие рабочие операции со сложными пространственными перемещениями.

Они используются в машиностроении, на транспорте, в легкой промышленности, на вредных и опасных производствах (например, в атомной энергетике), на автоматизированных складах, в медицине, например, при хирургических операциях на сердце.

Специализированные роботы используются в тех случаях, когда здоровьем и жизнью человека лучше не рисковать - например, при разминировании, ликвидации источников радиационного облучения, спасении подводных аппаратов, в сложных операциях с искусственными спутниками в космическом пространстве.

Делаются попытки применить их в быту. Уже поступили в продажу роботы - домашние пылесосы, которые убирают квартиру без помощи человека. Они способны объезжать препятствия, например мебель, и самостоятельно подсоединяться к розеткам электрической сети для подзарядки аккумуляторов. Созданы роботы-санитары, способные обслуживать тяжелых больных. Роботы уже способны не только ходить и танцевать, но даже играть в футбол. Уже проводятся чемпионаты мира по футболу среди роботов.

Промышленные роботы могут входить в состав роботизированного технологического комплекса - гибкой производственной системы (модуля), в которой автоматически действующие машины (в том числе промышленные роботы), устройства, приспособления реализуют всю технологию производства, за исключением функций управления и контроля, осуществляемых человеком. Роботизированный технологический комплекс включают в состав гибкого автоматизированного производства как законченный технологический модуль.

Применение роботов в промышленном производстве позволяет резко повысить производительность, точность, а главное, качество изделий. Примером может служить использование роботов в процессах сварки и покраски, которое значительно улучшает качество по сравнению с ручным трудом. Наиболее широкое применение нашли роботы в производстве автомобилей, где они используются не только для сварки и покраски, но и для автоматической сборки узлов, агрегатов и даже целых автомобилей. На долю немногочисленного штата наладчиков и контролеров остается только подготовка и последующий контроль производства. Так, известная фирма Fanuc создала производственную линию с автоматической сменой инструментов, на которой роботы обслуживают 12 металлообрабатывающих станков и обрабатывающих центров с цифровым программным управлением. Такая линия может работать непрерывно круглые сутки с остановками только для подачи новых материалов и деталей для последующей обработки. Поскольку в цехе в процессе производства не присутствуют рабочие, производственное освещение не требуется. За процессом наблюдает лишь небольшой штат контролеров, оснащенных средствами промышленного телевидения и сигнализации.

Автоматизированные линии и целые заводы - уже не редкость. При наличии отработанной технологии и гарантированного качества используемых комплектующих изделий человека вполне может заменить автомат. Постоянно работающие заводы способны производить сборку из готовых деталей не только автомобилей, но и электронных изделий, бытовой техники и вообще любой продукции, состоящей из стандартизованных комплектующих.

Один из пионеров автомобилестроения Генри Форд в начале ХХ века пришел к выводу, что самым слабым звеном в производстве автомобилей является человек. Ему требовалось все больше рабочих, которые работали бы все быстрее, и лучшим средством достижения этого стал введенный в 1913 году впервые в мире метод поточной (конвейерной) технологии сборки автомобилей, что позволило всего за один год поднять производительность труда на 40-60%, а также достигнуть при этом стандартизации и взаимозаменяемости деталей. Причем зарплата персонала вдвое превысила среднюю по промышленности (5 долларов в час против 2,34 долларов в час), рабочий день сократился до 8 часов. Но эти нововведения вызвали и яростное противодействие: посыпались обвинения в бесчеловечности, безжалостной эксплуатации. Вслед за Г. Фордом конвейерный метод сборки был применен и в других отраслях промышленности.

Чарли Чаплин в своем известном кинофильме "Новые времена" рассказал о том, как пагубно влияет монотонный и изнурительный труд на здоровье и психику рабочего - сборщика такого сборочного конвейера. Герой фильма Чарли должен производить в бешеном темпе одну и ту же рабочую операцию - закручивать гайку гаечным ключом. В результате он сходит с ума и ему гайками начинают казаться любые выпуклости - пуговицы на платье и даже носы окружающих людей, которые он начинает закручивать своим гаечным ключом.

Применение промышленных роботов вместо рабочих-сборщиков в автоматизированных сборочных линиях позволило исключить человека из этой производственной цепочки.

Во всем мире в 2004 году установлено более 95000 новых промышленных роботов. Инициаторами развития робототехники являются электротехническая, электронная и автомобильная промышленность. К 2005 году во всем мире установлено 848000 промышленных роботов, из них в Азии - 443 000, в Америке -125 000, в Европе - 279 000. По прогнозам, в 2008 году число роботов в мире превысит 1 миллион!

Со временем все больше привычных профессий человека перейдет к компьютерам и роботам - так надежнее и дешевле. И с этим человечеству придется смириться. Так, практически исчезли профессии чертежниц и копировщиц. Такая же судьба ждет и многие другие профессии (например, в службе сервиса), состоящие в монотонном повторении однообразных операций. И это приведет к уменьшению занятости, усилению безработицы. На долю человека останется только творческий труд. Но ведь далеко не все люди на это способны. Да и численность народонаселения растет в мире бешеными темпами, причем в основном за счет слабо развитых стран Азии и Африки. Так что технические достижения вызовут и новые тяжелые проблемы, которые еще предстоит решать бурно растущему человечеству.

По прогнозам ученых, в этом веке появятся роботы, которые смогут соперничать по своим способностям с человеком. Пока интеллектуальные возможности современных персональных компьютеров - на уровне паука, но через 20 лет они сравняются с млекопитающими, а через 40 лет - с человеком. Они будут способны производить себе подобных и самостоятельно развиваться.

Анна Чулкова
Анна Чулкова

Тесты к курсу составлены отвратительно. Они не соответствуют тексту лекции, трактуются двузначно, плохо сформулированы. В большинстве случаев верный ответ расчитан на угадывание того ответа, который считает правильным составитель теста. Но не факт, что этот ответ на самом деле верный! И самое главное - содержание тестов направлено на что угодно, но не на знание информационных технологий.

Владислав Туйков
Владислав Туйков