Помоги проекту - поделись книгой:
На своих двоих ногах мы уверенно ходим по земле, ловко поднимаемся по лестницам и прыгаем через лужи. Зато лошадь, скачущая на четырех ногах, легко обгоняет бегущего человека. А шестиногие мухи и восьминогие пауки без видимых усилий ползают по стенам и даже по потолку.
Какое же количество ног предпочесть?
Посоветовавшись, инженеры решили сначала построить шестиногую шагающую машину. «Потому что шесть — это два раза по три, — рассудили они, — а стол на трех ножках никогда не качается. Значит, и транспортный робот должен получиться весьма устойчивым».
Нам как-то довелось видеть такую «шестиножку» в действии. Она по очереди уверенно переставляла свои ноги, не опрокидывалась даже, когда ей на пути разбрасывали кубики, заставляли преодолевать иные препятствия. Ведь ног-то у нее целых шесть!
Однажды научившись, человек потом ходит, бегает и прыгает не задумываясь. Но это не значит, что его действия бесконтрольны. Движением нашего тела, в том числе рук и ног, управляет спинной мозг, давая возможность мозгу головному заниматься более важными делами — прежде всего, конечно, думать.
Транспортные роботы тоже нуждаются в управлении. Инженеры разработали несколько способов управления шагающими машинами.
Американские специалисты, например, однажды поручили это человеку-оператору. Пусть сидит в кабине и нажимает на рычаги и педали. Нужно шагнуть передней ногой — передвинет рычаг, задней — нажмет на педаль…
Устроили испытания. И что же? Выяснилось, что такое управление машиной очень утомительно для человека. Он гораздо меньше бы устал, если бы шел просто пешком.
Петербургские конструкторы, построившие шагающую машину ШАМА, поступили по-другому. Управление шагоходом они доверили вычислительной машине, «электронному мозгу».
Глаз телекамеры осматривал окружающее пространство и сообщал компьютеру о препятствиях на дороге.
Вычислительная машина принимала нужные решения, и транспортный робот соответственно то удлинял шаг, перебираясь через канаву, то приподнимался на «цыпочки», чтобы не задеть туловищем-корпусом большой камень, лежащий на пути.
Московские инженеры попробовали управлять движением шагохода третьим способом. У сконструированной ими в 1975 году под руководством академика Дмитрия Евгеньевича Охоцимского «шестиножки» вообще не было «электронного мозга». Его заменило более простое устройство — релейное. Не было и телеглаза; маршрут движения выбирал человек-водитель. Но ему не нужно было думать, какую ногу транспортный робот должен поставить сначала, а какую потом. «Шестиножка» делала это сама, при помощи релейной схемы. А потому управлять такой машиной оказалось не сложнее, чем обычным автомобилем.
У новой машины наших ученых и инженеров уже восемь ног, высотой почти в полметра каждая. Этого оказалось вполне достаточно, чтобы «шагалка» брала самые трудные препятствия, не переваливалась с ноги на ногу, не раскачивалась из стороны в сторону, а плавно шла легкой «походкой».
Экологически безопасная машина незаменима в местах, где нет дорог, там ей цены нет. В первую очередь на «северах», где под гусеницами вездеходов гибнет хрупкая растительность тундры. Как утверждают экологи, след от тяжелого грузовика в тундре отпечатывается чуть ли не на 100 лет. И если мы хотим сохранить, оставить после себя в полной красе северную природу, нужны именно такие аппараты. Робот ступает аккуратно, не повреждая почву. Его можно научить ходить даже по болотам.
Финансировало работы по созданию новой машины Министерство образования и науки в рамках программы «Разработка нетрадиционных средств передвижения». Когда дело дошло до стадии «железа», к делу подключились и специалисты Волгограда. Там над новинкой основательно поработали заведующий кафедрой теоретической механики профессор Волгоградского государственного технического университета Е. Брискин, генеральный директор ЦКБ «Титан» В. Шурыгин и его заместитель В. Серов.
Что же касается электронной «начинки», то тут свою долю работы выполнили москвичи. Именно они решили множество задач по геометрии и кинематике, чтобы выработать алгоритм движения, создать соответствующее программное обеспечение для шагохода.
На каждой ноге, точнее — шагающем модуле, установлено как минимум пять сенсоров (всего их 20). Сигналы от них поступают в бортовой компьютер. Он анализирует поступающую информацию, моментально обрабатывает и задает ритм движению шагающего робота — как бы проектирует его походку.
Скоро к «ногам» добавятся еще и «руки» — ведь робот должен не только шагать, но и что-то по ходу делать.
Значит, появятся новые сенсоры и сигналы. Алгоритм управления шагающей машины еще более усложнится.
«В режиме реального времени предстоит обрабатывать от 20 до 50 сигналов несколько раз в секунду, — полагает профессор Павловский. — Тогда робот будет двигаться со скоростью в 3–5 км/ч, не задумываясь, какую ногу куда поставить…»
По сути, речь идет о создании зачатков системы искусственного интеллекта. Наличие такой системы позволит водителю просто сказать машине: «Давай-ка сейчас вправо, а метров через 500 поверни налево». И машина выполнит команду с точностью до метра.
Насколько это сложно, говорит и такой факт. Сегодня в мире лишь несколько ведущих лабораторий — в Японии, США (НАСА) и отчасти в Германии — занимаются разработкой таких сложных систем управления.
Наши исследователи не уступают зарубежным коллегам, а в 80-х годах прошлого века даже опережали их.
И с каждым годом конструкции транспортных роботов становятся все совершеннее. Специалисты придумывают шагающие машины для геологов и полярников, лесников и тружеников сельского хозяйства. Они помогут людям доставлять грузы через топкие болота и лесные вырубки, усеянные пнями, через ледяные торосы, трещины и горные перевалы, по узким, обрывистым тропинкам. Обычные колесные или гусеничные вездеходы здесь не годятся, они безнадежно застрянут на первых же метрах пути. Иное дело — шагающие роботы. Словно лось, такой шагоход пройдет по болоту; гигантским кузнечиком перепрыгнет овраг; как заправский альпинист, взберется по крутому склону. Кроме того, ныне уже есть роботы, способные, словно пауки, взбираться по лестницам, передвигаться по стенам и потолку.
Возможно, одним понадобятся две ноги, другим — четыре, третьим — восемь… Словом, каждый раз ровно столько, сколько им нужно, чтобы хорошо выполнить порученную работу.
Управлять «шагалками» тоже будут по-разному, в зависимости от их назначения. Если потребуется, их оснастят «электронным мозгом», а может быть, будет достаточно и релейной схемы. Каким-то роботам не обойтись без водителей, другие смогут работать самостоятельно.
Многим из них найдется дело на Земле, а некоторые отправятся в дальние путешествия на борту космических кораблей-разведчиков, их следы появятся на поверхности неизведанных планет.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Зеленая архитектура
Не секрет, что в современном мегаполисе остается все меньше места для зеленых насаждений. А без них многие города попросту начинают задыхаться, по их улицам впору ходить с кислородными масками.
Что делать? Ответ на этот вопрос наш корреспондент Виктор СЕРЕДИН попытался найти на специализированной выставке «Комплексный подход к благоустройству территорий города», прошедшей недавно в Москве.
Если посмотреть на современный город с вертолета, то становится очевидно: треть городской площади, а в некоторых районах и до половины занимают… крыши.
Как сказал Александр Мацегора, специалист по озеленению домов, в Москве общая площадь крыш составляет 3,5 млн. кв. м. Каждый год приходится ремонтировать примерно 300 тысяч квадратных метров, то есть примерно одиннадцатую часть. А что, если одновременно с ремонтом крыш вести и их озеленение?
Мысль не так уж парадоксальна, как может показаться на первый взгляд. Сейчас на крыши кладут синтетические покрытия, которые разрушаются лет за восемь: мороз и солнце, дождь и ветер исправно делают свое дело. Но если прикрыть синтетику землей, на которой посеять траву, то срок службы покрытия увеличивается. Причем намного — до 30–40 лет. Покрытие защищено от солнца и негативного воздействия погоды. Вода же синтетику не разрушает. Плюс к этому горожане получают новую зеленую территорию. «На такой крыше можно гулять, загорать, дышать воздухом», — подчеркнул А. Мацегора.
Этой идей весьма заинтересовался один из заместителей московского мэра, посетивший выставку. Правда, насколько быстро проект «зеленых» крыш начнет внедряться, пока неизвестно. Говорят, что такая технология опробована лишь на малых частных домах, а вот на муниципальных зданиях ее еще не испытали. Кроме того, если обычная кровля стоит 290 рублей за кв. м, то «зеленая» обойдется в 350 рублей за «квадрат».
Между тем за рубежом зеленых крыш на домах с каждым годом становится все больше. Так, например, компания FedEx, промышленный гигант, как бы раскаиваясь за свои грехи по выбросу диоксида углерода, соорудила зеленую лужайку на крыше своего главного офиса в Чикаго.
Здания по всему миру, даже Министерство финансов Греции, теперь украшают «зеленые крыши»; на некоторых теперь даже растут деревья. «Такое решение вполне логично, — отметил доктор Стефан Бартел, шведский специалист в области городской экосистемы. — Ведь в течение ближайших 40 лет мы не только должны обеспечить жильем более 3 миллиардов человек в мире, но и дать им возможность жить в гармонии с природой»…
Следующий логический шаг, который предстоит сделать человечеству, спускаясь с небес (точнее, с крыши) на землю, состоит в сооружении «живых стен», продолжал свои рассуждения Стефан Барел. «И опять-таки у многих людей в головах упорно держится мнение, что деревья и кустарники, цветы и трава могут портить материал, из которого сделано здание. Но ведь многие стены древних замков были обвиты плющом, покрыты зеленью на протяжении веков!»
Преодолеть эти предрассудки собираются специалисты итальянской архитектурной компании
Конечно, не каждое дерево приживется на высоте.
«Ассортимент растений пока весьма ограничен, — говорит Мишель Пимберт, руководитель сельскохозяйственных исследований Международного института развития окружающей среды. — У некоторых слишком длинные корни, которые и в самом деле могут разрушить здание».
Тем не менее, градостроители смотрят на зеленые башни с большим интересом. Экспериментальная постройка
Живые растения, покрывающие здание, будут способствовать регуляции микроклимата во внутренних помещениях, а также фильтрации частиц пыли, содержащихся в городской среде (Милан является одним из самых загрязненных городов в Европе).
Для жителей же пригородов у современных архитекторов есть еще один рецепт. Чтобы не занимать постройками территорию, пригодную для сельскохозяйственных угодий, они предлагают селить в оврагах и на косогорах. Здесь весьма удобно строить… землянки. Но не такие, какие еще помнят жители старшего поколения нашей страны. Современное «подземелье» хорошо проветривается и освещается (в том числе и дневным светом), максимально приспособлено для комфортабельного проживания.
Посмотрите на фото. Видите, как удачно такое жилище вписывается в зеленый ландшафт? Оно буквально врезается в поверхность земли, но все же имеет отличный доступ к свету и свежему воздуху, хотя и расположено в бывшем овраге.
Кроме того, современные архитекторы готовы предложить массу вариантов устройства таких жилищ. Кстати, зеленая крыша такого дома опять-таки готова служить обитателям такого жилища верой и правдой многие десятилетия, а то и века!
Те люди, которые не могут жить под землей, например, потому, что страдают клаустрофобией, теперь имеют возможность построить себе дом из дерева, который будет располагаться… на дереве. Кто в детстве не пытался залезть на дерево и соорудить там нечто вроде скворечника, где можно было бы спрятаться от всех и вся? Вспомнив эту детскую забаву, француз Ален Лоран и стал строить на деревьях комфортабельные дома для отдыха!
Идея сооружать дома на деревьях пришла к Алену более десятка лет тому назад. В то время он возглавлял в Париже рекламное агентство, и вечная суета, связанная с этим бизнесом, ему изрядно надоела. Тогда он решил круто поменять свою жизнь — заняться совершенно новым для себя делом.
«Не скажу, что идея эта осенила меня вдруг, упав на голову, подобно яблоку Ньютона. Подспудно, наверное, я шел к ней с детства, — рассказал Лоран. — Словом, в какой-то момент я все чаще начал задумываться: почему бы не попытаться строить на деревьях настоящие дома для отдыха?»
Попытка, как известно, не пытка. Собрав группу единомышленников — ныне в команде дюжина представителей самых разных профессий, — Ален принялся за дело.
Первый дом на дереве был построен его бригадой в 1999 году для Янна Артю-Бертрана — популярного во Франции эколога, чьи книги о природе расходятся миллионными тиражами.
Новость об этой уникальной постройке распространилась по всей стране. И к Лорану стали обращаться другие заказчики. Сегодня жилищ на дереве построено уже более трехсот. Причем не только во Франции, но и в Швейцарии, в Бельгии, в Италии, в Испании, в Португалии…
Все дома, сооруженные на деревьях, — уникальны.
Как уникально любое дерево: у каждого своя высота, ширина ствола… Чем больше, крупнее дерево, тем лучше. Особенно хороши дубы и сосны. Именно от размеров дерева зависит, каким будет дом, на какой высоте его можно расположить. Рекорды же таковы. Самый «высотный» дом Европы расположен в 15 м от земли.
Площадь самого большого из них — 45 кв. м, самого маленького — 5 кв. м.
Понятно, что перед началом стройки дерево тщательно осматривают — не больное ли оно, нет ли где гнили.
Если дерево здорово, то Ален дает гарантию, что жилище провисит на высоте, как минимум, десять лет. Подвешивают его и в самом деле на системе тросов, не срезая ни единой ветки и не вбивая в ствол ни единого гвоздя.
Поделиться книгой: