Помоги проекту - поделись книгой:
Конечно, масштабы этих соревнований меньше, чем тех, за которыми следили миллиарды болельщиков во всем мире. Тем не менее, рискуя навлечь на себя гнев любителей футбола, можно сказать, что судьба человечества зависит больше вовсе не от чемпионата по футболу среди людей. Именно во время соревнований роботов испытываются те технологии, которые рано или поздно окажут значительное, а может, и решающее влияние на судьбу человечества.
Для соревнований роботов в павильонах Бременской ярмарки были оборудованы 52 игровые площадки. При этом состязания проводились сразу по 5 категориям. Наиболее массовой по числу участников является так называемая виртуальная лига. В ней играют не реальные роботы на игровом поле, а некие виртуальные агенты. И сражения между ними проводятся в недрах компьютерной памяти. Каждая команда, как и положено, состоит из 11 игроков, но игра длится всего два тайма по 5 минут.
Однако то, что на первый взгляд напоминает примитивную компьютерную игру, на самом деле является соперничеством достаточно сложных программ. Ведь по правилам «Робокампа» люди не имеют права вмешиваться в действия роботов, и те совершенно самостоятельно принимают все решения, а затем выполняют их, исходя из ситуации, складывающейся на поле.
Более зрелищными являются соревнования малой лиги. На площадке размерами со стол для пинг-понга, покрытой зеленым сукном и огороженной барьером высотой в 10 см, бегают реальные роботы высотой по 15 см, которые гоняют мячик для гольфа. В каждой команде по пять игроков, а длится матч два тайма по 10 минут.
По словам Дениса Бахура, программиста из Бременского университета, управление всеми командными действиями игроков осуществляют компьютеры. Они наблюдают за перемещениями роботов с помощью видеокамеры, подвешенной над игровым полем на высоте 3 м. Все команды на перемещения роботы, напоминающие по внешнему виду игрушечные пластиковые бульдозеры, получают по радио и мечутся по пинг-понговому столу со скоростью до 3 м/с. Не случайно эту игру иногда иронически называют соревнованием «взбесившихся бульдозеров».
Еще больший интерес у публики и специалистов вызывают матчи средней лиги. Игра идет на поле размерами 5x9 м мячом для игры в мини-футбол. Сами роботы имеют рост до полутора метров и вес около 80 кг. В каждой команде по 4 игрока, а игра длится два тайма по 10 минут. Каждый из игроков-роботов оснащен глазами-видеокамерами, и встроенный в него компьютер должен принимать решения самостоятельно, учитывая интересы своих игроков и противодействие чужих.
Еще одну лигу составляют киберсобачки «Айбо», разработанные концерном «Сони» и выпускаемые уже серийно. Они играют на поле размерами 6x1 м, привлекая внимание зрителей своими потешными действиями. «Такие соревнования служат неплохой рекламой для демонстрации возможностей киберсобачек», — считает один из устроителей соревнований, руководитель лаборатории роботостроения компании «Сони» Хируати Китано.
Наконец, последнее время на игровом поле стали появляться и двуногие роботы, которые с той или иной степенью успешности пытаются копировать на поле действия настоящих футболистов. Некоторые из них довольно успешно продвигаются вперед, ведя мяч. Иные даже умеют подавать крученые фланговые передачи. Но вот с совместными действиями у футболистов-роботов дела обстоят из рук вон плохо.
Тем не менее, Хируати Китано и его коллеги не падают духом. Энтузиасты роботостроения видят свою главную задачу в том, чтобы к середине нынешнего столетия создать команду роботов-гуманоидов, которая сможет выйти на поле и успешно противостоять сборной живых футболистов, собранной из мировых звезд.
«Ничего несбыточного в такой мечте нет, — полагают ученые. — Ведь смогли же мы создать компьютерную программу, которая в 1997 году обыграла в шахматы самого Гарри Каспарова. Так что дайте срок, мы справимся и с созданием сборной роботов-футболистов соответствующего уровня»…
Пока же соревнования среди двуногих роботов ведутся по двум категориям. В одну входят роботы «юношеского размера» — ростом от 30 до 60 см. А во взрослую группу входят роботы ростом от 65 до 130 см.
Ныне действия роботов на футбольном поле выглядят довольно неуклюже. Однако профессор информатики Бременского университета имени Гумбольдта Ганс Бурхард полагает, что все эти трудности преодолимы. «Вспомните хотя бы, насколько неуклюжими выглядели первые автомобили и аэропланы, — говорит он. — А ныне мы уже не можем представить своей жизни без этих видов транспорта»…
Впрочем «Робокамп», как уже говорилось, всего лишь демонстрация некоторых возможностей роботов.
На самом лее деле они будут использоваться совсем для других целей. Уже сегодня роботы-саперы, вооруженные видеокамерами, манипуляторами и ковшами для транспортировки взрывоопасных предметов, первыми бесстрашно идут в разведку, ликвидируя взрывные устройства, оставляемые террористами.
Все чаще используются роботы-пожарные, которые могут проникнуть в задымленное помещение и способны работать в огне, выдерживая температуру в несколько сот градусов. Вскоре, утверждают специалисты, появятся также роботы-спасатели и роботы-медики, которые смогут помочь людям в самых экстремальных случаях.
Вот для этого роботы и учатся. Учатся хорошо различать цвета, ориентироваться в хаосе уличного движения, действовать сообща, координируя свои действия как с людьми, так и с другими роботами.
Таково будущее. Нынешние же соревнования закончились так. Первое место заняла команда ФРГ, победившая в 11 номинациях. Второе место досталось робототехникам Китая, получившим 9 призов. На третьем месте оказались японцы, а вот на четвертое неожиданно для многих вышли специалисты Ирана, опередив специалистов из многих других стран, в том числе и российских.
РОБОТ В ТУННЕЛЕ…
Итальянские инженеры разрабатывают и испытывают роботов, которые должны ликвидировать пожары и оказывать помощь людям в горных туннелях. Печальный опыт прошлых лет свидетельствует о том, что любая мало-мальски значительная авария в транспортном туннеле чревата очень тяжелыми последствиями, в особенности если возникает пожар.
Поэтому итальянское министерство транспорта поручило специалистам факультета транспорта и информатики Неапольского университета создать систему предупреждения и тушения пожаров в туннелях. Уже начался монтаж первых таких систем, где главную роль играет робот-пожарный, способный перемещаться вдоль туннеля по рельсу, подвешенному под потолком.
Само устройство представляет собой капсулу с тремя брандспойтами, за которыми тянутся шланги от пожарного водоема, размещенного на въезде и выезде из туннеля. «Как только приходит сигнал от датчиков дыма и температуры, наш робот тут же мчится к месту происшествия со скоростью 80 км/ч и заливает огонь», — рассказал один из создателей робота, инженер Доменико Иьятти.
Сам робот, облицованный керамическими плитками, аналогичными тем, что используются для обшивки «шаттлов», способен выдерживать температуру до 1500 °C.
ВОЗВРАЩАЯСЬ К НАПЕЧАТАННОМУ
Как сделать плащ-невидимку
Слышал, что в России создано устройство, позволяющее сделать невидимым любой объект. Так ли это на самом деле? Какие подробности вам известны?
Анатолий Лазарев,
г. Обнинск
Публикации на эту тему в нашем журнале появляются довольно регулярно (см., например, «ЮТ» № 3 за 2004 г.) — Но поскольку у журнала появляются новые читатели, а сообщения на эту тему продолжают появляться, вернемся к этой теме еще раз.
Человека-невидимку, если помните, придумал Герберт Уэллс. Он же и показал, как неуютно жить такому человеку. В самом деле, не будешь же ходить все время голышом?
Пытливый читатель может найти в романе английского фантаста еще две неясности. Во-первых, так и остается неясно, каким образом можно стать невидимым. Во-вторых, человек-невидимка вдобавок ко всем неудобствам должен быть еще и… слепым. Ведь световые лучи тогда проходили бы через его глазные яблоки, не преломляясь и не отражаясь, а значит, герой романа ничего бы не видел.
Так что плащ Гарри Поттера в этом смысле намного удобнее. Его можно надеть поверх любой одежды и все равно оставаться невидимым. А еще лучше, пожалуй, обзавестись шапкой-невидимкой, бытующей в русских сказках.
Однако сказки сказками, но давайте подумаем, как бы мы с вами действовали, получив техзадание на изобретение подобного устройства.
Прежде всего, нужно, наверное, изучить, что реально сделано в этой области. Первое, что приходит в голову, — фокус с бриллиантами, неоднократно описанный во многих книгах. Как известно, если опустить бриллианты «чистой воды» в ту самую чистую воду, они станут невидимыми. Известна и физическая подоплека этого фокуса. Коэффициент преломления световых лучей в алмазе и в воде прочти одинаков. Потому бриллианты как бы исчезают.
Кстати, этим свойством издавна пользуются некоторые жители морских глубин. Их тела, как и наши с вами, на 80, а то и все 95 % состоят из жидкости. Поскольку оболочка медузы почти прозрачна, в воде это животное почти невидимо.
Подобные же физические «фокусы» возможны не только в воде, но и в воздухе. По некоторым сведениям, 27 января 1776 года в одной из аудиторий Петербургского Горного училища, где, кроме студентов, присутствовали и известные ученые-минералоги, академики Леман, Брикман и Канкрин, их коллега А.М.Карамышев прочел удивительную лекцию, сопровождавшуюся демонстрациями полученных результатов.
«Господа! — провозгласил оратор. — Сегодня я покажу вам придуманное мною действие над горными породами. Оное действие сводится к приданию идеальной прозрачности горным породам. Изобретенный мною аппарат пока несовершенен, но он действует»…
С этим словами академик Карамышев продемонстрировал ошеломленной аудитории, как под воздействием его аппарата известняковый шпат стал прозрачен, словно стекло.
Ученый полагал, что с помощью сделанного им открытия исследователи в будущем смогут усматривать «под землей всякие руды и металлы, увидят нутро печей, узрят суть чудесных превращении веществ».
Однако до сих пор никто толком не знает, как работал загадочный аппарат Карамышева. А судьба самого ученого довольно трагична. Вскоре после той лекции он почему-то прервал свою блестящую научную карьеру, покинул столицу и оказался, по меркам того времени, в полнейшей глуши — в Иркутске. И оставался он там долгих 10 лет, почти до самой своей смерти. Сам же его прибор таинственным образом исчез.
Что же произошло? По мнению известного историка А.Б. Широкорада, скорее всего Карамышев создал некое устройство, которое выдавало поток электромагнитного излучения неизвестного спектра и частоты, в лучах которого многие вещества и предметы становились прозрачными. Изобретением, как считают некоторые исследователи, заинтересовались военные чины. И когда ученый отказался от сотрудничества, его, чтобы сохранить завесу секретности над перспективной разработкой, сослали в глушь…
Впоследствии изобретатели не раз и не два подступали к этой проблеме, пытаясь решить ее разными способами. Известно, например, что в 30-е годы XX века были попытки создать самолет-невидимку. Однако дальше попыток сделать обшивку летательного аппарата прозрачной изобретатели не пошли. И практического применения эта конструкция не получила.
Гораздо дальше продвинулись в конце прошлого столетия сотрудники кафедры радиотехнических устройств и систем Московского государственного открытого университета. И.А.Наумов, В.А.Каплун и В.П.Литвинов создали современный вариант шапки-невидимки, которая может быть использована, скажем, вместо традиционных маскировочных сетей для сокрытия важных военных объектов — самолетов на стоянках или ракетных установок.
Главное в системе — множество светодиодов с линзами на обоих концах. Эти линзы-объективы воспринимают, скажем, изображение окружающего ландшафта и транслируют его к линзам-окулярам. В результате, когда наблюдатель смотрит на замаскированный, укрытый под такой сеткой объект, он его не видит, поскольку световые лучи как бы обтекают спрятанное по гибким нитям световодов, а шестиугольные линзы прилегают друг к другу столь плотно, что в щелки между ними не видно ничего.
«К сожалению, для человека такая «шапка» будет, пожалуй, тяжеловата, — полагает Литвинов. Но это если исходить из возможностей сегодняшней технологии. А она ведь развивается быстро»…
И изобретатель Литвинов словно в воду глядел. Недавно в Сан-Франциско японский изобретатель Сусуму Тачи продемонстрировал накидку-невидимку, напоминающую плащ Гарри Поттера. Придуманная профессором Тачи накидка действует следующем образом. Расположенные на тыльной части накидки крохотные видеокамеры проецируют изображение окружающего ландшафта на переднюю часть накидки. Таким образом у любого, кто спереди смотрит на человека в накидке, создается впечатление, будто он видит его насквозь — точнее, может различить деревья, машины, пешеходов и прочее, что находится за спиной «человека-невидимки».
Понятно, что проектом заинтересовались военные. Проявили к изобретению интерес и криминальные элементы, которые в определенные моменты тоже не прочь стать невидимками. Поэтому после первой демонстрации изобретение засекретили, и на какой стадии оно находится в данный момент, неизвестно.
Зато известно другое. В начале нынешнего, 2006 года свое изобретение обнародовал наш соотечественник Олег Николаевич Гадомский, профессор кафедры квантовой и оптической электроники Ульяновского государственного университета. Его изобретение называется так: «Способ преобразования оптического излучения».
За этим общим названием скрываются следующие подробности. В своей работе исследователь основывался на свойствах света, его способности отражаться от поверхности различных предметов. Кроме того, профессора весьма заинтересовали некоторые особенности нанопокрытий, в которых используются микрочастицы золота.
Оказывается, при определенных условиях тончайший слой этого драгоценного металла весьма существенно меняет условия отражения световых лучей.
Скажем, вместо того, чтобы отражаться, создавая таким образом изображение предмета в глазах наблюдателя, световые лучи преломляются в покрытии и уходят в стороны. В итоге изображение объекта как бы размывается, становится малозаметным. Однако пока такой эффект, как самокритично заметил профессор, удается осуществить лишь для неподвижных предметов и объектов. Но в будущем, уверены многие, аналогичный эффект может быть использован и для создания плаща для невидимок, подобного накидке, что описана выше.
Что из этого получится, мы постараемся вам рассказать в следующий раз.
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
С глазу на глаз
Из всех органов чувств зрение для нас самое главное: мир мы ощущаем не в звуках, не в запахах, а в образах, созданных с помощью линий и красок. Как живые существа научились различать свет и тьму? Когда и как обрели они зрение?
Вот уже второе столетие биологи спорят о происхождении зрения. Одни — вслед за Чарлзом Дарвином — полагают, что все разнообразные органы зрения, встречаемый в природе, можно свести к одному-единственному прототипу: своего рода «первоглазу». Их оппоненты считают, что все эти органы возникали независимо друг от друга. Кто прав?
В принципе, все органы зрения предназначены для того, чтобы захватывать отдельные частицы света — фотоны. Вполне возможно, что еще в докембрийский период жили организмы, способные воспринимать свет. Это могли быть и одноклеточные существа, и многоклеточные.
Однако первое известное нам животное, наделенное зрением, появилось около 540 млн. лет назад. А всего через 100 млн. лет, в ордовикском периоде, уже существовали все известные нам сегодня типы органов зрения. Нам остается лишь правильно расставить их, чтобы попять их эволюцию.
* * *
У одноклеточных животных например, эвглены зеленой — имеется лишь светочувствительное пятно: «глазок». Оно различает свет, что жизненно важно для этого растения, ведь без энергии света в ее организме не может протекать фотосинтез, а, значит, не образуются органические вещества.
У первых многоклеточных животных органы зрения тоже были крайне примитивны. Так, у многих морских звезд по всей поверхности тела разбросаны отдельные светочувствительные клетки. Эти животные способны лишь различать светлое и темное, чтобы, заметив проплывающую тень, успеть зарыться в песок: вдруг это хищник?
У некоторых животных светочувствительные клетки группировались в виде «глазного пятна». Оно позволяло оценить, с какой стороны двигался хищник.
Более 500 млн. лет назад глазные пятна появляются у медуз. Этот орган зрения позволял им ориентироваться в пространстве, и медузы заселяют открытое море.
Поделиться книгой: