Разумные машины

Маршрут пилота Хэукса в 1933 г. из Лос-Анжелоса в Нью-Йорк. В продолжение всего пути самолетом управлял робот (автопилот).

В том же 1933 г. выдающийся американский летчик Вилли Пост совершил замечательный кругосветный перелет, продолжавшийся семь суток и девятнадцать часов. В аэроплане «Локхид-Вега» находились только Вилли Пост и… маленький робот.

Пост признал, что без автопилота он не смог бы столь скоро закончить свой перелет[8].

С 1934 г. автопилоты Сперри стали распространяться и в гражданском и в военном воздушном флоте США. Появились автопилоты и у нас. Так, самый большой в мире сухопутный самолет «Максим Горький» был оборудован роботом-пилотом.

Что же, какие причины заставили изобретателей работать над автопилотами? Не был ли это причудливый каприз творческой фантазии? Или, быть может, какому-нибудь изобретателю хотелось блеснуть перед всем светом удивительнейшим механизмом, который мог бы управлять аэропланом лучше, чем самый лучший из летчиков-людей?

Нет. Причины были более «прозаические»: свойства воздушной стихии, размеры крылатых кораблей и качества самого человека.

Воздушный океан, в нижней части которого — в тропосфере — совершаются полеты аэропланов, редко бывает спокойным. В нем почти всегда дуют ветры, то легкие и слабые, то бурные и разрушительные. К ним присоединяется движение нагретых масс воздуха снизу вверх и охлажденных сверху вниз.

При тихой погоде управление аэропланом представляется делом довольно легким. Но при ветре, в перемешивающихся потоках теплого и холодного воздуха от пилота требуется уже большое напряжение внимания и силы. И чем больше аэроплан, тем труднее становится его пилотирование в неспокойном воздухе. Современные пассажирские аэропланы и тяжелые бомбардировщики, имеющие полетный вес в десять, пятнадцать, двадцать и более тонн, являются уже в достаточной степени громоздкими машинами. Ведение таких кораблей на протяжении многих часов подряд сильно утомляет человека. Приходится брать для смены вторых и третьих пилотов, что приводит к уменьшению полезной нагрузки. Отсюда настоятельная потребность в таком механизме, который, имея небольшой вес, мог бы освобождать человека от утомительной работы управления.

Автопилот Сперри последнего образца вполне удовлетворяет назревшей потребности.

Глава четвертая

СЛЫШАЩИЕ РОБОТЫ

Лампы получают слух

Несколько лет тому назад в один из сентябрьских вечеров на аэродроме небольшого города Киспорта (в США) было необычное для столь позднего времени оживление. Рабочие вытаскивали из ангара аэроплан, который собирался в ночной полет. Прожекторы, освещающие поле, почему-то гасли, потом опять вспыхивали, как будто ими кто- то играл.

В стороне от посадочной площадки были поставлены какие-то приборы, от которых шли провода к прожекторам. Возле этих приборов возились люди, не знакомые персоналу аэродрома.

Аэроплан взлетел и направился куда-то в сторону. Скоро он исчез из виду.

Прожекторы, освещавшие посадочное поле, погасли окончательно. Продолжали гореть только сигнальные лампы да аэромаяк.

Люди у приборов кончили работу и теперь стояли спокойно, куря папиросы и разговаривая о замечательных роботах, которые за последнее время приобрели способность слышать.

Смотрите, аэроплан возвращается, — сказал один из них.

Действительно, вдали в воздухе показались два огонька на крыльях аэроплана — красный и зеленый.

Через две минуты аэроплан уже был над аэродромом и стал описывать круги, спускаясь все ниже. В таких случаях обычно дежурный по аэродрому зажигает огни, ярко освещающие место посадки.

Но в тот вечер с зажиганием огней почему-то не торопились.

Вот аэроплан кружит уже на высоте 500 м. Еще один круг — и высота уменьшилась на 100 м.

Вдруг в странных приборах на земле что-то слабо щелкнуло, и в то же мгновение вспыхнули прожекторы, залившие ярким светом посадочное поле.

Стоявшие у приборов на земле зааплодировали:

— Браво, мистер Спунер, ваш робот действительно слышит.

Мистер Спунер, изобретатель приборов, стоявших на земле, улыбаясь, скромно возразил:

— Нет, это ваши лампы теперь приобрели дар слуха.

Более правильным было все же первое утверждение. Инженер Спунер, работающий у Вестингаузовской электрической компании, изобрел слышащий автомат, который под действием звука может замыкать цепь сильного электрического тока и таким образом пускать в ход любые электрические машины и приборы.

В данном случае автомат включил ток в электрические лампы прожекторов.

Слышащий аппарат Спунера, уловив звуки подлетающего к аэропорту аэроплана, зажигает осветительные лампы. Крайний справа — Спунер.

Эти «слышащие прожекторы» могут оказаться полезными на таких аэродромах, на которых ночные посадки происходят редко.

Держать пожирающие электроэнергию мощные прожекторы зажженными в течение всей ночи слишком расточительно.

Держать непрерывную смену дежурных людей тоже слишком дорого.

Слышащий робот почти не затрачивает энергии и тем не менее работает надежно. Дежурство нисколько не утомляет его, и он в любой момент, «услышав» звуки приближающегося аэроплана, зажжет огни и разбудит всех необходимых лиц на аэродроме.

Робот-полисмен и шалуны

Другое интересное применение слышащий автомат находит на малолюдных улицах городов, служа для регулирования движения.

Такую опытную звуко-световую установку недавно осуществил на одной из улиц Балтиморы (США) сигнальный инженер Чарльз Адлер. Сущность устройства этого слышащего робота-полисмена заключается в следующем. На перекрестке улиц устанавливается обычный светофор. В направлении главной улицы на этом светофоре постоянно светит зеленый фонарь; на поперечную же улицу обращен красный фонарь.

Таким образом по главной улице движение все время открыто, а по поперечной закрыто.

Представим себе теперь, что автомобилю, выезжающему из поперечной улицы, необходимо пересечь главную. Как ему быть? Ведь красный фонарь запрещает движение.

На помощь приходит робот. Автомобилист, приближаясь к светофору, нажимает кнопку сигнала. Звуки рожка действуют на механическое ухо автомата-полисмена, который немедленно зажигает в направлении главной улицы красный фонарь, а в направлении поперечной — зеленый. Через пятнадцать секунд робот-полисмен самостоятельно возвращает светофор в прежнее состояние: снова открывает движение по главной улице и закрывает по поперечной.

Механический полисмен, регулирующий движение. Он имеет вид скворечни, укрепленной на невысоком столбике. Звук автомобильного рожка улавливается приемником, который переключает огни светофора.

Работа первого автоматического слышащего полисмена выполнялась настолько хорошо, что на окраинах Балтиморы поставили еще несколько таких роботов.

Сначала все шло гладко. Потом с роботами стало происходить что-то неладное.

Они, по-видимому, совершенно произвольно начали капризничать и в то время, когда на поперечной улице не было ни одного автомобиля, вдруг зажигали на главной улице красные огни; создавался затор в движении. Осмотр роботов никаких повреждений не обнаружил. Все было в полной исправности.

Эти таинственные явления продолжались около двух недель, пока живые полисмены не открыли истинную причину капризов робота.

Новинкой заинтересовались уличные шалуны. Их очень занимало то обстоятельство, что эти маленькие скворечни (такой внешний вид имели роботы) могут слышать звуки автомобиля и в ответ на них менять огни светофора. Ребята стали подражать звукам автомобильного рожка.

Сначала из этого ничего не выходило. Но потом один из мальчиков настолько искусно наловчился гудеть по-автомобильному, что робот-полисмен стал отвечать на эти «гудки».

Восторгу искусника не было конца. Скоро до такого же совершенства в подражании звукам автомобиля дошли и другие мальчики. Занятная забава быстро распространилась на все звукоулавливающие роботы.

Интересному изобретению грозил бесславный конец. Однако, инженер Адлер не сдался. Он решил усовершенствовать свой автомат настолько, чтобы тот мог безошибочно отличать автомобильный гудок от подделки. Это удалось сделать при помощи специального прибора — селектора, который был настроен точно на тон автомобильного сигнала, распространенного в Балтиморе.

С появлением этого селектора звукоподражателям уже не удавалось ввести в обман механического полисмена, снабженного «абсолютным слухом».

Как комар может выстрелить из пушки

Раньше уже упоминалось, что в современных автоматах почти всегда применяются особые приборы, называемые реле. Эти приборы имеют целью улавливать ничтожные внешние воздействия и в ответ на них включают сильный электрический ток в цепь других приборов.

В механическом полисмене тоже имеется реле, которое в данном случае приспособлено для улавливания звуков.

Простейшее звуковое реле, которое можно назвать механическим ухом, было изобретено в 1913 г. французским инженером Ж. Русселем.

Механическое ухо — звуковое реле Русселя. Р — реле; О — отверстие, через которое внутрь реле проникают звуковые волны; М — мембрана; С — стерженек; П — пружина; В — винт; С, О — стойки; А — аккумулятор; Л — лампа; МР — магнитное реле.

Основною частью его прибора служит резонатор, имеющий форму лампового абажура; широкое отверстие абажура затянуто тонкой упругой перепонкой, которая называется мембраной. Другое отверстие резонатора открыто. Через него внутрь проникают звуковые волны. К центру мембраны прикреплен легкий тонкий стерженек, упирающийся другим концом в плоскую тонкую пружину. Один конец этой пружины прикреплен к стойке, другой свободен и располагается на расстоянии четверти миллиметра от конца винта, закрепленного на другой стойке. Обе стойки металлические. От них идут провода к аккумуляторной батарее. В один из этих проводов включен электромагнит. Так как между пружиной и винтом имеется воздушный промежуток, то цепь аккумулятора поэтому не замкнута.

Перед электромагнитом на расстоянии нескольких миллиметров висит на шарнире якорь в виде пластинки, которая, когда ее магнит притягивает, может прикасаться к особому контакту. В эти моменты замыкается цепь второй батареи аккумуляторов. Эта цепь составляется из самих аккумуляторов и проводов, из которых один присоединен к якорю, а другой к контакту. В эту цепь включена лампа.

При невозбужденном (спокойном) состоянии прибора лампа не горит, так как ее цепь разомкнута.

Предположим, что поблизости от прибора начали играть на флейте. Тогда под действием звуковых волн мембрана будет колебаться. Ее колебания через стержень передаются пружине, конец которой касается винта и замыкает электрический ток. Включенный в цепь электромагнит, притягивая якорную пластинку, замыкает вторую цепь. По ней тоже начинает проходить уже более сильный ток, который и зажигает лампу.

Любой резонатор отвечает не на все звуки, а только на некоторые, вполне для него определенные. Говорят, что резонатор настроен на тот или другой тон. Точно так же и резонатор русселевского реле отвечает только на некоторые звуки, например на тон до.

Поэтому лампа будет гореть не в течение всего времени игры на флейте, а лишь в те мгновения, когда флейта издает звук до.

Чтобы заставить лампу гореть в течение всего времени, пока продолжается игра на флейте, нужно было бы присоединить к ней столько различных реле, сколько флейта имеет различных тонов.

Звуковое реле Русселя не отличается большою чувствительностью. В настоящее время изобретены гораздо более чувствительные реле, которые могут улавливать очень тихие звуки, например писк комара или жужжание мухи. Такое реле можно соединить с лампой, со звонком, с электромотором, даже, если нужно, с шестнадцатидюймовой пушкой.

Стоит теперь это реле поместить возле открытой форточки вашей комнаты, и оно будет следить за всяким влетающим или вылетающим комаром. Каждый комар своим писком будет зажигать лампу, звонить, пускать в ход электродвигатель или даже стрелять из пушки.

«Мистер телевокс» и его разносторонние способности

От звукового реле с одной функцией (одним действием) нетрудно перейти к звуковому реле со многими функциями.

Таким и является «мистер Телевокс», человекоподобный робот наших дней, изобретенный американским инженером Венсли. Внешность «мистера Телевокса» не очень привлекательна: квадратная голова с какими-то прямоугольниками вместо глаз и рта, дамская шпилька вместо носа, открытое деревянное туловище со сложным переплетением проводов и механизмов внутри, наконец, нелепые руки и ноги.

Слышащий робот (телевокс) и его изобретатель инженер Венсли.

Что это? Неудачная работа мастера или шутка изобретателя?

Конечно, это шутка, имеющая целью все же указать на человекоподобные действия робота. Телевокс обладает способностью слышать и исполнять несколько различных приказаний, отдаваемых при помощи звуков свистка.

Лет семь назад инженер Венсли в первый раз демонстрировал своего телевокса представителям печати.

Сидя за столиком, Венсли взял в руки телефонную трубку с аппарата, стоявшего перед ним. В этот самый момент что-то щелкнуло в другом телефонном аппарате перед телевоксом, и затем раздалось жужжание: з-з-з-з.

По-видимому, телевокс отвечал, что слушает. Тогда Венсли поднес к губам свисток и издал протяжный звук: ту-у-у-ут. Телевокс снова ответил, но на этот раз прерывистым жужжанием: дз…дз…дз…

Венсли снова свистит. Теперь телевокс отвечает уже действием: он как-то странно, не двигая руками, поднимает американский национальный флаг, открывая портрет Вашингтона, первого американского президента.

Присутствовавшие в лаборатории Венсли журналисты и сотрудники газет разразились аплодисментами, приветствуя первое проявление способностей телевокса.

После этого, давая различное число повторных свистков, Венсли заставил телевокса пустить в ход вентилятор, зажечь лампы в комнате, открыть окна, закрыть двери, пустить в ход пылесос.

Телевокс, получив команду Венсли по телефону, действует — пускает в ход пылесос (слева с черным мешком) и вентилятор.

Присутствующих особенно поражало то обстоятельство, что телевокс исполнял все эти приказания, не сходя с места, не двигая ни одним членом своего деревянного нескладного тела.

Телевокс выполнил еще несколько приказаний, отданных свистками. После этого Венсли сообщил присутствующим, что телевоксу можно отдавать приказания не только по телефону, находящемуся возле него, но, что очень важно, и из любого места Нью-Йорка. Сейчас этот опыт будет проделан.

Через полминуты раздался звонок городского телефона, который Венсли поставил к телевоксу. Снова в аппарате что-то щелкнуло, и телевокс оживленно зажужжал. Потом жужжание прекратилось, и телевокс стал повторять прежние действия — подъем флага, открывание окон.

— Послушайте, мистер Венсли, — воскликнул один из нетерпеливых посетителей, — что за странность: как это ваш глубокоуважаемый механический джентльмен может поднимать флаг, не двигая руками, закрывать или открывать двери, не сходя с места, и вообще разбираться во всех ваших бесчисленных свистках, в которых и живой человек ничего не поймет?

— В этом нет ничего странного, — улыбнулся Венсли. — Все объясняется довольно просто.

Механический «мозг» телевокса