Текст книги "Журнал «Вокруг Света» №02 за 2007 год"
Автор книги: Вокруг Света Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 13 (всего у книги 13 страниц)
Нечеловеческий фактор
С ростом скоростей на земле и в воздухе цена ошибки водителя или пилота становится непомерно большой. А почему бы не переложить задачу управления самолетом, поездом, кораблем, автомобилем на робота? Многие специалисты, кстати, полагают, что и авиакатастрофы над Боденским озером могло бы не случиться, послушайся тогда пилоты не диспетчера, а бортового компьютера.
Задача по «роботизации» движения в отношении самолетов, поездов и кораблей сегодня вполне решаема, вспомните хотя бы автоматические посадки российского «Бурана». Но вот автомобиль, увы, оказался «крепким орешком». Вроде бы и скорости не самые большие, да только окружающая обстановка требует сверхточного (до десятка сантиметров) управления в условиях постоянно меняющейся дорожной ситуации: шагающих под колеса пешеходов, подрезающих водителей, качества дорожного покрытия и др.
Тем не менее прогресс происходит и в этой области, так что не исключено, что лет через десять водителя отправят в отставку за ненадобностью. Как, например, это сделали еще в… 1999 году на испытательном полигоне Volkswagen, заменив постоянно требующего зарплаты и социальных благ тест-пилота… железным Клаусом – так прозвали роботизированного «штрейкбрехера». Герр Клаус работает без сна и выходных. Он заводит мотор, крутит руль, жмет на тормоз и на газ, переключает передачи и даже объезжает препятствия. Его органы чувств– лазерный сканер, радары, видеокамеры и навигатор GPS; его мозги – целый набор компьютеров. Кстати, дороги на полигоне вовсе не гладкие – там и булыжники, и колдобины, поэтому живой водитель больше четырех часов подряд не выдерживает.
Клаус вполне подошел бы на роль в «звездных войнах»: у него три ноги (по одной на педаль) и четыре руки (две на руле, одна на рычаге коробки передач и одна с ключом зажигания). Есть еще и два небольших манипулятора для управления подрулевыми переключателями.
Экзотические конструкции вроде робота Kawasaki показали себя не очень успешно
Позавидовав Volkswagen’у и его замечательному герру Клаусу, нечто подобное соорудили и на Volvo: там робот обеспечивает повторяемость параметров заездов легкового автопоезда. Ведь живой водитель никогда не сможет выдержать все параметры (скорость, угол поворота, газ, торможение) строго одинаковыми.
Следующими озадачились военные. Им бы тоже хотелось избавиться от водителя, эффективности которого угрожают пули, боевые отравляющие вещества и прочие напасти военного времени, и – усадить на его место за рычаги управления робота. Но кому поручить столь сложный проект?
И вот в 2004 году агентство DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency – Агентство передовых оборонных исследовательских проектов) объявило о проведении любопытного пробега Grand Challenge на приз в миллион долларов. Вот лишь некоторые из условий, которые оно поставило перед соискателями:
Пробег начинается около Барстоу (штат Калифорния) и заканчивается близ Лас-Вегаса (штат Невада). Маршрут включает дороги и участки бездорожья с искусственными и естественными препятствиями: канавами, бродами, камнями, тоннелями, опорами линий электропередач, заборами из колючей проволоки, другими транспортными средствами.
В качестве приза DARPA предоставит один миллион долларов команде, закончившей маршрут с лучшим временем (в любом случае не превышающем десять часов). Если в 2004 году не будет победителя, пробеги продолжатся, пока Приз не будет получен или пока не истечет срок, установленный Конгрессом США, – 30 сентября 2007 года.
Транспортное средство или действия команды не должны оказывать недопустимое воздействие на окружающую среду. То есть нельзя разрушать строения и выделять опасные вещества.
Транспортные средства пробега должны быть беспилотными (никакие животные на борту не допускаются) и полностью автономны. Не допускаются иные сигналы (радио, визуальные, звуковые) для связи с объектом на маршруте, кроме приема сигналов навигационной системы GPS.
DARPA очистит маршрут от постороннего движения, но не может гарантировать полного отсутствия автомобилей, препятствий или людей. Не разрешается сокрушение, повреждение или перемещение препятствия транспортным средством.
Точный маршрут с контрольными точками и ограничениями скорости сообщается за два часа до старта…
Участники этого проекта (в основном университетские команды) подобрались весьма пестрые: большинство потратили на создание своих самоходок лишь около 100 000 долларов, но некоторые – до 5—6 миллионов. Тут, конечно, не обошлось без солидных спонсоров, в числе которых отметились IBM, Nortrop Grumman.
Пробег, посмотреть на который в марте 2004 года приехали сотни зрителей, проходил весьма напряженно. Не будем говорить о тех, кто решил «не связываться» и… просто остался на старте – может, они были и правы? Ведь для некоторых из рискнувших пробег окончился буквально через несколько секунд. Например, броневичок CIMAR всего через 700 метров запутался в колючей проволоке, начал беспомощно скрести колесами, и его пришлось выключить. Пикап SciAutonics I сошел с дороги спустя 1 200 метров и целых полтора часа, потрясенно вращая датчиками и видеокамерами, безуспешно пытался вернуться на трассу, которая была всего в двух метрах слева.
Джип команды Калифорнийского технического колледжа хотя и смог найти шоссе, но не заметил проволочного ограждения и запутался в нем через 2 км после старта.
16-тонный TerraMax от Oshkosh Truck – этим роботом сильно заинтересовались военные
Вероятно, не стоит перечислять всех участников, расскажем о победителе. Им стал робот Sandstorm, переделанный из автомобиля Hummer (1986 года выпуска) командой Red Team из Университета Карнеги-Меллон. Уже на пятом километре он не «увидел» стойки ворот, хотя ее специально обозначили для радара листом жести. Но удар не остановил мощную армейскую машину. И хотя пробитая шина через несколько миль задымилась, Sandstorm упорно шел к победе, пока не сломался вал привода. Он прошел 11,84 километра. Из… 225.
Итак, заветный «лимон» никому не достался, и организаторы опрометчиво решили, что ничем не рискуют, увеличив призовой фонд на 2005 год вдвое. Как они ошибались!
Уже в июле следующего года студенты, проделав работу над ошибками, показали прессе доработанный Sandstorm, преодолевший 322 километра (!) на ипподроме в Питсбурге за 7 часов. А ведь для победы в Grand Challenge достаточно было пройти в полтора раза меньшую дистанцию за в полтора раза большее время!
Новые «мозги» состояли теперь из семи компьютеров Intel Pentium M и 64-битного процессора Itanium-2, зрение обеспечивали 77-гигагерцовый радар, различающий металлические и неметаллические предметы в самом густом тумане, и 7 лазерных «глаз», буквально ощупывающих дорогу. А точность навигационной системы довели до нескольких сантиметров.
В «Песчаной буре» (Sandstorm) применили также активную подвеску, смягчающую толчки, и самую совершенную систему управления по проводам Drive-by-wire.
Робот «Стэнли», победитель соревнований, больше прочих участников похож на обычный автомобиль
И вот настало 10 октября 2005 года. Район тот же, маршрут, естественно, другой, запечатанные конверты с данными команды получили ровно за два часа до старта. Как же отличается этот заезд от прошлогоднего! Из 23 команд, стартовавших в финале (а на начальном этапе их было 195) на два миллиона могли бы претендовать всего четверо! То есть все они прошли заданную дистанцию меньше чем за 10 часов. Был среди них и знакомый нам Sandstorm, но деньги достались «Стэнли» (Stanley – роботизированный командой Стэнфордского университета Volkswagen Touareg), обогнавшему «Песчаную бурю» на 10 минут. И оказалось, что два миллиона – не самый большой приз этого мероприятия. Куда важнее многомиллионный военный заказ на разработку «беспилотного» армейского грузовика, доставшийся буквально пару месяцев назад пятому участнику, фирме Oshkosh Truck, изготовителю 16тонного пожарного автомобиля, послужившего основой для авторобота TerraMax. В гонке он, правда, немного не уложился в заданное время, зато это почти готовый образец мощного тягача. А ведь всего год назад прежняя версия этого робота уже через насколько миль застыла в недоумении перед кустиком шалфея, ошибочно идентифицировав его как серьезное препятствие.
Но что же победитель? Студенты не без участия разработчиков из принадлежащей Volkswagen (зря, что ли, тренировались на Клаусе?) исследовательской лаборатории Electronic Research Laboratory в Пало-Альто (Калифорния) доработали серийный Touareg, убрав водителя и водрузив вместо него 7 процессоров Intel Pentium M, радары (24 ГГц), лазеры (4 штуки) и видеокамеры. Точность же навигатора исчислялась… миллиметрами! Заодно, чтобы потрафить вкусам калифорнийцев, в бак «Стэнли» залили дизельное топливо, синтезированное не из нефти, а из биомассы – мол, и с экологией мы на высоте!
Что ж, пока не поздно, покупайте автомобили, способные доставить удовольствие от процесса управления. Грядут иные времена, когда вместо руля и педалей будут компьютерная клавиатура, мышь и щель для диска, чтобы задать роботу-водителю нужный маршрут. Автор, правда, хотел бы надеяться, что это случится не очень скоро.
Алексей Воробьев-Обухов
Умный дом
«Уходя, выключайте электроприборы!» В современном доме это нехитрое наставление пожарников может отнять довольно много времени. Освещение и сигнализация, вентиляция и отопление, оконно-дверная автоматика, компьютеры и домашний кинотеатр, кухонная и прочая бытовая техника, автономные подвижные устройства... Не нанимать же слугу управлять всем этим! Ну, разве что электронного слугу.
На презентации очередной концепции «Интеллектуального дома», предложенной одной крупной корейской компанией, автор задался вопросом, насколько вся эта система будет «дружественна» к своим хозяевам. В данном случае в единую компьютерную систему были завязаны практически все возможные бытовые приборы, начиная от чайника и заканчивая электроприводом жалюзи на окнах. С огромным беспроводным пультом, напоминающим, скорее, клавиатуру компьютера, вряд ли можно было разобраться без помощи толстенной инструкции. Пришлось прибегнуть к помощи девушки-консультанта. Вооружившись пультом, она привычным движением нажала несколько клавиш, и вокруг все ожило. «Наступает утро», – произнесла она с чувством гордости за представляемое чудо техники. «В комнате включился свет, на окнах поднимаются жалюзи», – комментировала консультант происходящие с комнатой метаморфозы. «На кухне включилась кофеварка, а в ванной набирается вода». Действительно впечатляет… «А вот если погода плохая и совсем не хочется с утра пораньше видеть хмурое небо, можно ли избежать открывания штор?» – интересуюсь я. Быстро нажав отбой и вернув систему в изначальное состояние, девушка начинает заново: «Наступает утро, в комнате включается свет, на окнах поднимаются жалюзи, на кухне…» «Постойте, я не хочу этим утром поднимать жалюзи, – прерываю ее я. – Можно ли без них обойтись?» Девушка судорожно пытается что-то набрать на клавиатуре, но вновь я слышу про наступившее утро, включившийся свет и поднимающиеся, будь они неладны, жалюзи. Окончательно отчаявшись, консультант заявила, что она тут ни при чем, и это программа такая, а если мы захотим – ее можно переделать по собственному желанию. И тут же, переменившись в лице, вновь улыбнулась и начала рассказывать, что именно можно менять в программе, как установить температуру воды в ванной, но ее уже никто не слушал. Еле сдерживая смех, мои коллеги разошлись осматривать другие экспозиции.
Вот так прекрасная концепция «интеллектуального жилища» рассыпалась от одного простого вопроса. Конечно, не стоит умалять заслуги инженеров, соединивших такую массу устройств, но называть получившуюся систему «интеллектуальной» язык не поворачивается. И виной тому не программа, в которой прописана последовательность действий, и даже не «девушка-робот», неспособная отойти от зазубренных на тренинге слов, а, скорее, сама идеология, заложенная в эту систему. Ну кому захочется жить по расписанию, как роботу, фактически являясь одной из функций программы «Утро».
Разумеется, в домах будущего можно будет создавать сценарии, рассчитанные на все случаи жизни, но вряд ли эта функция будет играть столь важную роль, как сейчас полагает большинство фирм-разработчиков. Интеллектуальные системы должны уметь принимать решения самостоятельно, лишь изредка беспокоя хозяина запросом на подтверждение выполнения той или иной операции. Но, поскольку настоящий искусственный разум пока не создан (и вряд ли в ближайшие годы стоит на это рассчитывать), человек все равно останется в доме хозяином, и, просыпаясь утром, он не будет ждать, что компьютер все решит за него, а просто скажет: «Кофе, душ плюс 21 градус, звонок повтор через 5 минут».
Дом сегодня и завтра
Дома, в которых важнейшие системы интегрированы в единую информационную сеть, уже существуют. Мало того, сделать «апгрейд» своему жилищу может каждый, были бы желание да немалая сумма денег. В России, в частности, большое количество фирм, занимавшихся в свое время инсталляцией домашних кинотеатров, расширило ассортимент своих услуг и до обустройства «умных домов». Топовые решения, стоимость которых может превышать миллионы рублей, сводятся приблизительно к одной схеме. Центральный компьютер управляет всеми функциями жизнеобеспечения дома (в первую очередь это системы кондиционирования и отопления), отвечает за энергосбережение, отслеживает показания датчиков и участвует в организации охранной системы. Если есть возможность подключения такой системы к Интернету, то хозяин может из любой точки мира узнать о том, что происходит в его доме, или, на худой конец, отправить запрос через мобильный телефон и получить SMS c описанием состояния важнейших систем.
Скорее всего, многие из этих решений в самом ближайшем будущем станут более доступными и, возможно, будут закладываться в типовые проекты, но все же не они кардинально поменяют облик наших жилищ и стиль нашей жизни. Целый ряд ключевых технологий следующего поколения уже открыт, и единственным препятствием к их внедрению остаются сертификация и стандартизация.
Все – в сеть!
Уже сейчас заметна тенденция по включению все большего типа устройств в глобальную информационную сеть. Пожалуй, единственным сдерживающим фактором остается ограниченность пространства IP-адресов. По самым скромным подсчетам, последний уникальный IP-адрес будет присвоен не позже 2010 года, а если к сети подключать всю бытовую технику, то это случится еще раньше. Однако производителей этот факт особо не смущает. Вот-вот будет введено в строй новое Интернет-пространство IPv6, в котором адрес описывается не четырьмя числами от 0 до 255, как сейчас, а шестнадцатью. Это позволит более чем на двадцать пять порядков увеличить количество IP-адресов. И тогда абсолютно любое устройство сможет получить свое уникальное имя. Это сильно упростит процесс создания единой домашней сети и наделит ее уникальными свойствами. Центральному компьютеру станет доступно не только включение или выключение устройств, но и их диагностика и настройка.
Еще одним важнейшим отличием домашних информационных систем следующего поколения будет их интеграция с Интернетом. Зафиксировав утечку воды и оценив возможные последствия, компьютер в зависимости от ситуации отправит заявку на ремонт в сервисную компанию или вызовет аварийную службу, предварительно оповестив об этом хозяина. Передача данных будет осуществляться по беспроводным соединениям, аналогичным запускаемым сегодня сетям WiMAX.
Быстрый (на уровне сотен, а то и тысяч мегабит в секунду) доступ к онлайн-ресурсам радикально изменит облик домашнего мультимедиа. Весь архив видео можно будет хранить на удаленном сервере, защищенном паролем. Записывать любимые телепрограммы отпадет потребность, доступ к архиву любой передачи можно будет получить немедленно. Телевидение вообще радикально изменится: каждый желающий сможет составить программу для себя сам, а телекомпаниям останется лишь создавать контент и размещать его в открытом доступе.
Радиочастотная идентификация
Технология RFID (Radio Frequency Identification) – вот что действительно может сильно изменить нашу жизнь. Изначально придуманная для нужд компаний, занимающихся почтовыми отправлениями, она очень скоро привлекла внимание и других бизнесов. На крохотный чип можно записать необходимую информацию о продукте, а потом за доли секунды считать ее, даже не прикасаясь к самому чипу. Чип вообще не должен быть виден – главное, чтобы он оказался в радиусе действия принимающего устройства. А теперь представьте себе, что случится, если подобными метками снабдить все товары, приобретаемые в магазинах.
Во-первых, это на порядок бы упростило жизнь управляющих самих магазинов: в любой момент они бы могли знать, сколько товаров и каких наименований находится в торговом зале. Во-вторых, покупателю больше не надо было бы стоять в очереди, ожидая, пока кассир считает все штрих-коды на каждом йогурте: достаточно было бы просто прокатить забитую тележку через сканер и оплатить получившуюся сумму. В-третьих, попав домой к покупателю, продукты сразу бы стали частью единой информационной сети. Скажем, холодильник бы точно знал, что именно в нем находится, когда истечет срок годности того или иного продукта и при каких температурных режимах они дольше сохранятся. Оценивая содержимое, холодильник мог бы напомнить хозяину, что у него закончилось молоко, а срок годности кефира истечет через два дня. Перед тем как решить что-то приготовить, достаточно будет просмотреть подсказанный центральным сервером список блюд, которые можно сделать из имеющегося в кухне перечня продуктов. Стиральная машина, считав метки на ярлыках одежды, выдаст рекомендации по загрузке, обратив ваше внимание на те вещи, которые нельзя стирать вместе. Выбор программы стирки, скорее всего, останется за человеком, но в принципе это сделать машина смогла бы и сама. Датчики загрязнения помогут определить, когда вещь станет чистой, чтобы не тратить на стирку лишнее время и электроэнергию.
Благодаря радиочастотным меткам на предметах дом в целом будет «понимать», что и где в нем находится. Дом сможет напомнить, что заканчивается туалетная бумага, или поможет, например, отыскать ключи от машины – они к этому моменту тоже превратятся в чип, встроенный в тонкую карточку.
Современные «умные дома» заставляют нас привыкать к гигантским пультам и заучивать сотни команд, а «дом будущего» будет помогать нам жить.
Александр Колтовой
