Творения рук человеческих (Естественная история машин) - [56]

Создание диагностических машин явилось лишь началом: в дальнейшем это направление развилось в чрезвычайно большую область специального машиностроения. При этом весьма характерно, что развитие и совершенствование таких машин идут параллельно с изучением самого человека. В этом направлении, как и во многих других, по-видимому, предела человеческого познания нет.

В 60-х годах происходило быстрое развитие машин автономного действия, параллельно которому развивалось учение о роботах и манипуляторах. Технические качества роботов росли очень быстро. Завершилось это десятилетие тем, что впервые в истории человечества на Луну был доставлен управляемый с Земли советский робот очень высокого класса — «Луноход-1».

Еще в конце 50-х годов начала меняться мера участия человека в управлении машиной. Человек-оператор постепенно передавал свои функции машине. Сперва это были функции движения, затем функции передач и переработки информации, наконец, функции принятия решения.

В 1954 г. в США был выдан первый патент на автомат, названный промышленным роботом с программным управлением движений искусственной руки. В 1962 г. в США были разработаны и построены образцы роботов «Юнимейт» и «Версатран». Через пять лет роботы этих типов были вывезены в Японию, где это новое производство было быстро освоено, и к настоящему времени постройкой роботов и манипуляторов различного назначения занимаются уже более ста японских фирм. Таким образом, среди капиталистических стран Япония заняла ведущее место по производству машин автономного действия.

При совершенствовании промышленных роботов выявляются две тенденции, связанные, с одаой стороны, с ростом их экономичности и эффективности, а с другой — с увеличением их автономности и мобильности. Первые модели промышленных роботов создавались как завершенные и неделимые механические конструкции, имевшие определенное число степеней свободы и определенную систему управления. В результате их кинематическая структура оказывалась чрезмерно сложной, то же происходило и с системой управления. Затем началась специализация машин автономного действия, в связи с чем быстро росла номенклатура различных конструктивных решений.

Для универсализации промышленных роботов и для упрощения возможности их использования в желательном конструктивном оформлении была сделана попытка разработки модульных конструкций роботов. В этом случае все его агрегаты, системы управления и математическое обеспечение — все эти элементы могли быть собраны в некоторое число различающихся между собой по форме и по назначению конструкций. Подобную универсальную и одновременно экономичную конструкцию разработали японские специалисты. Эта конструкция блочная и состоит из четырех агрегатов — телескопической «руки», «кисти» для захвата, вертикальной колонки и основания. Такие роботы агрегатного типа имели большую эксплуатационную гибкость, что давало возможность реализовать наиболее рациональную композицию для использования ее в условиях многономенклатурного производстве.

Быстрое совершенствование машин автономного действия определило характерные особенности трех последовательных поколений этих машин. К первому поколению принадлежали роботы, которые были снабжены циклической системой управления, ко второму — роботы с рефлексным принципом управления, к третьему — роботы с адаптивной системой управления, основанной на принципах самоорганизации и самоусовершенствования.

Создание третьего поколения роботов выдвинуло необходимость введения в систему управления элементов искусственного интеллекта. Роботы с элементами машинного зрения были созданы в США, Англии, Японии. Соответствующие исследования проводятся и в нашей стране: роботы с искусственным зрением были созданы в Ленинграде и Киеве. Эти роботы могли находить некоторые объекты, а также собирать некоторые простейшие механизмы. Еще в 60-е годы была создана и начала работать советская космическая станция «Луна-9», оборудованная системой искусственного зрения: передаваемая с ее помощью информация дала возможность ближе познакомиться с поверхностью Луны.

Дальнейшие поиски в области робототехники позволили расширить функциональные возможности роботов. Американская информационная система выполнила комплекс исследований на Марсе в целях получения атмосферных, аэрофизических, аэрохимических и биологических данных. Были созданы также специализированные телеуправляемые подводные аппараты.

Непрерывное совершенствование роботов и расширение их функциональных возможностей вызвали необходимость дальнейшего совершенствования их классификации. К настоящему времени можно выделить по крайней мере четыре группы роботов: собственно роботы — кибернетические автоматы; управляющие роботы — автоматы, предназначенные для решения сложных численных и логических задач; управляемые роботы — манипуляторы, предназначенные для выполнения механических операций на некотором расстоянии от оператора; информационные роботы — автоматические системы, предназначенные для поиска, переработки и передачи информации о состоянии различных параметров исследуемых объектов.