Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 12 (112) - [2]
Стоит признать: электромеханические механизмы с сенсорной обратной связью создавались и до творений Уолтера. Так, в 1928 году, демонстрируя тогдашние достижения радиоэлектроники, концерн Philips Radio выпустил Philips Radio Dog, или, сокращённо, Philidog. Особенностью этой электромеханической игрушки было использование фотокатода в качестве сенсора освещённости. Благодаря ему радиопёс Philips следовал за источником света, например фонариком в руке владельца.
Вряд ли поведение Philidog можно назвать осознанным. Скорее, это был автомат, упакованный в игрушечный корпус.
Грей Уолтер же планировал смоделировать осознанное поведение, основываясь на своих обширных познаниях в нейрофизиологии. И у него это получилось! Первым его творением стал ELMER (сокращение от ElectroMechanical Robot). Собранный в буквальном смысле из того, что было под рукой, Elmer представлял собой трёхколесную тележку с электроприводом переднего колеса, управление движением и поворотом которого выполняли два «нейрона» — схемы на основе лампового усилителя и реле.
Базовая схема всех роботов-черепах Грея Уолтера была проста. Датчик света, датчик прикосновений и два ламповых «нейрона»
Один из нейронов был подключен к «глазу» ELMER — фотоэлектрическому элементу. Второй обеспечивал обработку реакции на прикосновение к корпусу. В первом варианте ELMER роль датчика прикосновения выполнял обыкновенный телеграфный ключ. Целевой функцией первой робочерепахи было движение к источнику света, который она искала, целенаправленно поворачивая свой корпус. Датчик прикосновения использовался для обнаружения препятствия и заставлял ELMER давать задний ход. Дифференцирование сигналов от двух датчиков приводило к тому, что ELMER с большим успехом объезжал препятствия и добирался до своей лампочки-кормушки.
Таким образом, черепаха ELMER весьма успешно демонстрировала поведение, напоминающее поведение живого организма, и была фактически первым роботом, основанным на тех же принципах, которым следуют простейшие биологические механизмы.
Между тем у Грея Уолтера были более грандиозные планы. С помощью своих электромеханических роботов он собирался исследовать не только физиологические аспекты поведения живых организмов, но и их психологию. Его интересовали такие понятия, как свобода выбора, саморегуляция, предотвращение дилемм поведения, ассоциативная память и даже зачатки социального поведения.
Что будет, если заставить ELMER решить дилемму буриданова осла и зажечь два источника света? Простейший поведенческий механизм заставлял ELMER колебаться, решая бесконечную задачу выбора из двух равноценных вариантов.
А вот его младшая сестра ELSIE (от Electromechanical robot, Light-Sensitive with Internal and External stability) с лёгкостью разрешала любые буридановы дилеммы. Благодаря поворотному механизму своего фотоэлектрического «глаза» и способности отличать сильный источник света от слабого, ELSIE не только обнаруживала оба источника света, но и выбирала тот, который, по её мнению, был более ярким. После его исследования она находила другие источники и ехала рассматривать их.
Именно ELSIE суждено было стать знаменитостью, демонстрируемой на фестивале британской науки в 1951 году. И, кстати, её любовь к женским ножкам, так эмоционально расписанная газетчиками, стала результатом её более продвинутой светочувствительной схемы. Привлекали ELSIE, конечно, не ножки, а блики света на капроновых чулках. Повинуясь своему исследовательскому инстинкту, ELSIE и льнула к этим «кормушкам».
Ещё один интересный эксперимент выполнялся с несколькими ELSIE, когда у каждой на «носу» зажигали лампочку. Робочерепахи немедленно находили себе подобных и начинали исполнять сложные па, то приближаясь, то отдаляясь друг от друга. Помогали им в этом датчики прикосновений, обеспечивающие обратный ход при столкновении с себе подобными. Поставив перед ELSIE с горящей на носу лампочкой зеркало, можно было наблюдать подобие ритуального танца, словно робочерепаха пыталась познакомиться со своим отражением.
Между тем Грей Уолтер усложнял схему своих роботизированных черепах. Его следующее творение CORA (от Conditioned Reflex Analogue) было экспериментальным образцом и не получило такого широкого признания публики, как ELSIE. Между тем именно CORA поразила собственного создателя, продемонстрировав зачатки не запрограммированного заранее поведения. Целью создания CORA было моделирование выработки условного рефлекса.
И если ELMER и ELSIE Уолтер называл Machina Speculatrix (машина-исследовательница), то для CORA вполне подходило название Machina Docilis — машина, способная обучаться.
В дополнение к фотосенсору и датчику прикосновения CORA имела микрофон, настроенный на звук определённой частоты. А её «нейронная» схема была усложнена, получив подобие кратковременной памяти. Когда черепаха натыкалась на препятствие, исследователь закреплял это событие, дуя в полицейский свисток (именно на его частоту и был настроен третий усилитель CORA). Дифференциация двух сенсорных воздействий запоминалась роботом в виде единой реакции — объезда препятствия.
