Czytaj książkę: «Энциклопедия будущего», strona 71

Ну и осталось нам упомянуть про манипулярий роботов, так как он тоже компонент их двигательной системы. Манипулярий – это совокупность универсальных манипуляторных устройств взаимодействия с внешней средой. У человекоподобного робота есть две руки – они его манипулярий. У насекомоподобного им служит челюстной аппарат. У осьминогообразного щупальца конечно же часть его шасси, но они же и его манипулярий, ведь он способен как двигаться посредством них, так и выполнять ими манипулятивные действия. Выступающий в роли питомца робот-животное (см. раздел о домашних роботах) типа кошки или собаки вроде бы не обладает никакими манипуляторными устройствами, однако у него наличествуют рот и хвост, которые в принципе можно рассматривать в качестве таковых, да и передними лапами многие механические звери вполне неплохо умеют управляться. Манипулярий – необязательный компонент ДС, не у всех роботов он есть, просто те, у кого его нет, очень ограничены в средствах физического контактного взаимодействия с окружающим миром.

Принято говорить, что двигательная система робота состоит из трёх компонентов: шасси, манипулярия и всех остальных подвижных частей его корпуса. Например, способная поворачивать голову шея – если таковая у него имеется – явно не шасси и не манипулярий, но она тоже элемент его ДС. Почему эти самые «остальные подвижные части» не обрели на языке специалистов собственного отдельного выделяющего их как компонент названия? Видимо потому, что они не очень связаны между собой функционально. Их скорее объединяет остаточный принцип – всё что не шасси и не манипулярий – это они.

Стандартные роботы

Стандартность – это одна из характеристик роботов, как технических изделий, согласно которой всех их подразделяют на два типа: стандартных и прочих. Те, кто несведущ в области роботостроения, часто полагают, речь идёт о соответствие неким общепринятым требованиям или нормам: к размерам, весу, особенностям конструкции, или может набору поддерживаемых функций. В действительно же всё гораздо рациональнее и практичнее. Стандартный робот – это робот, состоящий из стандартизированных унифицированных комплектующих, взаимозаменяемых вне зависимости от фирмы-изготовителя. Подобный подход очень выгоден, в первую очередь для потребителя, так как обеспечивает робототехнике наилучшее соотношение цены/качества, ведь снижение стоимости стандартных компонентов происходит не за счёт упрощения их строения или ухудшения их технических характеристик, а благодаря массовости производства и высокой конкуренции между производителями, заставляющей их постоянно быть в поиске путей к совершенствованию своей продукции и к минимизации издержек при её изготовлении. Иными словами, конкуренция ведёт к повышению качества товара при одновременном уменьшении его стоимости. Но в стандартности есть выгода и для производителей. Детали, блоки и агрегаты стандартного робота столь просты в замене, что нередко пользователь может собственноручно устанавливать их без обращения в сервис-центр или вызова специалиста, а иногда робот и сам способен проводить операцию по их замене, либо таковая услуга осуществляется бесплатно продавцом запчасти. Это провоцирует людей на апгрейд – т.е. частую и не всегда оправданную с практических позиций замену компонентов тел своих механических помощников на более новые, более совершенные или обладающие иным набором функциональных качеств аналоги.

Стандартность присуща преимущественно механоидам и кибермеханоидам, т.е. роботам с механической и мономышечной типами ДС. Кибероидам она не свойственна, прежде всего потому что их тела не очень рассчитаны на апгрейд; монтаж и демонтаж оборудования – приложительно к ним нетривиальные операции даже для высококвалифицированных техников или специалистов по кибер устройствам. Например, заменить руку/манипулятор у механоида – плёвое дело, у кибермеханоида тоже несложно, для этого всего лишь необходимо отсоединить её от скелетной основы, цепей энергоснабжения, шины управления и шины сенсорного обмена, и проделать обратные операции для присоединения новой конечности. А попробуй заменить кибермышечную руку. Её и удалить-то довольно проблематично, потребует некоторой технической грамотности и определённых навыков, а уж установить другую… Нервы кибермышц так просто с «нервной системой» робота не соединишь – тут либо нужно использовать высокотехнологичное оборудование для их сварки, либо понадобится ждать недели, пока они срастутся сами, но они могут срастись и неправильно, если сделать что-то не так, и даже в случае удачи новая конечность какое-то время будет работать немного неточно, не идеально, с повышенной погрешностью. Безусловно существуют и кибероиды, пригодные для апгрейда причисляемые к классу стандартных. Однако как правило они или не совсем кибероиды, то есть имеют гибридную ДС, или же в них применяется не самая эффективная схема организации «нервной системы», когда каждая отдельная конечность оснащена своим собственным отдельным контроллером состояния мышц, и общий контроллер, объединяющий весь мышечный аппарат в единое целое, у них отсутствует. Тем не менее, суть в том, что они всё же есть – имеются в продаже. Хотя и очень дороги, стандартные кибероиды наиболее дорогостоящи из всей стандартной робототехники, позиционируясь как элитная продвинутая её разновидность.

Набор компонентов, доступных в стандартных роботах для апгрейда, как правило не ограничен. Конечно бывают и исключения, и их много, но у большинства заменяемо практически всё: источник энергии, ИИ, сенсорные системы, коммуникационное устройство, детали внешнего корпуса, включая «голову» или отдельно «лицо» (при условии что последние или намёки на последние в той или иной степени у робототехнического изделия имеются), системное программное обеспечение, набор функций, встроенный инструментарий, двигатели и серводвигатели, механические узлы. И даже скелетная основа и корпус – когда нужен робот более высокий или наоборот менее габаритный, зачем брать нового, если можно купить только пустой остов и перебросить в него все компоненты из старого. Апгрейд – это целая индустрия, где есть место и профессионалам, кто помогает страждущим улучшения своей техники за деньги, и любителям, увлечённым очарованием домашнего роботостроения. Не редки школьные клубы, в которых азы возни с внутренностями роботов постигают дети, встречаются и серьёзные взрослые мини-сообщества, старающиеся произвести на свет что-то эксклюзивное, претендующее на звание предмета технократического искусства, бренд особого качества или собственный неповторимый почерк, когда по виду либо функциональным особенностям механического существа можно безошибочно угадать, кто его авторы. Без стандартизации весь этот достаточно обширный пласт культурно-технических интересов общества имел бы куда как более скромные масштабы, а роботы несомненно были бы менее распространённым элементом повседневности, чем есть сейчас, в настоящий описываемому момент. Основная заслуга стандартности пожалуй в том, что она предоставляет относительно недорогую компонентную базу. Ну и ещё она в определённой мере открывает пути к творческим экспериментам над робототехникой тем, кто не имеет специального роботостроительного образования.

Стандартные роботы традиционно составляют основу массового спроса потребителя. Их доля на рынке служебной, бытовой и промышленной габаритной робототехники превышает 80%. Главное их достоинство – относительная дешевизна, благодаря которой они превратились фактически в расходный материал, в широкодоступные устройства, применяемые для самых разнообразных нужд по любому поводу. Люди уже не представляют свою жизнь без них ни в быту ни на производстве.

Типы ИИ

Различают два типа ИИ: вычислительный (ВИИ) и интуитивный (ИИИ). Оба они обладают встроенным интуитивным аппаратом (внутренним мыслительным компонентом, оперирующим неполными, неявными или слабо достоверными данными), но если первый задействует его лишь косвенным образом, для повышения точности результата при недостатке достоверной информации, во втором интуитивный аппарат играет в интеллектуальных вычислениях определяющую роль, проще говоря, для ИИИ не существует безусловно достоверных данных, так же как и малозначимых игнорируемых, он использует при выработке решения каждый известный фактор с учётом его значимости и степени достоверности, и результат он получает не в виде конкретного решения, а как обобщённый образ, соединяющий все рассмотренные факторы и требующий интерпретации, т.е. перевода в логическую краткую безусловную строго структурированную форму. Достоинство такого подхода прежде всего в его скорости – выработка образа решения производится аппаратно (см. пояснение ниже), и потому независимо от объёма анализируемых данных происходит приблизительно за одно и то же очень малое время, обычно от 0,08 до 0,25 секунды. Его недостаток – не всегда ИИИ способен чётко интерпретировать полученный образ, иногда он может уловить лишь направление, в каковом далее надлежит искать точный ответ, т.е. фактически принимает интуитивное решение о следующем шаге в последовательности своих рассуждений, чтобы в конце, на последнем её шаге, прийти к решению задачи в целом. Однако этот «недостаток» позволяет, скажем, роботам на основе ИИИ не только приступать к выполнению отданных им указаний сразу, ещё не разработав чёткого плана действий, но часто и достигать лучшего более оптимального результата, так как в процессе пошагового продвижения к нему они имеют шансы получить опытным путём из окружающей среды новые данные, уточняющие производимые расчёты. Мало того, иногда без этих «опытных данных» задача невыполнима в принципе, в подобных случаях ИИ вычислительного типа (ВИИ), в отличие от ИИИ, может вовсе отказаться от дальнейшего её выполнения. Ещё в ВИИ обязательно должен быть заложен либо алгоритм решения заданной задачи, либо как минимум алгоритм поиска алгоритма её решения, иначе он окажется бесполезен. Интуитивный ИИ при необходимости выработает алгоритм сам с той или иной точностью, для него это такая же рутинная интуитивная операция, как и всё остальное. Причём ошибочный результат позволит ему скорректировать условия выработки и сделать вторую попытку. Т.е. он умеет учиться на своих ошибках, накапливать опыт.

Обещанное пояснение: аппаратный способ реализации каких-либо функций отличается от программного тем, что в нём всю работу выполняет некий самостоятельный чип по заложенному в физическую структуру его кристалла неизменному методу, не требующему ни исполнения программного кода, ни обращения к аналитическим ресурсам основного интеллектуального (процессорного) устройства. Таким образом он и разгружает оное устройство для выполнения иных задач, и сам действует гораздо быстрее, ведь обработка программного кода занимает время. Соответственно программный способ делает всё программно, с непосредственной загрузкой интеллектуального устройства. Аппаратными могут быть только самые низкоуровневые (лежащие в основании, базовые) функции, методы реализации которых не имеют альтернативы. Чем больше встроено в ИИ аппаратных компонентов, тем шустрее он «соображает», тем проворнее обрабатывает данные и принимает решения. В качестве наглядной аналогии здесь хорошо подходит сравнение с рефлексами живых существ. Если мы случайно прикоснёмся рукой к чему-то очень горячему, мы автоматически мгновенно отдёргиваем её без какого-либо умственного анализа случившегося, т.е. рефлекторные механизмы нашего тела можно называть его аппаратными поведенческими реакциями.

Для пущего понимания различий между двумя типам интеллекта приведём пару примеров. Пример первый: допустим есть два робота, один с интуитивным ИИ (ИИИ), а другой с вычислительным (ВИИ). Обоим дана задача отправиться в пункт А и привезти оттуда некий предмет Х. Робот с ВИИ сначала вычленит из памяти местонахождение пункта А, просчитает возможные трассы путей к нему, просканирует все доступные информационные источники для выяснения внешнего вида и прочих характеристик предмета Х. И лишь затем начнёт действовать. Робот с ИИИ отправится в путь практически сразу, так как неявный обобщённый образ предварительного решения будет сформирован у него уже через несколько десятых долей секунды после получения приказа, но на данном этапе это нечто очень приблизительное, просто набор подвергшихся слабому упрощённому аппаратному анализу данных, выявленных в памяти, имеющих какое-то отношение и к пункту А и к искомому предмету, и пока робот может однозначно уловить из них только тот факт, что пункт А находится на некотором удалении, т.е. не в данном помещении, значит для начала оное надо покинуть. Следуя к выходу, он успеет уточнить образ решения, вычислив начальный отрезок пути – например, что нужно переместиться к кабине лифта, так как пункт А расположен в этом же здании, но на другом этаже. Во время движения к лифту у него будет достаточно времени, чтобы выудить, из своей ли памяти или из внешних доступных по связи информационных источников, точную информацию о том, на каком этаже находится пункт назначения, в каком конкретно месте, и каким будет оптимальная траектория к нему. И далее, в процессе следования туда, ему останется лишь окончательно «прояснить образ», посмотреть в нём, как собственно выглядит сам требуемый предмет. Причём ещё на начальном этапе, из предварительного образа, он уже знал, что сведенья о предмете Х в его памяти есть и ему нужно только сепарировать их, отделить от всего остального, он знал, что знает решение задачи. Очень упрощённо говоря, предварительный образ решения робота с ИИИ состоит абсолютно из всех данных, так или иначе связанных и с пунктом А и с искомым предметом Х, а в процессе уточнения образа он попросту отсеивает ненужную информацию от нужной. Робот же с ВИИ сканирует свою память и каждый элемент информации подвергает логическому анализу, сразу вычленяя исключительно те данные, что безусловно удовлетворяют критериям текущих рабочих потребностей, и создаёт из них строго упорядоченный набор инструкций, последовательное исполнение которых приведёт к успешному выполнению поставленной задачи. Важно отметить, ИИИ при работе с образом решения не только отсеивает из него ненужные сведения, но и постоянно подгружает в него новые, актуальные в настоящий момент. Например, если он выявил, что ему необходимо воспользоваться лифтом, из образа решения тут же удаляется большая часть информации об альтернативных путях, таких как лестницы и эскалаторы, но загружается вся информация, связанная с лифтами, и вот он уже знает/вспомнил, что тот-то лифт не работает, в другом в определённые часы велик грузопоток и есть шанс потратить время на ожидание свободного места. Он непроизвольно озаботит себя выбором самого удобного из лифтов. И так он поступает не только с лифтами. Это просто автоматическая функция ИИИ – постоянно подгружать уточнённые данные, ассоциативно связанные с другими ключевыми данными, важными для решения текущего этапа задачи. Робот же с ВИИ выберет то решение, которое в предыдущий раз было успешным. В случае с лифтами он отправится к ближайшему из них, и лишь если тот окажется неработающим, займётся перерасчётами, изыскивая альтернативный маршрут следования. Ещё одно отличие – при недостатке первичных данных робот с ВИИ откажется от решения задачи, признав её невыполнимой, тогда как робот с ИИИ постарается интуитивно угадать ответ, предположить его исходя из своего предыдущего опыта решения сходных задач, заменит недостающие сведения неявными приблизительными их образами – вместо пустоты сделает их расплывчатыми пятнами, неопределёнными, но всё же имеющими некие очерченные характеристики, далее проверит, позволяет ли новый набор условий достичь нужного результата, и если нет, выдвинет следующую гипотезу. Либо он может направить всю свою деятельность на получение отсутствующих данных опытным путём: расширенным поиском в и-сети, запросом в справочные службы, обращением к хозяину, изучением местности, визуальным анализом окружающих предметов, скажем, исследуя, есть ли на них надписи, способные помочь в выяснении, чем они являются, и т.д.

Пример номер два. Дано: человек идёт со скоростью 5 км в час. В скольки километрах от текущего местоположения он будет через сутки? Для ВИИ ответ очевиден: 5*24 = 120 км. Для ИИИ всё не так однозначно. Он выдаст ту же цифру только если уточнить, что формат задачи чисто математический, а не прикладной. Иначе вы услышите от него нечто неопределённое вроде «менее 80 км» или даже просто «неизвестно». То, что человек куда-то идёт, вовсе не означат, что он будет делать так целые сутки. Он может элементарно сесть во флаер и улететь хоть на другую сторону планеты. Пойди угадай, где он окажется через день. Ещё он всяко будет спать, тратить время на еду и отдых. Провести все 24 часа на ногах мало кому по силам. А сутки какие имеются в виду – стандартные имперские или местные? Ведь планеты вращаются вокруг своей оси с неодинаковой скоростью. А дело вообще на планете происходит? А то вдруг на космической станции – там куда не иди, дальше периметра станции ты не уйдёшь. Всё это ИИИ тоже учитывает, если загрузил в образ решения данные о человеческом существе и окружающей среде. Можно сказать, он расширяет набор условий каждой задачи обстоятельствами закономерностей и ограничений, существующих в реальном мире, поэтому для него любая из задач – не абстракция, а нечто очень конкретное, чётко вписанное в реальность.

Возникает вопрос: откуда у ИИИ подробные сведенья, к примеру, о человеке и его потребности во сне? Как он их получает? Нельзя же загрузить в него информацию обо всём на свете, о каждой мелочи. Так и есть – нельзя. К слову, сведенья о человеке для ИИ не «мелочь», он и создан служить людям. Но речь не об этом. Существуют базовые наиболее важные данные, закладываемые в каждый ИИ ещё на стадии производства. Они не всеобъемлющи, но их очень много, их список отработан и выверен сотнями и сотнями лет эксплуатации интеллектуальных устройств. Эти данные различаются у ВИИ и ИИИ. В ВИИ они представляют собой набор алгоритмов почти на все случаи жизни, дополненный никак не связанной с ними объёмной информацией о распространённых в мире предметах и явлениях. ИИИ же снабжается совокупностью ключевых с позиций эффективности работы ИИИ знаний о природе и её закономерностях, которая тоже дополнена широким спектром сведений о конкретных характерных для человеческого мира вещах, однако по сути это единая база данных, причём главное её отличие от ВИИ в том, что она не простая, а «ассоциативная база данных» – т.е. та, где все её элементы, включая и явления природы, и атрибуты быта, переплетены тесными ассоциативными связями. Если в ИИИ закладываются готовые алгоритмы решений каких-либо задач, они становятся такими же элементами его ассоциативной базы данных, как и всё остальное. В принципе мы можем говорить, что база данных – один из основных компонентов интеллекта ИИИ, а от эффективности его функции, ответственной за установление ассоциативных связей и ослабление ненужных связей в ней, во многом зависит собственно уровень его интеллекта. В ВВИ подобной зависимости не прослеживается, его интеллект определяется качественностью загруженных в него программных алгоритмов и быстродействием его, как процессорного устройства.

Вообще, хранимые в памяти ИИ сведенья принято подразделять на две категории: «начальную базу данных» и «актуальный опыт». Первое как раз то, что описано выше – информация, закладываемая в него ещё на стадии заводской сборки, доводки и отладки. Второе он получает и постоянно расширяет в процессе функционирования – сталкиваясь с новыми задачами, новыми предметами и явлениями, он запоминает их. Например, что вот тот-то человек – начальник, и его команды имеют высшую приоритетность, или что вот тот-то выход ведёт в цех номер два. Проще говоря, актуальный опыт – это личный опыт, индивидуальный для каждого. При всей кажущейся незначительности его объёма в сравнении с начальной базой данных, в действительности он тоже очень значим. Настолько, что без него фактически ни один ИИ эффективно функционировать не может. Если робот (т.е. его ИИ) не знает, каковы его рабочие обязанности, кто уполномочен ему отдавать приказы, ему не известна схема расположения рабочих помещений, и соответственно отсылать его «в цех номер два» бессмысленно – он не в курсе, где это, какой от него прок? Каждому из них требуется обучение – накопление первоначального актуального опыта. Кто-то должен им всё рассказать, показать, или загрузить в них все необходимые сведения, конвертированные в понятную для их восприятия форму. На промышленных предприятия часто стараются покупать роботов одной и той же модели – у таких как правило поддерживается прямая передача актуального опыта. Новый механический работник скачивает оный из старого умудрённого годами трудовых будней и становится равноценен ему в «мудрости». Между робототехникой неодинаковых моделей прямой обмен опытом как правило невозможен или затруднён. Особенно это касается случаев с неодинаковостью ИИИ. Память и интеллект у ИИИ слишком переплетены, они представляют из себя единую взаимозависимую структуру, вследствие чего хранение данных в каждой модели ИИИ организовано иначе, чем в прочих. Только ИИИ полностью идентичной конструкции пригодны для копирования опыта с одного на другой. И то не всегда. Вероятно поэтому роботы с ИИИ менее распространены, чем с ВИИ, во всяком случае на производстве и в быту. К примеру, их доля на промышленных предприятиях составляет менее 5%. Хотя дело тут безусловно так же и в примитивности работ, выполняемых бытовыми и промышленными роботами: для погрузки, транспортирования, сварки, покраски, уборки и т.д. даже самого простого ВИИ хватает с лихвой. Гораздо чаще ИИИ применяются в домашних роботах и роботах-игрушках. Наивысшую же востребованность они получили в военной сфере, широко используясь и в системах контроля интеллектуального оружия, и в составе систем управления автономной и полуавтономной боевой техники. Правда военные предпочитают наиболее продвинутый их вид, называемый уже не ИИИ, а ТР, т.е. Техническим Разумом.