Текст книги "Разумные машины (Автоматы)"
Автор книги: Олег Дрожжин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 17 страниц)
Робот, управляющий уличным движением
В больших городах с многомиллионным населением по улицам движутся сплошные потоки автомобилей и пешеходов. Чтобы безопасно перейти через улицу, необходимо остановить движущийся по ней поток. Это и делают специальные лица, регулирующие движение, – у нас в СССР милиционеры ОРУД (отдел регулирования уличного движения).
В простейшем случае на перекрестке двух улиц стоит человек и, поднимая или опуская руку, останавливает или пропускает экипажи и пешеходов. Но при большом движении это неудобно, так как из-за передних автомобилей задним ничего не видно. Поэтому на перекрестках оживленных улиц устанавливают световые сигнальные приспособления – светофоры, расположенные над мостовой на высоте четырех-пяти метров. Зеленый цвет, как обычно, означает свободный проход или проезд, красный – остановку. Лампы светофора зажигаются не только ночью, но и днем. Обычно переключение лампы делается вручную.
Но у нас в Москве за последнее время появились и механизированные светофоры. Это фонари, на каждой из четырех стенок которых нарисован круг, разделенный на цветные части. По кругу двигается стрелка, как у часов, только быстро. Эта стрелка попадает попеременно то на красную часть круга – и тогда движение должно приостанавливаться, то на зеленую – и тогда движение возобновляется. Стрелку вращает электрический моторчик.
Ручное переключение лампы светофоров еще недавно применялось и в Нью-Йорке.
Однако, несогласованные действия полицейских на соседних перекрестках стали вызывать на улицах то большие скопления экипажей и людей, то, наоборот, ненужные разрежения.
Чтобы согласовать движение не только на соседних, но и вообще на всех перекрестках, было решено производить зажигание ламп из одного центрального места. Провода от всех ламп на перекрестках были протянуты на центральную регулировочную станцию и здесь так соединены, что один человек получил возможность одним движением выключателя чередовать цвет светофоров на всех перекрестках.
Эту работу выполнял особый дежурный. Через каждые полторы минуты он поворачивал выключатель. Нельзя сказать, чтобы это требовало особой сообразительности. Человек просто превращался в машину.
До полной замены человека машиной, механизмом оставался лишь небольшой шаг, и он был сделан в 1929 г. Вместо человека зажигание ламп поручили роботу. Это были часы, и даже не одни, а семь часов с многочисленными контактами и специальными реле.
Здесь же, возле робота, на стене была помещена большая карта Нью-Йорка с маленькими лампочками на скрещениях улиц. Каждая такая лампочка на карте соответствовала большой лампе на перекрестке, причем между ними была установлена прямая связь. Когда загоралась лампа на перекрестке, то в тот же самый момент загоралась соответствующая лампочка и на карте. Если же почему-либо лампа на перекрестке не загоралась, то и соответствующая ей лампочка на карте тоже не загоралась. Это указывало на неисправность лампы на перекрестке.
Итак, робот зажигает красные огни на улицах. В то же самое мгновение загораются красные лампочки и на карте. Через небольшой промежуток времени красные огни на улицах сменяются зелеными. То же происходит и на карте.
Человека, дежурного, по-прежнему оставили в комнате управления, но теперь ему нет надобности все время вертеть выключатель. Он спокойно следит за контрольными лампочками, сообщая в случае надобности в ремонтный отдел об авариях освещения. Сам же робот в особом присмотре не нуждается.
Такое разрешение «задачи о перекрестках» улучшило уличное движение, придав ему ритмичность и сэкономив громадные расходы на обслуживающий персонал.
Робот в библиотеке
В больших библиотеках требования на ту или иную книгу часто выполняются лишь на следующий день из-за большой загрузки персонала. Это создает неудобства. Читатель дважды должен посетить библиотеку: один раз, чтобы заказать книгу, другой – чтобы получить. Досадная потеря времени. Вот здесь-то на помощь библиотечному работнику и приходит новый робот – «разносчик книг», впервые установленный в библиотеке города Торонто (в Канаде).
Главная часть этого автомата – конвейер: бесконечная лента, непрерывно движущаяся на роликах внутри канала в стене. Лента проходит по всем этажам библиотеки. Она движется горизонтально, вертикально и прекрасно огибает углы. На ней на равных расстояниях прикреплены невысокие алюминиевые ящики.
Автомат – разносчик книг в библиотеке. Состоит из горизонтальных и вертикальных конвейеров.
Получив требование на книгу (оно передается по телефону), работник книгохранилища немедленно отыскивает ее, кладет через окно в стене в первый свободный ящик конвейера и, нажав одну из кнопок с левой стороны окна, «сообщает» роботу, на каком этаже книга должна быть выдана. В то же мгновение на ящике поднимается металлический флажок с номером этажа, куда направляется книга. Флажок служит сигналом, что ящик занят. Когда ящик подойдет к окну соответствующего этажа, флажок, зацепив за рычаг, приведет в действие алюминиевый гребень, и книга из ящика будет выдвинута на наклонное полотно, по которому попадает в приемный ящик с пружинным дном, стоящий на полу.
По мере загрузки книгами дно приемного ящика опускается. Когда ящик будет заполнен на три четверти, включается электрический звонок. Ящик этим сообщает, что в нем много книг и его пора разгрузить.
Книги из читальных зал таким же путем отправляются в книгохранилище. Опыт обнаружил, что автоматический конвейер уменьшил время, протекающее с момента подачи требования на книгу и до момента ее выдачи читателю, до четырех минут. При этом обслуживающий персонал сократился на одну треть.
Для движения конвейера требуется электромотор всего в три четверти лошадиной силы. В час тратится энергии не более чем на десять копеек.
Подобные же конвейеры после Торонто были установлены в библиотеках университетов Северной Каролины, Рочестера и Цинциннати (США).
Изобретатель автоматического конвейера затратил на него двадцать лет работы. Нужно было разрешить множество задач, чтобы сделать конвейер практически пригодным.
Особая кнопка на пожарном станции
В пожарном деле требуется возможно более быстрый выезд обоза к месту пожара. При конной тяге это было трудно сделать. Но все же наилучшие пожарные станции высылали свой конный обоз через шестьдесят и даже пятьдесят секунд после сигнала о пожаре.
С введением в пожарную практику автомобиля промежуток времени между сигналом и выездом сократился до тридцати пяти и даже двадцати пяти секунд. Казалось, что дальше идти некуда. Но пожарники города Бэртона на Тренте, в Англии, поместили в дежурной комнате особую кнопку. Получив сигналы о бедствии, дежурный нажимает эту кнопку, и в тот же самый момент на всех пожарных автомобилях автоматически заводятся моторы, в дежурных помещениях раздаются звонки и одновременно автоматически открываются выездные ворота. Пожарным остается только вскочить на машины и мчаться.
Благодаря этой кнопке выезд обоза стал возможен через пять секунд после получения сигнала.
Устройство этого пожарного робота не отличается сложностью. Кнопка посредством реле включает ток в ряд параллельно соединенных электромоторов. Один из них открывает ворота, другие пускают в ход двигатели автомобилей.
Особая кнопка на пожарной станции. Достаточно ее нажать, как автоматически заводятся моторы всех дежурных автомобилей и открываются ворота.
Автомат, продающий «святую» воду
Существуют роботы-продавцы.
Изобретателем их считают англичанина Ивритта, взявшего патент и построившего в 1885 г. в Лондоне автоматы, торгующие спичками. В действительности же торгующие автоматы появились гораздо раньше, еще в древности, более двух тысяч лет тому назад. Греческий инженер Герои (живший в первом столетии до начала нашего летоисчисления и несколько раз посетивший Египет) в своем сочинении «Пневматика» описывает автомат, продававший «святую» воду.
Устройство этого автомата было несложное. На подставке находился наглухо закрытый деревянный ящик. В крышке его была сделана щель для опускания монет. На другой стороне из ящика внизу выходила трубка. В ящике был скрыт резервуар с водой. Над ним внутри ящика был помещен рычаг с расширением в виде лопатки на одном конце и с подвешенным стержнем на другом. Стержень закрывал отверстие водоотводной трубки. Монета, опущенная в щель, падала на расширенный конец рычага и заставляла его опуститься. Противоположный конец рычага при этом поднимался и открывал трубку. Вода начинала вытекать. Но как только монета соскальзывала с расширения, рычаг возвращался в прежнее положение и снова закрывал водосточную трубу.
Этот древнеегипетский торгующий автомат свидетельствует о том, что у жрецов того времени были довольно значительные знания в области механики и что эти знания широко использовались для обмана верующих.
Автомат, продающий «святую» воду в древнем Египте. Изобретен египетскими жрецами.
Спичечный автомат
Спичечный автомат Ивритта имел тоже простое устройство. Это была высокая колонка с выдвижным ящиком внизу и щелью для монеты вверху. Опущенная монета по трубке падает на груз, прикрепленный к выдвижному ящику. Под тяжестью монеты груз спускается несколько ниже упора и освобождает ящик. Теперь покупатель может вытащить ящик, в котором найдет коробку спичек. При выдвигании ящика монета с груза падает в кассу. Выступ на грузе, упираясь в упор, мешает совсем извлечь ящик из автомата и таким образом нарушить его работу. Взяв коробку спичек, покупатель вдвигает ящик обратно. При этом в него попадает новая коробка спичек, и автомат опять готов к продаже.
Поставленные в разных местах Лондона – на улицах, в магазинах– автоматы Ивритта повели очень оживленную торговлю.
Устройство спичечного автомата Ивритта. Т – трубка, проводящая монеты; С – коробки спичек; Я – ящик; П – пружина, к концу которой прикреплен груз; К– касса; У – упор.
Обрадованный успехом изобретатель приспособил свои автоматы к продаже плиток шоколада. Шоколадные автоматы стали тоже хорошо торговать. Но удовольствие иметь механических торговцев, которые не требуют платы за работу, скоро стало омрачаться: в кассах вместе с настоящими монетами очень часто попадались и простые железные шайбы (кружки). Однажды в одном из шоколадных автоматов вся выручка оказалась состоящей из железных кружочков.
Проклиная бесчестных покупателей, Ивритт принялся «учить» свои автоматы разбираться в настоящих и фальшивых монетах. Это было делом нелегким и потребовало труда нескольких изобретателей на протяжении тридцати лет. В настоящее время все торгующие автоматы прекрасно разбираются в монетах и за фальшивые деньги, в чем бы эта фальшь ни состояла, товара не отпускают.
Как автомат определяет качество монеты
На определение качества монеты автомат затрачивает всего несколько мгновений. Достигается это следующим образом. Предположим, что автомат дает свои товары в обмен на двадцатикопеечные монеты. В таком случае щель – ее располагают вертикально с небольшим наклоном вправо – имеет размеры, точно соответствующие монете. Любой диск хотя бы на сотую долю миллиметра больших размеров войти в это отверстие не может. Меньшие войдут. Поэтому первая задача робота состоит в том, чтобы прежде всего отделить меньшие диски. Монета сейчас же по опускании катится вниз по узкой наклонной плоскости с продольной щелью, ширина которой чуть меньше толщины монеты. В эту щель проваливаются все диски более тонкие, чем монета. По сторонам наклонной плоскости сделаны «перила». Об эти перила монета опирается при качении.
Перила подняты на такую высоту, что всякий диск с меньшим, чем у монеты, диаметром сваливается в сторону.
Предположим, однако, что вложенный диск, не будучи монетой, все же точно равен ей по размерам. В таком случае робот «обращает внимание» на металл, из которого сделан диск.
Для устранения железных дисков служит магнит. Диск, катясь по своей дороге, проходит мимо магнита. Если диск железный, то магнит сбрасывает его в сторону. Нежелезный диск свободно проходит дальше, чтобы подвергнуться еще одному – последнему уже – испытанию.
Путь, по которому катится диск, имеет разрыв. Через эту «пропасть» диск должен перепрыгнуть. Ему на помощь приходит стальной, гладко отполированный цилиндр, расположенный поперек пути так, что диск обязательно ударяется о цилиндр и подпрыгивает. Если диск – полноценная монета, то его упругости как раз хватает на то, чтобы перескочить через «пропасть».
Если же диск сделан из меди, латуни, свинца, то его упругость для перескакивания недостаточна, и он попадает в «пропасть».
«Пропасть» эта имеет вид воронки, от которой вниз идет трубка, выводящая все фальшивые монеты наружу, в тот ящик, в котором покупатель нашел бы свою покупку, если бы опустил в автомат полноценную монету.
Механизмы, выдающие товар, имеют довольно разнообразное устройство, зависящее от рода товара.
Автомат, продающий разные газеты.
Магазины с роботами-продавцами
В настоящее время существует очень большое число различных видов торгующих автоматов. Вот перечень – еще далеко не полный – того, что продают роботы: марки, почтовые открытки, конверты, бумагу, плитки шоколада, конфеты, бутерброды, фрукты, папиросы, сигары, перронные билеты, пудру, духи, борный вазелин, губную помаду, бисквиты, пиво, прохладительные напитки, бензин и еще многое другое.
Имеются роботы, торгующие сразу несколькими видами товаров. Такие автоматы очень распространены в Западной Европе и в особенности в Америке, где большую изобретательность по части создания новых торгующих роботов проявляет Иосиф Шермак.
Ему удалось построить даже такие автоматы, которые могут вас угостить горячими сосисками или свежими пирожками.
Однажды Шермак спросил одного важного американца, с которым его только что познакомили, как тот находит эти торгующие автоматы.
– Они очень хороши, – ответил спрошенный, – однако, мне очень недостает вежливого «благодарю вас», которое произносит живой человек.
Шермак решил, что его роботы должны заговорить, и через два дня подает в патентное бюро заявление на выдачу ему патента на новое изобретение, которое немых роботов превращает в говорящих.
Теперь, опустив монету и получив пачку папирос, плитку шоколада, порцию горячих сосисок с гарниром или коробку пудры, вы услышите от автомата любезное «благодарю вас».
Автоматы могут произносить и другие фразы.
Как-то в одном из магазинов был поставлен новый автомат для продажи дорогих сигар. Изобретателю захотелось самому понаблюдать за впечатлением, которое производит на покупателя новый, говорящий робот. Этот робот получил дар произносить несколько различных фраз.
Первым покупателем у этого робота оказался молодой человек, хорошо одетый. Повертевшись в магазине и обратив внимание на автомат, молодой человек развязно подошел и опустил в щель монету. Через секунду монета оказалась в ящике для товара, а робот громко произнес:
– Будьте любезны в другой раз опускать хорошую монету.
Такого конфуза франт не ожидал и под смех публики и изобретателя вылетел на улицу.
Если в этот автомат снова опустить фальшивую монету, он опять ее выбросит с тем же замечанием:
– Будьте любезны в другой раз опускать хорошую монету.
Эту фразу он будет повторять всякий раз, когда опущена фальшивая монета.
Каким образом это достигается?
Совсем просто. В автомате находится патефон с особой пластинкой. На обычной пластинке борозда идет по спирали. С каждым поворотом пластинки иголка патефона подходит все ближе к центру. Шермак же на своей пластинке сделал бороздку в виде круга. При каждом обороте пластинки иголка патефона проходит по одному и тому же пути, и, следовательно, патефон произносит одну и ту же фразу. Именно эту идею о круговой бороздке Шермак и запатентовал.
В роботах Шермака монета в одном месте своего пути освобождает товар, в другом пускает патефон. Если робот должен произносить несколько различных фраз, то в него помещается такое же число патефонов. Каждый патефон вместо пружины имеет электродвигатель, получающий ток от осветительной сети.
Появляются уже целые магазины, весь персонал которых состоит исключительно из автоматов.
Автомат-продавец папирос.
В одном из таких: магазинов в Нью-Йорке на Бродвее – в «Содамате» – одиннадцать роботов продают пиво, лимонад и всякие другие прохладительные напитки.
В другом магазине автоматы продают около шестидесяти различных предметов.
Но одной только продажей товаров деятельность торгующих автоматов не ограничивается. Некоторые из новейших автоматов продают энергию и оказывают услуги. К первому виду относится автомат, дающий щипцы для завивки волос, нагреваемые электричеством в течение нескольких минут, и газовый автомат, отпускающий определенное количество светильного газа.
К услуживающим автоматам принадлежат полировщик ногтей и прачка. Опустив монету в первый автомат, можно отполировать себе ногти, прижав их к движущимся полирующим щеткам автомата. Опустив монету во второй автомат, можно воспользоваться его стиральной машиной в течение тридцати минут. Эти автоматы-прачки устанавливаются во дворах больших домов. Появились роботы – чистильщики ботинок.
Автомат – чистильщик ботинок.
Многие виды роботов-продавцов могут давать даже сдачу, если опускается монета более высокого достоинства, чем это требуется.
В Германии недавно появились автоматы-страховщики: вы опускаете монету, и автомат дает страховую квитанцию.
Магазин с продавцами-автоматами. Здесь можно купить мясо, овощи, фрукты, кофе, сахар и многое другое. Товар выдается, завернутый в бумагу и завязанный.
Такая страховка производится на один или несколько дней. Если в течение этого времени с вами произойдет какое-либо несчастье, то страховая компания выплачивает пособие по предъявлении выданной автоматом квитанции.
Квитанция действительна только для того, кому она выдана. Чтобы здесь не происходило обманов (они вполне возможны: Петров получил квитанцию и передает ее Сидорову, которому сегодня отрезало ногу трамваем), автомат снимает с клиента отпечаток его указательного пальца. Отпечатки пальцев у различных людей различны.
Такой прием позволяет точно установить, кто купил страховку.
Фотомат
Даже такое сложное дело, как фотографирование людей и изготовление карточек, удалось автоматизировать с начала до конца.
Робот-фотограф изобретен в 1928 г. в Америке А. И. Иозефо. Этот автомат представляет собой деревянную кабину высотой в 160 см, шириной в 60 см и длиной в 260 см. В передней стене кабины сделана входная дверь, ведущая в съемочное помещение. Здесь стул с подъемным сиденьем. На стене справа инструкция для снимающихся. Она очень проста: нужно сиденье стула поднять или опустить так, чтобы лицо пришлось на уровне фотографического объектива, расположенного в стене, перегораживающей кабину на два отделения. Сидя на стуле, посетитель может поворачивать голову в любом направлении. Это не помешает, так как съемка моментальная.
Для того чтобы механический фотограф начал работу, необходимо в приемную щель опустить монету. В то же мгновение за матовым стеклом над объективом автомата зажигается дуговая лампа, раздается звонок, и аппарат начинает фотографировать. В течение двадцати секунд производится восемь съемок. После этого дуговая лампа гаснет, и в оконце автомата перед стулом появляется надпись: «Пожалуйста, следующий».
Ровно через восемь минут с момента опускания монеты посетитель автомата получает восемь фотографий, которые выдвигаются из щели под объективом.
Автомат-фотограф. В кабине сидит снимающийся. Слева уже снявшийся получает свои карточки. На переднем плане слева автомат – увеличитель.
Автомат обходится без негативов. Съемка производится непосредственно на светочувствительной бумаге, которая в виде узкой полосы шириной в 3,5 см намотана на горизонтальную ось над объективом. Опущенная монета пускает в ход все части автомата. Одновременно с зажиганием лампы вращаются резиновые валики, подающие бумагу к фотоаппарату.
Восемь раз эта бумага на мгновение останавливается. В эти моменты производятся съемки.
Дальше валики пропускают бумагу через ванну с проявителем, через вторую ванну с отбеливающим раствором, затем через осветительный аппарат, где происходит превращение негатива в позитив, и, наконец, через ванну с тонирующим проявителем. После каждой ванны производится промывка водой.
По окончании последней промывки полоса высушивается нагретым воздухом между двумя электрическими вентиляторами. Дальше бумага проходит между двумя валиками с ножом, который отрезает полосу с восемью снимками. Эта отрезанная часть через щель выдвигается посетителю.
За короткое время своего существования фотоматы в большом количестве распространились в Америке и в Западной Европе. Эти роботы-фотографы дают вполне удовлетворительные снимки в течение очень короткого времени и по очень дешевой цене – пятьдесят копеек за все восемь снимков.
Устройство фотомата. А – фотолаборатория; Б – помещение для снимающихся; ВГ – раструб конуса, идущего от объектива фотоаппарата; Д – щели выдачи карточек и негативов; 1 – стул с подъемным сидением; 2 – платформа весов; 3 – десятичные автоматические весы; 4 – диск обтюратора (затемнителя); 5 – часть диска с отверстием, пропускающим свет; 6 – объектив фотоаппарата; 7 – фотоаппарат; 8 – светочувствительная негативная бумага, движение которой изображено пунктиром; 9 – катушка с негативной бумагой; 10 – ванны для химической обработки негатива; 11 – объектив для печатания позитива с негатива; 12 – позитивная бумага, движение которой показано сплошной линией; 13 – катушка с позитивной бумагой; 14 – ванны для химической обработки позитива.
В 1932 г. в вестибюле школы Берлина на Итальянском бульваре в Париже появился еще более любопытный робот-фотограф. Его устройство в общем такое же, как и у только что описанного. Но фотографирование производится на негативной бумаге, с которой потом делается позитивный отпечаток. Аппарат выдает вместе с позитивом и негатив.
Сиденье для посетителя установлено на платформе десятичных весов, скрытых под полом кабины. Робот– фотограф взвешивает своего клиента и вес его, а также число, месяц и год съемки отпечатывает на позитиве.
Фотографирование, проявление, фиксирование, промывка и высушивание негатива, печатание, проявление, промывка и высушивание позитива, взвешивание и отпечатывание веса и даты – весь этот длинный и сложный ряд операций производится точно в четыре с половиной минуты. После того как фотографирование произведено, в окошечке над щелью для монеты появляется красный свет, запрещающий вкладывание новой монеты. Это необходимо для того, чтобы не повредить негативную бумагу, химическая обработка которой только что началась. Через двадцать секунд после съемки красный свет гасится, и аппарат снова готов к работе.
В том же помещении, рядом с первой кабиной, поставлена вторая – это робот-увеличитель. Опустите в его щель монету и негатив от первого робота, и вы получаете еще через четыре с половиной минуты вашу фотографию, увеличенную до размеров открытки.
Оба робота привлекли к себе такое внимание, что возле них в течение нескольких месяцев постоянно была очередь желающих сняться, взвеситься и получить увеличенную фотографию.
Фирма «Сименс и Гальске» (Германия) в том же 1932 г. сконструировала фотографический автомат для снятия копий с документов.
Автомат для снятия с документов фотографических копий. Копии кладутся на столик внизу. Справа и слева над столиком видны лампы для освещения оригинала. Фотоаппарат находится вверху.
Обычно копии переписываются от руки или на пишущей машинке, потом их заверяют уполномоченные на то лица (нотариусы). Все это отнимает много времени и труда. А между тем очень часто, особенно в судебном делопроизводстве, приходится иметь дело с копированием документов. Робот-копировальщик разрешает эту задачу наилучшим образом. Он действует, как и фотомат А. Иозефо, отличаясь от него только некоторыми деталями устройства.
Документ, с которого желательно снять копию, помещают на горизонтальный столик автомата и поворачивают пусковую рукоятку. В то же мгновение зажигаются осветительные лампы, и фотоаппарат, расположенный вертикально над столиком, делает съемку на позитивной бумаге. Потом следуют обычные проявление, превращение негатива в позитив, фиксирование, промывка и сушка. Через десять минут на противоположном конце автомата появляется готовая копия размером в 14,8 X 21 см.
Устройство фотокопировальщика. 1 – катушка со светочувствительной бумагой; 2 – фотоаппарат с отражающей призмой и объективом, обращенным вниз; 3 – место документа; 4 – столик для документов; 5 – ванна для химической обработки бумаги; 6 – сушилка бумаг.
Каждое новое копирование можно начать через двенадцать секунд после предшествующего. Следовательно, в минуту этот робот может дать до пяти копий.
Так как позитивная бумага очень чувствительна к разным цветам (панхроматизирована), то прекрасные копии получаются и с цветных оригиналов, например с картин в красках (копии, конечно, будут некрасочные).
Все фотографические автоматы действуют с помощью электричества (лампы, моторчики), которое берется от любой осветительной штепсельной розетки.
