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.
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. 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—Фехнера) 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.
|
|
Читайте в рубрике «Робототехника»: |
Военная техника | Телекоммуникации | Электроника | Энергетика | Физика | Химия | Биология | Математика | Психология | Физиология | Экономика | Металлургия | Строительство | Сельское хозяйство | Медицина | Культура и искусство | Виды двигателей | Машины и механизмы | Воздушный транспорт | Водный транспорт | Автотранспорт | Ж/д транспорт | Физики | Химики | Математики | Биологи | Европейские изобретатели | Американские изобретатели | Российские изобретатели | Советские изобретатели | Методология науки | Развитие креативности | Как стать изобретателем | Изобретения будущего