Читать интересную книгу Знакомьтесь - роботы ! - И Артоболевский

Когда создавались и внедрялись станки с программным управлением станки универсальной специализации, - возникало множество вопросов о том, как строить и рассчитывать программы движений инструмента и изделия. Однако все эти вопросы не были неожиданными. Руководством, отвечающим на них, служил чертеж, тот самый, которым руководствовался токарь. В чертеже содержится значительная часть необходимой информации; ее легко перевести в набор цифр, логических действий, записать в коде, понятном станку, как они были понятны человеку.

Станки с цифровым управлением знаменовали важный, но только первый этап комплексной цифровой автоматизации производства. Они не исключили человека из технологического процесса, оставив на его долю "простые" операции, не требующие высокой квалификации, но самые "человеческие" по содержанию.

Промышленный робот может завершить комплексную автоматизацию, освобождая человека от непосредственного участия в процессе производства, оставляя за ним лишь обязанности поддержания и обеспечения бесперебойной работы. На этом этапе автоматизации возникает ряд смутных понятий и вопросов, неожиданных потому, что ответов на них не было ни в какой технической документации и решить их можно было различными путями.

РАЗУМ И ЛОГИКА

А что касается процессов сборки, то они до сих пор в большинстве своем представляют собой такую область технологии, которая при любой попытке что-то автоматизировать оказывается полным-полна неясностей и неожиданных сложностей. Неспроста так низок уровень автоматизации этих процессов!

Давайте проследим за тем, как человек осваивает какую-либо сборочную операцию; а вы в уме все время прикидывайте, как робот должен был бы выполнять эту операцию, какую программу действий надо ему подсказать.

На конвейер пришел новичок. Его ставят на простую операцию; период обучения этой операции короток, но он не простая формальность, а необходимый этап достижения мастерства. Хотя у обучающегося есть все, что нужно для качественного и быстрого выполнения операции: детали, инструмент, приспособления, причем все это расположено наилучшим образом, все под руками, - все равно поначалу это непросто. Каждая операция рассчитана на квалифицированного оператора - это значит, что у него гайка на болт "наживляется"

сразу, не перекашивается, не заедает; что, устанавливая в кузове автомобиля сиденье, оператор чувствует, когда и где нужно нажать, оттянуть, повернуть, чтобы оно правильно и быстро стало на место; что, присоединяя рычаги, он сумеет быстро найти нужное им положение.

Всему нужно научиться, получить навыки.

Ни в одной технологии вы не найдете указания,как наворачивать гайку на болт без перекоса, когда и где нужно нажать на сиденье, чтобы оно правильно стало на место. Считается само собой разумеющимся, что человек, осваивая операцию, будет думать, соображать, как ему удобнее, проще, быстрее выполнять эту операцию. Он сам для себя найдет и построит весь набор не* обходимых действий и движений, сам для себя разработает подробную программу операции, прочно уложит ее в свойственное ему подмножество движений (ведь вы знаете, что два оператора одну и ту же операцию будут делать по-разному, даже если они - вы и ваш папа).

В период обучения мозг человека все время связан со всеми участками рабочего места. Он следит за движением конвейера, смотрит туда, откуда берет деталь, инструмент. Каждому движению предпосылает мысль, взгляд; каждый раз система управления этим движением - система с обратной связью охватывает много подробностей, много объектов. Движения поначалу получаются торопливыми, излишне размашистыми. Каждый раз надо задумываться: подчас не сразу понятно, то ли лучше шагнуть за движущимся конвейером, то ли согнуться, или просто вытянуть руки...

Но вот процесс обучения окончен. Привычные движения очень экономны и не кажутся торопливыми. Глаза лишь иногда, и то мельком, оглядывают рабочее место.

Обратные связи не нарушены, но система управления движениями значительно "укоротилась", стала оперативнее, требует минимального объема информации.

Ощущения, что все в порядке, теперь приходят не только и не столько от зрения, сколько от других "чувств", скрытых в мышцах и сухожилиях, от скрытых там рецепторов, реагирующих на уровень возбуждения мышц, на растягивающие их усилия (опять темные мышечные чувства!). Теперь оператор действует так же точно и быстро, как все другие члены его бригады, участка, как все операторы главного конвейера.

Вы последовали нашему совету? Следя за рассказом о процедуре обучения, вы прикидывали, насколько полезны все подробности в случае, если возникнет задача заменить человека у сборочного конвейера роботом?

Вы не прикидывали, вам трудно? Специалисты по автоматизации очень даже прикидывали и прикидывают!

Ученье - свет! Но этот "свет" не поддается количественному измерению, его нельзя перевести в числа, закодировать и "запомнить" в программе управления роботом. Для робота операции, которые выполняют операторы-сборщики, слишком "человеческие", люди не могут его им научить, они знают, что нужно сделать человеку, но во многих случаях не знают, как это должен делать робот.

Один из первых кибернетиков, покойный ныне профессор Норберт Винер, в своей книге "Творец и робот"

писал:

"Главное из преимуществ мозга перед машиной - способность оперировать с нечетко очерченными понятиями. Наш мозг свободно воспринимает стихи, романы, картины, содержание которых любая ЭВМ должна была бы отбросить как нечто аморфное".

Умение оперировать с нечетко очерченными понятиями Н. Винер считал не просто одним из преимуществ естественного интеллекта перед ЭВМ, а главным преимуществом!

Эта точка зрения была им сформулирована свыше десяти лет назад, но вряд ли сегодня можно противопоставить ей иную точку зрения, вряд ли можно даже предсказать, когда машина научится, подобно человеку, увязывать возглас собеседника "Вот это да!" с содержанием вашей с ним беседы и получать совершенно четкое представление о его отношении к существу этой беседы. А человек увяжет и получит!

Умение человека понимать между строк проявляется не только тогда, когда оперируют такими сложными категориями, как живопись, музыка или поэзия, но и в значительно более простых ситуациях, тех, которые нас больше всего интересуют, которые связаны с нашей трудовой деятельностью.

Ученье - свет только в тех случаях, когда методы ученья хорошо согласованы с возможностями и способностями обучаемого. В противном случае это не свет, а сплошная тьма.

Человеком управляет разум, автоматом - логика.

Именно это различие всегда определяет различие между процессом, выполняемым с участием человека, и процессом, полностью автоматизированным.

Когда возникает задача полностью автоматизировать процесс обслуживания станка, то, решая ее, прежде всего необходимо согласовать уровень организации всего процесса в целом с возможностями создаваемой системы автоматизации: в нашем случае - уровень организации "рабочего места" робота с его техническими характеристиками.

Две различные точки зрения возможны, когда решается задача такого согласования. Одна основывается примерно на таком рассуждении: "Понятно, что робот не человек! Но все-таки очень желательно, чтобы он заменял человека у станка без всяких изменений технологии и оборудования. Токарь брал заготовки из ящика как хотел, и пусть робот сам разбирается, как они в этом же ящике лежат, и пусть берет их оттуда как хочет. В общем, пусть все проблемы автоматизации решают создатели роботов, чтобы у нас с этими проблемами никаких других хлопот не было".

Этого взгляда могут придерживаться те, кто находится во власти своих интуитивных представлений о роботе, сложившихся под влиянием фантастических рассказов. Общепринятой среди специалистов по робототехнике является другая точка зрения, такая: "Понятно, что при замене человека роботом возникает ряд проблем. Решать эти проблемы следует, так сказать, с двух концов. Нужно стремиться максимально расширять функциональные возможности робота и вместе с тем так изменять технологию процесса и конструкцию машин и оборудования, так организовывать в каждом случае у каждого станка рабочее место робота, чтобы эти возможности максимально использовать".

Вероятно, мало кто может сомневаться в том, что эта точка зрения единственно правильная. Но она никогда не дает и не может дать однозначного ответа на вопрос - каковы же должны быть конструкция и устройство самого робота?

Пожелания "максимально расширить возможности робота" и "наилучшим образом организовать его рабочее место" весьма нечетко очерчивают, что именно имеется в виду, как именно следует выполнять эти пожелания. Ученые и инженеры, придерживаясь единого взгляда на подход к решению проблемы роботизации, поразному оперируют с этими нечетко очерченными понятиями.