Юный техник, 2002 № 05

А самого Олега Александровича и его коллег уже дважды приглашали к себе в гости американцы. Просили прочесть цикл лекций по пинч-эффекту и родственным ему явлениям в ведущих университетах США.

Станислав ЗИГУНЕНКО

Художник Ю.САРАФАНОВ

Подлодки на ладони

«Сейчас вы — единственный человек в мире, кто, подобно сказочному Гулливеру, держит на своей ладони пять субмарин сразу», — улыбается зоолог и дизайнер Чарльз Пелл. И действительно, в моей руке поместилось сразу несколько роботов— мини-субмарин, весом 70 г и размерами с гаванскую сигару каждая»…

Так начинает свою статью в журнале Scientific American научный журналист из Вашингтона Джулия Вайкфилд. И далее рассказывает вот какие подробности.

Хотя по внешнему виду они очень похожи на детские игрушки, вскоре выясняется: эти самые маленькие автономные подводные аппараты (AUVs) способны помочь людям не только в игре.

Но, впрочем, давайте все по порядку…

«Если быть до конца честным, — продолжал свой рассказ Чарльз Пелл, — мы проводили свои исследования вовсе не для того, чтобы порадовать новыми игрушками детей. Мы хотели проверить на практике некоторые наши идеи, касавшиеся некоторых природных движителей»…

То есть, говоря попросту, исследователи из лаборатории профессора Вайнврайта еще в 1994 году подсмотрели, как работают некоторые биологические механизмы в бактериях и других микроорганизмах, и попытались воссоздать нечто подобное своими руками.

При этом сотрудники Вайнврайта частично воспользовались работами ученых из отделения зоологии Университета Дюка, а также данными различных проектов по созданию роботов. В итоге они создали первое поколение микроохотников — такое название получили новые «игрушки».

При этом, как пояснил зоолог Хью К. Креншоу, алгоритм движения был позаимствован у микроорганизма, известного в среде специалистов как helical klinotaxis. Эти простейшие имеют свойство двигаться на свет, вращая жгутики.

Нечто подобное было сделано и для микроохотников, только жгутик был заменен пропеллером, вращаемым электромоторчиком. При этом данное устройство способно выбирать траекторию движения, ориентируясь не только на свет, но и, скажем, на величину давления или магнитную составляющую окружающей среды.

«Наши AUVs могут быть использованы, скажем, для исследований в области океанологии и океанографии, — говорит Пелл. — Хотя наши микроохотники и малы, все же в них достаточно места для размещения датчиков, которые способны дополнить данные, получаемые с помощью спутников, кораблей и буев»…

Крошечные субмарины в конечном счете позволят создать трехмерные карты просторов Мирового океана, которые весьма пригодятся подводникам и исследователям богатств океана.

Как видите, микроохотники по своим размерам не так уж отличаются от обычной монеты, положенной рядом для масштаба.

Кроме того, подобные мини-субмарины могут эффективно использоваться и в промышленной сфере. Например, для измерения количества и концентрации тех или иных вредных веществ в промышленных стоках, городской канализации, системах ирригации…

Еще одна идея — создать точные копии некоторых рыб и запустить этих роботов в стаю той или иной породы. Таким образом исследователи надеются понять, какой информацией руководствуются они в своих миграциях, как именно ухитряются осуществлять координированные маневры всей стаей… «Только жалко будет, если наш микроохотник сам станет объектом охоты какой-нибудь крупной рыбы», — пошутил Пелл.

И наконец, есть у исследователей и такая мечта. Они хотели бы уменьшить микроохотников до таких размеров, чтобы их можно было поместить внутрь организма. Такое путешествие по кровеносным сосудам позволило бы быстро и точно провести диагностику, например, человеческого тела. А там, возможно, дело дойдет до профилактики и ремонта его органов изнутри, не прибегая к хирургическому вмешательству.

Успехи современной нанотехнологии и микромеханики вполне позволяют надеяться на это.

Публикацию подготовил С.НИКОЛАЕВ

НОВОСТИ

Карта из камня

В один ряд с загадками египетских пирамид можно поставить тайны уникальной находки ученых Башкирского госуниверситета. Они обнаружили в окрестностях села Чандар две каменных плиты. Плиты представляют собой рельефные карты, выполненные около 50 млн. лет назад представителями неизвестной, возможно внеземной, цивилизации.

Высота плит — 1,5 м, ширина — 1 м, толщина — 16 см, вес — более 1 т. Как отмечают сами ученые, то, что они обнаружили, находится за гранью традиционного восприятия и истории человечества, а также требует длительного осмысления. Возраст плит был установлен с помощью идентификации нескольких раковин, вкрапленных в плиту с морскими моллюсками, которые вымерли около 50 млн. лет назад.

Удивительно, что плиты оказались искусственными, изготовленными из специального цемента, и состоят из трех слоев. На первой плите, которую удалось поднять, изображена местность от Уфимской возвышенности до сегодняшнего города Салават.

Особенность изображения на плите состоит в том, что оно рельефно. Сегодня такая карта может быть изготовлена лишь путем космических съемок с высоты 1000 км.

Для обсчета рельефных карт такого размера (геоиконокарты) и перенесения их на материал недостаточно памяти даже сегодняшних компьютеров. Рельеф на плиту нанесен путем механической обработки камня, но явно не вручную. По оценкам ученых, на карте изображены следы разумной деятельности.

В частности, две системы каналов шириной до 500 м. В гидросистеме было 12 плотин шириной от 300 до 500 метров. Длина каналов 10 км и глубина до 3 км. Они позволяли осуществлять поворот воды в ту или иную сторону, в тот или иной канал. Для их создания было перемещено около тысячи триллионов кубометров земли.

Современное человечество, считают ученые, в состоянии выполнить не более одной миллионной доли того, что изображено на карте.

Сейчас ученые думают о том, как извлечь из земли вторую плиту и привезти ее в город для изучения. Вес ее более двух тонн. Всего же в окрестностях Чандара, как полагают ученые, около 200 необычных древних каменных плит, упоминание о которых было обнаружено в архивах генерал-губернатора Уфы, датированных концом XVIII века.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Робот в вашем доме

На прошедшей недавно в Японии международной специализированной выставке RОBОDEX-2002 самыми заметными экспонатами стали домашние роботы. Их разработку ведут известные производители бытовой электроники. А это означает, что робот в доме скоро перестанет быть экзотикой.

Правда, пока никому в мире еще не удалось создать универсального робота — движущееся и понимающее, соображающее и говорящее киберсущество, которое бы мы без опаски могли пустить в свой дом. И, видно, отчаявшись создать сразу универсального помощника, специалисты решили для начала сотворить его «братьев меньших» — кибернетических собачек, кошек и прочие забавы.

Продвинутые «собачки»

Про электронную собаку Aibo (Дружок) слышали многие. Корпорация Sony разработала и выпустила в продажу ее модели ERS-110 и ERS-111 еще в 1999 году. Ну а сегодня на смену им пришла модель ERS-210, которую называют представителем второго поколения киберпсов.

Новая версия действительно во многом совершеннее. 64-разрядный RISK-процессор, 16 Мбайт оперативной памяти, новые алгоритмы искусственного интеллекта позволяют собаке двигаться куда ловчее. Ее тело теперь имеет до 20 степеней свободы и «продвинутый интерактивный образ общения с шестью основными эмоциями: радостью, печалью, страхом, удивлением, гневом, неприязнью». Так выражаются специалисты. Говоря же попросту, сенсорные датчики Айбо стали более чувствительными и различают характер прикосновения. Вы можете погладить собачку, а можете и шлепнуть — и реакции будут различными.

Кроме того, киберпес способен различать «своих» и «чужих». Наконец, новый Айбо способен развиваться — проходит со временем стадии младенчества, детства, юности, пока не превратится во взрослую собаку, которая понимает до 50 простых слов-команд. Например, по команде «Take a photo» собака сможет сфотографировать вас встроенной фотокамерой.

Но, конечно, первым понятым словом становится кличка — она задается программно. Так что теперь владельцы новых электронных собак не ограничены универсальным Айбо, а могут называть своих питомцев Шариками, Рексами, да как их душе угодно.

Киберпес Айбо

Робот SDR-4X уже умеет ходить на двух ногах.

Киберзоопарк

Впрочем, судя по цене (1500 долларов), такую собачку нельзя считать просто игрушкой. Слишком она серьезно сделана, слишком дорого стоит. Но поскольку какую-нибудь разумную зверушку завести хочется многим — и детям и взрослым, — в Японии начато производство более доступных киберигрушек.

Например, интерактивная курица Mommy. Стоит к ней прикоснуться, как она начинает что-то бормотать. При некотором усилии можно расслышать: «Mommy… I love you, baby»… Оставьте курицу в покое, и она заснет, а если еще больше растормошите, принесет вам… цыпленка. И благополучно разрешившись от бремени, вместе со своим первенцем споет веселую песенку. Обойдется вам этот «концерт» в 25 долларов.

Чуть дешевле собачка Poo-Chi ($20). Она умеет сидеть, лежать, петь и играться с косточкой, реагирует на свет, на звук, на прикосновение. В алгоритм ее эмоций положен принцип тамагочи — если собаку не ласкать, не играть с ней, она начнет грустить.

Появились в магазинах и игрушки, которыми можно управлять по радио. Для этого псу Mega-Byte придается переносной пульт с кнопками, а собачку Rocket можно позвать по радио голосом через микрофон.

Не отстают от собак и кошки. Их повадки, конечно, совсем иные, но общие детали остаются теми же. У всех, кроме одной.

Киберкошки весьма любопытны.

Ну, а этот робот смахивает на крокодила Гену известного мультика.

Компания Matsushita Electric (Panasonic) приступила к работе над роботом для пожилых людей еще в 1996 году. Спустя три года появился первый опытный образец, который ныне превратился в симпатичную мягкую игрушку Тама, довольно похожую на живого котенка.

Но самое главное — не внешность, а уникальная начинка робота, которая позволяет ему не только развлекать своих хозяев, но и следить за их здоровьем.

Тама не может самостоятельно передвигаться по дому, она всегда находится рядом с хозяином, разговаривает с ним, отвечая на вопросы нейтральными фразами из набора в 50 выражений, заложенных в киберпамять. Одновременно она держит связь по сотовой сети с местным центром социальной помощи. И если хозяин или хозяйка чересчур долго не подают голоса, не двигаются, Тама подает сигнал тревоги.

На этом возможности ее не заканчиваются. Киберкотенок напомнит хозяину о времени приема лекарства и какое именно необходимо принять. Набор специальных алгоритмов позволяет Таме подстраиваться под образ жизни и привычки человека, выбирать время для общения.

А известная компания Sanyo разработала несколько версий своих домашних существ, которые способны даже защищать имущество своих хозяев. Благодаря встроенной видеокамере и телефону, робот, внешне похожий на муравьеда, динозавра или собаку, может передавать на дисплей телефона хозяина информацию о том, что творится в его отсутствие.

Фирма iRobot создала киберохранника, который способен присматривать сразу за всем домом, обходя его комнаты и преодолевая порожки и даже лестницу. В пространстве он ориентируется с помощью ультразвукового локатора.

Человекоподобные роботы интересовали многих посетителей выставки.

Вперед, гуманоиды!

Ну, а как все-таки обстоят дела с человекоподобными роботами? Два года назад компания Sony удивила всех, продемонстрировав электронную куклу, способную передвигаться на двух ногах.

А гуманоид компании Honda высотой 160 сантиметров и весом около 130 килограммов уже не только ходит на двух ногах со скоростью 2 км/ч, но и способен обходить препятствия, подниматься и спускаться по лестнице. Таков результат работы, начатой еще в 1986 году.

Компания Bandai, создавшая в свое время тамагочи, представила на выставке свою версию домашнего робота. Он, правда, не способен напугать грабителей, зато может поддержать несложную беседу, узнает хозяев в лицо.

Интересная разработка ведется также в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (М1Т) под руководством Родни Брукса. Один из последних его роботов — Kismet обладает вполне человеческими движениями, мимикой и речью.

Творения Родни Брукса прошли несколько стадий эволюции. Первое существо — робот Сосо — был всего лишь бродячей гориллоподобной зверушкой, но следующие разработки все больше приобретали человеческие черты. Теперь Kismet уже умеет грустить, смущаться и даже улыбаться!

И, наконец, еще одна новинка Sony — робот SDR-4X.

«Он создан для того, чтобы жить вместе с людьми в домах», — говорит, представляя его, вице-президент компании Тошитада Дои. Действительно, SDR-4X способен самостоятельно передвигаться по дому, узнавать в лицо до десяти человек и вести беседу, пользуясь словарем из 60 тысяч слов. Кроме того, робот снабжен двумя видеокамерами и семью микрофонами, которые позволяют ему фиксировать все, что происходит вокруг, а также ориентироваться в пространстве по голосу хозяина. А еще SDR-4X может петь и даже танцевать.

Правда, стоит такой сожитель столько же, что и роскошный автомобиль. Но начало положено. А цена со временем должна прийти к норме.

С.НИКОЛАЕВ