ЖЕЛЕЗНЫЙ РОБОТ С РЕЗИНОВЫМИ МУСКУЛАМИ

Он изящен, этот робот-музыкант, и 
движения его обманчиво полны чувства. 
Его электронный глаз читает ноты, его рука 
поднимается и переворачивает нотные страницы.

И. Радунская. Люди и роботы

Считается, что термин «робот» придумал К. Чапек. Новое слово из его драмы «Р.У.Р.» (1920 г.) быстро привилось во всем мире. Но это не совсем точно. «Робота» придумал не К. Чапек, а его брат. Писатель попросил брата, хорошо разбиравшегося в технике, подобрать соответствующее название механическому рабочему.

«Механические люди» появились много веков назад. Их конструировали еще в Древнем мире. Достаточно вспомнить автоматы Филона Византийского (III в. до н. э.), машины его современника Ктесибия, изобретателя водяных часов. По свидетельству старинных хроник, немецкий ученый Альберт Великий в XIII в. соорудил «железную женщину», которая походила на живую во всем: умела садиться, вставать, ходить и даже произносить простые фразы. На ее создание ушло 30 лет жизни ученого, но его собственные ученики уничтожили ее как «дело дьявола». Ни чертежей, ни расчетов этого средневекового чуда техники (если оно существовало на самом деле) не сохранилось.

Другого «железного человека» создал Г. де Магеллан (кстати, родственник знаменитого мореплавателя) и преподнес в дар императору Китая. Судьба этого робота неизвестна, сохранились только заметки, что он был выполнен в виде латника с мечом.

А как обстояли дела в России? В 1985 г. исполнилось 250 лет со дня смерти Я. Брюса - одного из крупнейших ученых и государственных деятелей XVIII в., сподвижника Петра I. Он был одним из организаторов Навигацкой школы, Академии наук и экспедиции Беринга, создателем первой русской обсерватории, карт Азовского побережья, автором и переводчиком многих трудов по математике и астрономии. О Брюсе ходили странные и смутные слухи и легенды еще при жизни. Его считали чернокнижником и астрологом, говорили, что ему подвластны тайны судеб, секрет живой и мертвой воды. И наконец, ходило предание, что он сделал для забавы Петру куклу, которая могла говорить и ходить. Однако ни чертежей, ни ее описания так и не найдено. Спустя 100 лет американец Мор показал во многих городах «парового человека» ростом 2 м, который мог бегать по кругу со скоростью 7 - 8 км/ч, развивая мощность 0,5 л. с. Потом было создано еще несколько вариантов «паровых» люден.

Такие люди создаются и сейчас. Только их следовало бы назвать, скорее, электронными, чем железными. Век электроники и автоматики коснулся даже такой древней профессии, как рикша. Рикшу-робота, созданного японской фирмой «Хонда», используют в качестве туристского аттракциона.

Исторически сложилось так, что конструкторы робототехники XX в. первоочередное внимание уделяли совершенствованию машинного интеллекта. С механизмами, перемещающими захваты, оказалось сложнее - они никак не хотели становиться такими же подвижными, как человеческая рука. А сами захваты? Они в большинстве случаев были в виде обычных слесарных плоскогубцев и к тому же им не хватало силы. Сам робот был тяжелым и громоздким. Тогда стали создавать роботов с резиновыми мускулами. «Мускулы» руки - короткие резиновые трубки, оплетенные снаружи для прочности эластичными волокнами. Каждая трубка одним концом закреплена неподвижно, а другой конец связан тросом, перекинутым через блок, с соседним «мускулом». Если в трубку подать сжатый воздух, она раздуется и одновременно укоротится, трос натянется и «суставу» руки будет сообщено движение в заданном направлении. Это общий принцип работы «мускулов» робота, а конструктивно рука современного «железно-электронного» человека очень напоминает человеческую - она имеет «плечо» с тремя степенями свободы, «локоть» с одной и «кисть» с тремя. Итого семь степеней свободы. Вроде совсем неплохо, но это только на первых порах. До человеческой руки такому роботу далеко - она обладает подвижностью, в 3 раза большей. Но и такого .робота обидно было бы снабдить захватами-плоскогубцами. Нужны «пальцы», которые могли бы брать предметы различного размера и формы. На помощь приходят эластичные оболочки. Если такую оболочку заполнить сыпучим материалом, а затем создать разрежение, атмосферное давление сожмет материал и он, переходя в псевдотвердое состояние, как бы «загипсует» взятую деталь, принимая ее форму, и вновь станет сыпучим, когда вакуум отключат.

Благодаря резиновым «мускулам» и «пальцам» созданы роботы, которые могут перемещать детали различной формы и размеров в семь различных положений, да и сила робота увеличилась. Вес перемещаемых деталей доходит до б кг. Такие роботы незаменимы для сборочных линий.

Чувствительность исполнительных органов постоянно повышается. В этом направлении новый шаг в робототехнике сделали японские конструкторы. Им удалось создать универсальный датчик, который аналогично человеческой коже реагирует на давление, температуру, и даже на приближение посторонних предметов. Основой датчика служит электропроводная резина: ее сопротивление меняется в зависимости от степени сжатия. Восприимчивость приближения предметов обеспечивается помещением в резину тер-мисторов, а способность ощущать приближение предметов - установкой микрофотоэлементов, работающих в инфракрасном диапазоне. С таким роботом без риска можно поздороваться за руку.

Роботы трудятся везде, в том числе и в резиновой промышленности. Машина, похожая па многорукое индийское божество, работает, например, на заводе резиновых изделий в городе Плауэн (ГДР). У нее множество «рук» различного размера. Они поочередно погружаются в латекс (водные дисперсии полимеров, весьма ограниченно набухающие в воде, с частицами диаметром 50 - 300 им) каучука, потом проходят вулканизацию, а в конце цикла с каждой руки снимают резиновую перчатку.

И все-таки роботы превзошли человека по многим статьям только в книгах научной фантастики. На самом деле их успехи пока скромнее. Но они продолжают вытеснять человека (в лучшем смысле этого слова) там, где применяется монотонный, непривлекательный, тяжелый или вредный труд. Сейчас невозможно даже предугадать области их использования. Робот установлен уже на берегу озера Лох-Несс. Цель - сфотографировать легендарную Несси. Раньше он «служил сторожем» в банке, защищая его от грабителей. Будем надеяться, что этому роботу повезет больше, чем многочисленным журналистам.