Так, пожалуй, можно назвать этих кибернетических работников, которые все чаще заменяют людей там, где работать тяжело и опасно. Что уже сделано в этом направлении и что еще предстоит сделать, нашему специальному корреспонденту Станиславу ЗИГУНЕНКО рассказали участники II Международной специализированной выставки интеллектуальных роботов, прошедшей недавно на ВВЦ.
По следам «Лунохода»
— Знаете ли вы, что эта машина могла оставить весь Советский Союз без пшена?
С такого вот, согласитесь, неожиданного вопроса начал разговор со мной один из создателей знаменитого «Лунохода», ныне начальник СКБ и главный конструктор по космической тематике ООО «Всероссийский НИИ транспортного машиностроения доктор технических наук Михаил Иванович Маленков. И рассказал вот какую любопытную историю.
« Луноход » собственной персоной. Правда, это всего лишь копия. Оригиналы остались на Луне.
Когда было решено послать на Луну самоходный исследовательский аппарат, знаменитый конструктор С.П.Королев собрал на совещание специалистов разных отраслей, чтобы получить ответ на главный вопрос: какой грунт на Луне — твердый или мягкий?
Мнения разделились. Часть специалистов считала, что поверхность Луны засыпана многометровым слоем особой лунной пыли. А один из них предложил даже создать для испытаний будущей машины особый лунодром, всю площадку которого надо будет засыпать десятиметровым слоем… пшена. Дескать, именно неочищенное пшено наилучшим образом будет имитировать особые свойства этой самой лунной пыли.
Снова разгорелся спор, теперь уже специалисты стали считать, сколько пшена понадобится. И тогда, видя, что подобным рассуждениям пе видно конца, Сергей Павлович взял листок бумаги и написал на нем знаменитую фразу: «Считать Луну твердой». И размашисто расписался.
Далее за дело взялись конструкторы космических вездеходов. Прежде всего, из многих способов передвижения они должны были выбрать оптимальный. При этом, как вспоминал М.И. Маленков, были проанализированы разного рода механические «кузнечики» и шагоходы, гусеничные и колесные движители…
Победило в этом соревновании, как ни странно, колесо. Оказалось, что именно колесное шасси с независимым приводом на каждое из восьми колес обладает наилучшей проходимостью и надежностью. Проверяли это на лунодроме, засыпанном, впрочем, обычным песком, а затем и в натурных условиях — в Крыму и на Камчатке, где были подобраны ландшафты, напоминающие лунные.
Еще одна интересная подробность: поначалу лунные тракторы не предназначались для самостоятельного движения. Ими, по идее, должны были управлять космонавты, высадка которых планировалась на естественный спутник Земли после прибытия туда луноходов.
Наши космонавты, как известно, на Луну так и не высадились — их опередили американские астронавты. Поэтому по ходу дела конструкцию луноходов пришлось менять, предусмотреть для руководства их движением дистанционное управление с Земли.
В итоге управляло «Луноходом-1» целое подразделение Центра дальней космической связи в Крыму. В оперативную смену входило пять офицеров: водитель лунного аппарата, который с экрана монитора наблюдал лунную поверхность, штурман, инженеры, следившие за работой антенны и бортового оборудования, а также командир расчета. Вместе с техническими специалистами и научными консультантами рабочая смена управления «Луноходом» составляла три десятка человек.
Скорость движения «Лунохода» не превышала 140 метров в час: из-за большого расстояния радиосигналы управления запаздывали, и операторам пришлось проявлять большую осторожность. Тем не менее, программа исследований лунной поверхности была успешно выполнена. Вместо трех расчетных месяцев «Луноход-1» проработал десять с половиной. За это время он проехал по твердой лунной поверхности (прав все-таки оказался Королев!) расстояние в 10 540 метров и исследовал площадь в 80 000 квадратных метров, провел в 25 местах анализы лунного грунта.
Потом нашим опытом в какой-то мере воспользовались американцы при создании своего лунного вездехода LRV. Интересно, что главным препятствием на пути американских лунных гонщиков стали не валуны и кратеры, а малая гравитация (в шесть раз меньше земной).
Уже на скорости около 10 км/ч LRV начинал «козлить» даже на ровной поверхности, хотя его масса с астронавтами и собранными образцами грунта достигала 690 кг. Всего на Луне побывало три «космических джипа», которые существенно помогли американцам в сборе образцов и обследовании лунной поверхности в районах высадки.
Копия этого аппарата была когда-то доставлена на Марс.
У нас тоже, кроме «Лунохода-1» и «Лунохода-2», был построен и подготовлен к отправке в космос еще более совершенный исследовательский аппарат «Луноход-3», но на Луну он так и не попал — советскую лунную программу к тому времени свернули.
Однако полученный опыт вскоре пригодился на Земле. После взрыва на Чернобыльской АЭС специалисты из ВНИИ «Трансмаш» в кратчайшие сроки изготовили на основе «Лунохода-3» робота, который безотказно работал в условиях Чернобыля и позволил людям не подвергаться жесточайшей радиации.
— Сейчас нам, к сожалению, в основном приходится выполнять иностранные заказы, — посетовал М.И.Маленков. — Отечественная программа исследования других планет с помощью самоходных аппаратов по существу законсервирована. Тем не менее, нами в свое время был проведен полный цикл исследовательских работ по созданию марсоходов, были испытаны экспериментальные конструкции, при создании которых был сполол использован накопленный опыт. Так что если будет задание, мы подготовим разведчика для Марса или Венеры в кратчайшие сроки…
Схема движения экспериментального шагохода Балтийского госуниверситета.
Робот-червь везде пролезет
Представьте себе: вот уже три месяца на Марсе бушует песчаная буря. Небо затянуто густой красноватой мглой. Лишь постепенно посреди этой завесы проступает темное пятно; по нему крапинками белеют звезды. Скоро ветер перестает швырять груды песка и, словно истомившись, стихает. Взвесь, висевшая в разреженном воздухе, оседает. Плотным одеялом по планете расстилается песок. И вот песчаная гряда оживает. Из глубины пробивается на свет то ли червь, то ли змея длиною в полтора метра. Однако это вовсе не представитель местной марсианской фауны.
— Наш «Бунгар» — существо почти разумное, — сказал мне студент-старшекурсник Балтийского государственного технического университета Дмитрий Ваньков. Под руководством кандидата технических наук, доцента Н.Г.Яковенко и инженера-конструктора А.Ю.Гурова Дмитрий и его друзья создали метровую кибермодель механического червя по образу и подобию африканской гусеницы бунгар, позаимствовав у нес способ передвижения практически по любой поверхности.
Стоит, наверное, сказать, что наши специалисты — не единственные, кто работает над созданием роботов-пресмыкающихся. Гэвин Миллер из фирмы Interval Research Corporation и Гэри Хейт из исследовательского центра НАСА создали «дракона» длиной около 2 метров и весом 15 килограммов. В отличие от настоящих змей, которые скользят по земле за счет ритмичных движений, этот «дракон» будет перекатываться на десятках миниатюрных колесиков. Он сможет переползать каменные глыбы, песчаные дюны и расселины в скалах.
Гибкость и прочность — вот, по мнению Яковенко, преимущества роботов-змей, готовых отправиться на завоевание далеких миров. Сенсоры, закрепленные на обшивке-«коже» роботов, могут анализировать состав грунта той или иной планеты, проводить сейсмические измерения и даже отыскивать следы воды.
Впрочем, как полагают, например, китайские инженеры из Национального университета военной науки и техники, робот-змея вполне может пригодиться и на Земле. Например, для разведки в зоне радиоактивного заражения, высокой запыленности, после применения отравляющих газов. «Робозмей» может двигаться со скоростью 20 метров в минуту и способен проникать в любые завалы, оставшиеся после землетрясений, пожаров, схода оползней.
— Однако робот-змея не сумеет исследовать атмосферу планеты. Помните, «рожденный ползать летать не может»? — подвел итог своему рассказу Дмитрий Ваньков. — Поэтому в скором времени, вероятно, появятся и «полиморфные» роботы, которые самостоятельно смогут менять свою форму, встречая во всеоружии каждую преграду, способные выполнить любую задачу…
В общем, возможно, лет через 15–20 «звериная рать» роботов примется исследовать просторы Солнечной системы, готовя базы, на которые потом прибудут их творцы и создатели — люди.
«Инопланетянин, я вас узнал!..»
…Я уже собирался покинуть выставку, когда вдруг услышал странный голосок.
— Это — кукла. Это — бутылка. Это — книга… — говорил кто-то голосом Буратино.
Пришлось развернуться и двинуться на голос. Вскоре передо мной оказалось некое чудо-юдо. Попробуйте представить себе, как бы мог выглядеть Квазимодо ростом в полметра, если бы он стал вдруг роботом…
— Внешность для нас пока не главное, — сказала мне научный сотрудник Международного научно-учебного центра информационных технологий и систем Академии наук Украины Ольга Николаевна Сухоручкина. Нам бы глаз навострить да разум отточить…
Ну, а если серьезно, то Ольга Николаевна и ее коллеги создают прототип «интеллектуального исследователя иных миров». И главное для них сейчас — научить робота безошибочно отличать один предмет от другого.
Коллекция объектов, которые может распознать робот, все время расширяется. Причем исследователи учат его не только сравнивать увиденный объект с его эталонным изображением, хранящимся в памяти, и таким образом опознавать, но и классифицировать объекты. Любой ребенок, к примеру, безошибочно отличит кошку от собаки, хотя никогда ранее эту кошку не видел, и она, вроде как собака, мохнатая, ушки торчком, хвост и четыре лапы…
— Мы отличаем одно животное от другого, классифицируем своих знакомых по множеству мелких признаков, определяющих их индивидуальность, — продолжала рассказ Ольга Николаевна. — Вот этому, если хотите, искусству мы и учим сейчас нашего «опознавателя».
Пока он научился безошибочно различать с десяток предметов. И уже не скажет, глядя на книгу, что перед ним кукла. А кукол научился различать самых разных, тренируясь тем самым в распознании человеческого облика.
— Следующий этап распознавания — выделение и описание в объекте его наиболее характерных черт, — сказала Ольга Николаевна. — К примеру, увидев ту же собаку, робот вскоре сможет описать ее, например, так: «Мохнатое существо на четырех лапах, лает».
В итоге же своих исследований специалисты Украины надеются создать исследователя иных миров, который, оказавшись когда-нибудь на Марсе или на спутнике Юпитера — Европе, сможет не только безошибочно отличить живое существо от неживого объекта, но и описать его, скажем, так: «Вижу зеленого человечка, покрытого пушистым мехом… Здравствуй, инопланетянин!..»
Один из экспериментальных шагоходов был создан в 1978 году специалистами Института машиноведения.