РОБОТОТЕХНИКА

ДАТЧИКИ РОБОТА

Роботы должны быть снабжены определенными датчиками ощу­щений, чтобы они могли успешно выполнять задания, обходясь без вмешательства человека. Некоторые из них будут анало­гами органов чувств человека, таких, как слух, зрение, тактиль­ная чувствительность. Однако не обязательно ограничиваться человеческими органами чувств. Робота можно заставить вос­принимать радиоволны, ультразвуковые колебания, ультрафио­летовое излучение или электрические сигналы путем простого подсоединения к его «центральной нервной системе» нужных датчиков, дающих на выходе удобный электрический сигнал.

В больнице робот-анестезиолог может осуществлять непо­средственный контроль за дозировкой анестезирующего средства в соответствии с уровнем электрических ритмов человеческого мозга, определяемым электродами электроэнцефалографа, уста­новленными на голове пациента [62].

В настоящее время разработки сенсорных устройств робота в немалой степени стимулируются потребностью во внешних устройствах для цифровых вычислительных машин. Во всем мире разрабатываются различные виды этих устройств. Исследуются различные устройства для распознавания образов, искусственные глаза для чтения букв и цифр, искусственные уши для восприя­тия речи, различные виды тактильных датчиков и другие аналоги органов чувств. Есть надежда, что какая-то часть этих исследо­ваний облегчит решение проблемы общения между человеком, вычислительными машинами и другими устройствами. Разу­меется, любые из разрабатываемых сейчас устройств приго­дятся впоследствии для использования в роботах.

Существуют органы чувств животных, которые мы до сих пор еще не научились воспроизводить. Наиболее сложными из них являются вкусовые и обонятельные. К счастью, пока они не представляют особой важности. Не подлежит сомнению, что если бы они стали необходимы, то начались бы исследования воз­можных путей их воспроизведения.

Было бы удобно, если бы органы чувств робота обладали всеми свойствами органов чувств человека и животных. Весьма полезным является, например, свойство аккомодации. Как только происходит внезапное изменение в стимуляции нервной клетки животного, резко возрастает выход нервных импульсов в нерв­ную систему. Если, однако, дальнейшая стимуляция сохраняет неизменную величину, нервная активность падает (см. рис. 2.1). По существу эта активность представляет собой форму квазидиф­ференциации реакции при изменении воздействия. Такой вид активности, по-видимому, основной в нервной системе животных, причем он не сводится только лишь к временной области. Напри­мер, в сетчатке глаза, вероятно, имеется некая форма простран­ственной квазидифференциации, которая обеспечивает эффект выделения контуров изображения, проецируемого на сетчатку. Желательно, чтобы такая способность к временной и простран­ственной дифференциации была введена в число свойств датчиков нервной системы робота.

Еще одно желательное для робота свойство сенсоров нервной системы животных состоит в том, что сигнал на их выходе не прямо пропорционален величине стимуляции, а пропорционален ее логарифму. Этот закон (известный как закон Вебера—Фех - нера) позволяет сенсорам животных работать в очень широком диапазоне интенсивностей стимуляции, и поэтому подчинение ему желательно для нервной системы робота. Очень интересен также вопрос, следует ли наделять роботы внутренним чувством времени. Эксперименты по отключению сенсоров человека позво­ляют утверждать, что человек, по существу, всецело судит о вре­мени по внешним событиям и что при отсутствии на входе инфор­мации от внешних источников утрачивается всякое «чувство времени». Если это так, нетрудно оснастить стандартный робот подобием часов или другим времяхранящим устройством, что будет весьма полезно, поскольку тогда роботу можно будет от­давать распоряжение о выполнении определенного действия в оп­ределенное время.