Текст книги "Юный техник, 2005 № 01"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 5 страниц)

ЧИТАТЕЛЬ-ЧИТАТЕЛЯМ
Как создать «молекулярного» робота?

Уважаемая редакция! Думаю, читатели «Юного техника» помнят фантастический фильм «Терминатор-2»? Робот, созданный из какого-то жидкого металла, напоминающего ртуть, был практически неуязвим, мог одолевать любые преграды…

Я попытался представить, как можно осуществить такую конструкцию на практике. Первое, что пришло мне в голову: управляемую текучесть можно получить на основе электрореологических или магнитореологических жидкостей. Такие жидкости, состоящие из взвеси микроскопических металлических частиц в минеральном масле, используются в бесступенчатых коробках передач – вариаторах. Когда на такую жидкость в резервуаре подают электрическое или магнитное поле, она меняет свою вязкость. Чем сильнее поле, тем меньше вязкость. На прямой передаче жидкость по существу превращается в монолит, «намертво» связывающий ведущий и ведомый валы. Но если скорость вращения на выходе нужна меньше, поле ослабляют, и валы начинают прокручиваться друг относительно друга. Таким образом, меняя напряженность поля, можно осуществить любое передаточное число без всяких шестеренок.

Схожим образом можно управлять и формой пластичного робота.

Таким представил себе «молекулярного» робота наш художник.

А на этом рисунке вы видите, какой представляет Андрей так называемую каркасную клетку будущего суперробота.

_{Цифрами на схеме обозначены: 1– микрочипы; 2– энергоблок; 3– манипулятор-скрепка, позволяющий в случае необходимости объединить несколько микророботов. 4– раздвижные створки; 5– оболочка.}

Написал я это – и задумался: «Но ведь тогда придется создавать дополнительно какую-то систему, которая бы управляла пластичностью жидкости. И саму эту систему мало сконструировать, ею ведь тоже надо управлять…»

В общем, получается многоступенчатая цепочка, не дающая по существу никаких преимуществ по сравнению с обычными роботами.

Но тут мне попалась на глаза работа известного всем Станислава Лема. Кроме фантастических романов, он, оказывается, время от времени пишет научно-популярные статьи, в которых рассуждает о тех или иных научно-технических проблемах.

В статье «Искусственный неинтеллект» Лем прямо говорит, что для выполнения обязанностей на 97,8 % рабочих мест в сфере как физического, так и умственного труда интеллект вообще не нужен. Люди просто изо дня в день автоматически пользуются навыками, полученными когда-то в процессе обучения.

Что же им необходимо? Хорошая ориентация, сноровка, ловкость и иногда – сметливость. Но всеми этими качествами обладают даже насекомые. Взять хотя бы муравьев. Каждый из них умеет разыскивать добычу, находить дорогу к дому, способен в случае нужды вызвать подмогу и даже обладает навыками счета. Этого вполне достаточно для решения практически всех повседневных задач. А в экстренных случаях муравьи собираются все вместе и, согласно некоторым данным, вырабатывают общее решение.

Но если так, то, быть может, стоит отказаться от идеи централизованного управления роботом? Давайте сделаем множество мельчайших роботов, распределим между ними обязанности, и пусть каждый работает по собственному алгоритму. И при этом еще в каждого заложим некое сознание, что он является частицей целого. Тогда по мере усложнения решаемых задач несколько микророботов смогут кооперироваться, действовать сообща…

Следующими шагами на этом пути может стать копирование в масштабе 1:1 отдельных клеток и даже вирусов. Последние достижения микроэлектроники, постепенно становящейся молетроникой – то есть электроникой, где каждый чип представляет собой лишь молекулу, – позволяют надеяться на это.

Ну а уж какой будет молекула – частицей твердого тела, жидкости или даже газа, – это уж, извините, частности.

В заключение немного о себе. Я живу в Беларуси, в небольшом городке Глубокое (это в Витебской области). Люблю читать научно-популярную литературу, в том числе и ваш журнал. Мечтаю о компьютере. В классе меня дразнят очкариком и профессором, но я полагаю, что займу достойное место в жизни. Благо, что у меня есть брат-близнец; вдвоем нам легче.

ОТ РЕДАКЦИИ

Спасибо Андрею за интересное письмо. Рады, что у нас есть такие читатели.

Честно сказать, идея создания робота из отдельных микрочипов, способных действовать самостоятельно, не так уж и нова. Впервые, пожалуй, «разумное облако» описал еще лет тридцать тому назад английский фантаст и астрофизик Ф. Хойл.

Действуют аналогичные биороботы и в романе нашего соотечественника Евгения Гуляковского «Сезон туманов», вышедшем в 1982 году.

Ценно в разработке А. Голубовского то, что он не только самостоятельно построил всю цепь рассуждений, как и его предшественники, но и сумел внести свое рациональное зерно. Судя но эскизам, приложенным к письму, Андрей намерен разделить клетки-микрочипы по специальностям. Подобно муравьям в том же муравейнике, где одни кормят подрастающее поколение, другие охраняют входы в муравейник, а третьи – добывают для всех еду, Андрей предлагает создавать особые клетки-роботы, подобно тому, как они специализированы в органах и организмах. Так, по крайней мере, на первых порах, создать «молекулярного» робота будет легче.

Андрей ГОЛУБОВСКИЙ

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА

Как создаются изобретения

Значительная часть изобретений, хранящихся в фондах патентных библиотек мира, оказались бесполезны для человечества и не принесли ни славы, ни богатства своим авторам. Однако часть в той или иной степени изменила облик мира. О них и поговорим.

Все изобретения можно разделить на две группы. Одни не имеют мировых аналогов, представляют собою нечто совершенно новое, не похожее на что-либо существовавшее до сих пор. Их называют пионерными. К ним можно отнести каменный топор, колесо, паровоз, самолет, лазер, атомную бомбу, транзистор…

Другие улучшают параметры уже существующих объектов. Так, топор железный – всего лишь улучшенный вариант топора каменного, а гильотина, изобретенная и лично испытанная королем Франции Людовиком XVI, – это тоже топор, хотя и специального назначения…

Пионерные изобретения всегда открывают не только новый вид деятельности, но и целые отрасли промышленности. Яркий пример тому – изобретение автомобиля, которое привело не только к появлению автопромышленности, но и повело за собой развитие других отраслей: производство бензина, строительство дорог, изменение архитектуры и планировки городов, да и всего жизненного уклада.

Рождаются изобретения тоже по-разному. Самолет, например, создавался на протяжении ста лет трудами сотен энтузиастов. Дело же завершилось успехом, когда работавший в США О.Шанют передал итоги своих 30-летних трудов братьям Райт, а те, проработав еще лет десять, создали первый практически летавший аппарат.

Другие изобретения создаются случайно, по озарению, будто только того и ждали, чтобы вырваться на свободу. Но нередко им приходится еще долго искать применения в практической жизни. Как правило, такие изобретения менее значительны, не производят в нашей жизни революций, как, например, телефон или радио. Но при определенных условиях также приносят успех, признание и достаток своим создателям.

«Глупое тесто»

В годы Второй мировой войны значительная часть резины производилась в США из сока каучуконосных растений. Но почти все регионы, где они произрастали, были оккупированы Японией. Вот почему инженер компании «Дженерал Электрик» Джеймс Райт занялся проблемой поиска синтетических заменителей каучука.

Как-то раз, смешав борную кислоту с силиконовым маслом, Райт получил резиноподобный ком, обладавший необычными свойствами. При падении на пол он высоко подпрыгивал, при резком растяжении – рвался, при медленном – тянулся. Если же ком оставляли лежать на столе, он медленно растекался по его поверхности.

Странные свойства этого ни на что не похожего материала, который инженеры «Дженерал Электрик» прозвали «Натти-Патти» (глупое тесто), не давали им покоя. Они искали ему практическое применение и не находили. С таким предложением они обратились к химикам других стран, разослав им образцы нового материала.

Спустя шесть лет материал случайно попал в руки владелице магазина детских игрушек Рут Фоллгаттер. И она сумела сделать то, что не удалось никому другому. По совету своего менеджера Питера Ходжосона она приобрела патентные права на «Натти-Патти». Упаковав кусочки «теста» в прозрачные пластиковые коробочки, она пустила его в продажу по два доллара за упаковку и неплохо заработала.

Позже, предвидя радужную перспективу нового материала, который не годился ни на что, кроме как бросить его кусок в стену и смотреть, как он медленно по ней сползает, Питер Ходжосон выкупил у Рут Фоллгаттер права на его продажу и производство и сам стал продвигать «Глупое тесто» на рынок.

Заняв 147 долларов, он изготовил партию «теста», упаковал его в яйцеобразные коробочки и предложил этот товар нью-йоркским книжным магазинам. С 1950 года было продано более 200 миллионов яиц с кусочком «Глупого теста» внутри. И они сделали Ходжосона мультимиллионером.

А. ЕФИМОЧКИН

ВЕСТИ С ПЯТИ МАТЕРИКОВ

РАДИОФИЦИРОВАННЫЕ… ПСЫпоявились в Финляндии. Теперь, отправляясь на охоту, хозяин такого пса вешает ему на ошейник специальный сотовый телефон, а с собой берет GPS-приемник. Таким образом, охотник всегда может определить, где находится его мохнатый помощник, а по характеру лая, транслируемого по сотовой связи, может даже догадаться, гонится ли пес за добычей или уже ее настиг.

Поначалу разработчики новой системы предполагали даже, что хозяева будут транслировать по радио команды собакам. Но практика показала, что, получив такую команду, пес начинает крутиться на месте, пытаясь понять, где прячется подавший голос человек…

ВИРТУАЛЬНЫЙ БОКС. В обычной практике тренировок боксеры часто проводят учебные бои с «тенью». То есть боксер сражается с воображаемым противником без малейшего риска получить сдачи. Значительно повысить эффективность подобных тренировок позволяет современная компьютерная техника. Теперь боксер облачается в специальный костюм, оснащенный датчиками положения тела. И когда он перемещается, наносит удары, уклоняется от воображаемого противника, все наглядно демонстрируется на экране компьютерного монитора. На этот же экран тренер, в случае необходимости, может «запустить» и виртуального противника, управляемого компьютером.

Таким образом боксер теперь видит виртуального спарринг-партнера, может оценивать его маневры и атаковать его уже вполне «зряче». А компьютер при этом пунктуально ведет учет всех ошибок. Новинка была продемонстрирована на международной выставке компьютерных игр, прошедшей в конце прошлого года в Дрездене, ФРГ.

СОВСЕМ ПЛАСТМАССОВЫЙ МАГНИТсоздан в Великобритании. Пока состав пластика держится в секрете, известно лишь, что в отличие от предыдущих структур, имевших в своем составе ферромагнитные частицы и работавших при сверхнизких температурах, новый магнит, подобно металлическому, работает при обычной температуре. Создатели пластикового магнита намерены использовать новый материал для создания устройств памяти в компьютерах и в качестве дисков для аудио– и видеозаписи.

БЕЗ РУЛЯ И БЕЗ ВЕТРИЛ, но с компьютером вместо водителя будут теперь разъезжать рейсовые автобусы по городам Японии. Новая система дистанционного управления городским транспортом была опробована на международной выставке World Expo-2004, прошедшей в японском же городе Нагакуте. Инженеры Страны восходящего солнца продемонстрировали преимущества этой системы на практике, развозя посетителей по территории выставки. Машины двигались по определенному маршруту, ориентируясь на специальный кабель управления, проложенный под асфальтом. Двигатель же самого автобуса работает на сжиженном газе, позволяя развивать скорость до 30 км/ч. В городских условиях быстрее и не нужно.

МАЛ, ДА УДАЛ.Инженеры фирмы «Боинг» испытали на стенде малогабаритный реактивный двигатель высокой мощности, предназначенный для ускорения противоракетных средств защиты. Длина двигателя составляет всего 20 см, однако он развивает тягу до 500 кг (США).

ПЕШКОМ ПО ВОЗДУХУпредлагают теперь ходить конструкторы известной спортивной фирмы Reebok. Ими создана новая модификация кроссовок, которая отличается от предыдущих тем, что в каждой подошве устроены две воздушные полости – одна под пяткой, другая под передней частью стопы. «Воздушные подушки» соединены между собой каналом особой формы, благодаря чему давление в камерах при ходьбе может меняться. Таким образом, по мнению создателей, у владельца кроссовок создается впечатление, будто «он идет по облаку»…

ВМЕСТО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОДПИСИнемецкий профессор Рольф Эгмиллер предлагает использовать в банковских компьютерных сетях данные биометрии клиента. Теперь желающие могут заверить подлинность своего распоряжения, пересылаемого по Интернету, электронным отпечатком собственного пальца. В банковском компьютере происходит сравнение присланного отпечатка с эталонным, и на основании этого делается заключение, подлинное это распоряжение или фальшивое. Хакерам подделать отпечаток пальца труднее, чем электронную подпись, уверен профессор, а стало быть, случаев успешного мошенничества будет значительно меньше.

ФАНТАСТИЧЕСКИЙ РАССКАЗ
«Скульптор природы»

Александр МАТВЕЕВ

Началось все в погожий день… Впрочем, на планете с невыразительным названием ПН-11433323 все дни были погожими. Так уж распорядились высшие силы, что солнце планеты имело цветовую температуру 6000К, как и то, что светило Иванову на Земле. Сутки длились ровно 24 земных часа, а дожди если и проливались с голубого неба, то шли недолго. Воздух планеты мог порадовать любого землянина. Азота он содержал 78,16 %, кислорода – 20,9. Словом, все по земному учебнику физики. Кроме того, что в нем не было ни выхлопных газов, ни сажи, которыми привычно дышали на Земле.

Более того, за те два года, что Иванов работал на планете, здесь не случилось ни одного землетрясения, ни разу не налетел тайфун, хотя раньше они были здесь не редкостью, об этом говорили анализы вулканической лавы неподалеку от места посадки.

Космос, конечно, необъятен, но так много хорошего сразу никогда не встречалось ни на одной другой планете Вселенной. А самое странное – и осока по берегам болотца неподалеку от станции, и кедры, и клесты на них ничем не отличались от тех, что видел Иванов на Земле.

Это не могло не вызывать у землян повышенного интереса к планете. И эколог Иванов, работавший на планете последние дни, старался не потерять ни минуты, надеясь найти причину этого в полном смысле слова неземного благополучия планеты.

И однажды нашел.

– Привет, – произнес чей-то низкий голос.

Признаков разумной жизни на планете не было, и других людей на планете тоже – Иванов работал один, поскольку никакие опасности его здесь не подстерегали. Кроме того, голоса, когда они звучат в горах, порождают эхо, а этот прозвучал мягко и очень чисто. Оставалось предположить невероятное.

Готовый ко всему, Иванов осторожно обвел глазами окружавшие его скалы, на тропинке между которыми он стоял, готовый увидеть что угодно: маленького зеленого человечка, разумную гусеницу с глазами на стебельках, столб разумного пара, наконец. Но все оказалось проще.

На скале в нескольких метрах от него стоял мужчина в древнеримской тоге. Мощная шея и плечи, курчавые волосы, повязка на лбу… Такие фигуры, только обнаженные, в одних фиговых листках, поддерживали балкон городского театра, и Иванов с детства знал, это – атланты.

– Правильно, меня в самом деле можно назвать атлантом, – сказал мужчина.

Иванов молчал.

– Я вижу, ты растерян, – сказал Атлант. – Расслабься, сядь.

Иванов присел на край плоского камня и вытер со лба пот.

– Да, я действительно несколько растерян, – признался он. – Не каждый же день…

– Встречаешь инопланетянина? – подхватил Атлант. – Да уж. У нас не принято попадаться на глаза посторонним. Я проработал на Земле больше двадцати ваших лет и могу с гордостью сказать, что никто ни разу меня не видел. Я имею в виду, в моем настоящем обличье. Да, Земля – удивительное место, удивительные там люди… Ты откуда родом?

– Из Омска.

– Сибирь! Прекрасный край. Я был у вас лет двести назад, в тысяча девятьсот тридцать втором году по вашему летосчислению. Ты, думаю, тогда еще не родился. Тогда у вас была потрясающая природа, не знаю, как сейчас. Ну, а как тебе здесь?

Атлант с гордостью сделал широкий жест рукой, приглашая Иванова посмотреть по сторонам.

– Потрясающе, – искренне сказал Иванов. – Я не устаю удивляться. Все так сбалансировано… Если бы удалось сделать хотя бы половину этого на Земле…

– Да, я неплохо поработал, – сказал Атлант. – Видел бы ты эту планету лет пятьдесят назад. Смерчи, наводнения, вулканы просто безумные. Температура ночью минус сорок, днем плюс шестьдесят. Ладно, орбиту планеты поменял – стало получше. Но почвы – дрянь.

Солнце очень неспокойное, приходится все время следить. Расслабиться нельзя ни на минуту. Стоит отвлечься – сразу все разваливается. Запомни, главное – не давать пролиться даже маленькому дождю. Это как у вас на Земле молоко. Чуть зазеваешься – и через край.

– Вы эколог? – робко спросил Иванов.

– Не знаю даже как сказать. Корректор… Ну, в общем, эколог, только действующий. Не наблюдатель, как ты, а скорее скульптор природы.

Атлант взвесил сказанное и прищелкнул языком.

– Да, – повторил он. – Скульптор природы. Это неплохо сказано.

Фраза про наблюдателя задела Иванова.

– Не знаю, сколько веков или миллионов лет вашей цивилизации, но наша еще молода. Мы пока умеем далеко не все. Хотя кое-чему научились.

– Не обижайся, – сказал Атлант. – Я по-доброму.

Конечно, мы старше и мудрее. Но землян есть за что уважать: вы любите учиться. Мне всегда нравилась ваша широта кругозора. У нас не бывает людей, которых у вас называют энциклопедистами. Каждый из нас специалист в единственной узкой области и полный профан в других. Хотя уж в одной области каждый у нас специалист самой высокой квалификации. На Земле, например, я был наблюдателем. Я был классным наблюдателем, я знал все. По цвету шляпки подосиновика в лесу под Вяткой я мог определить, что в Детройте запустили автомобильный завод. При этом я ничего не знал про экологию. Сейчас я знаю про экологию все, но теорию и технологию наблюдения помню в самых общих чертах.

– А почему?

– Нельзя все держать в голове, – сказал Атлант. – Не получается. Ради новых знаний приходится жертвовать прежними. Но если мне нужно будет заняться с завтрашнего дня наблюдениями, я буду во всеоружии буквально через несколько минут.

– Как компьютер? Вставили дискетку – и новая программа?

– Пожалуй, – согласился Атлант. – Есть, конечно, базовые, изначальные знания. Например, чем бы я ни занимался, я никогда не разучусь мгновенно перемещаться в пространстве на любые расстояния или, например, менять форму. Вот, смотри…

Атлант слегка повел плечами и вдруг начал уменьшаться в размерах. Прошло буквально несколько секунд, и перед Ивановым стояла очаровательная земная девушка в джинсовых шортах на загорелых ногах и в топике.

– Но это не главное, – сказала девушка приятным голосом. – Вместе с новыми знаниями мы получаем новую цель. Этим мы схожи с вами. Чем больше вы узнаете, тем больше у вас появляется желаний.

– Пожалуй, это правда, – признался Иванов… Умение перевоплощаться или исчезать в одном месте, чтобы в тот же миг появляться в другом… Об этом можно было только мечтать. А уж способность менять орбиту планеты или управлять Солнцем, как обычным электронагревателем!.

От девушки, по-видимому, не укрылись мысли Иванова.

– У землян очень хорошо устроены мозги, – сказала она, глядя собеседнику в глаза. – Мы знаем множество цивилизаций, населяющих Вселенную, но могу сказать, что таких, как вы, очень мало. Жители Земли и еще двух-трех планет способны воспринять нашу информацию без искажений.

Иванов осмыслил сказанное. Получалось, что земляне…

– Да, сказала девушка. – Вы способны воспринять наши знания.

Иванов боялся поверить.

– Я давно наблюдаю за тобой, – девушка села рядом с Ивановым на камень и положила ему на колено прохладную руку. – Ты, конечно, не гений…

– Нет, – сказал Иванов. – Что вы! Я заурядный специалист, может быть, не самый плохой в своей профессии, но, как у нас говорят, звезд с неба не хватаю…

– Ты не гений, – терпеливо повторила девушка. – Но у тебя хорошая голова. Все должно выйти. Ты готов получить новые знания?

– Готов, – сказал Иванов, не раздумывая.

Девушка встала и протянула руку. Иванов взял ее в свою и поднялся. Девушка привстала на цыпочки и прикоснулась губами к его лбу. У Иванова все поплыло перед глазами, но уже через секунду он пришел в себя.

– Вот и все, – сказала девушка. – Принимайся за дело. А мне пора.

– За какое дело?

– Теперь ты ответственный за планету. Не робей, все получится. А лет через восемьдесят я тебя обязательно навещу.

– Как «через восемьдесят»?!

– По статистике, смотрители планет работают в среднем восемьдесят лет на одном месте. Ну, так получается. Планета вдалеке от караванных путей. Сюда вообще редко кто прилетает. А тебе ведь подойдет не каждый, нужно существо, которое не только способно воспринять новые знания, но к тому же готово это сделать.

Девушка помахала рукой и пошла по тропинке между скал. Иванов какое-то время тупо смотрел ей вслед.

Он не заметил момент, когда она перевоплотилась в очередной раз, просто увидел вдруг на тропинке удаляющегося поросенка. Он становился все меньше и почему-то прозрачнее, а потом исчез.

– Смотритель! – сказал Иванов вслух. – Восемьдесят лет!.. Даже не мечтайте! Скоро прилетит корабль – и до свидания.

На голову ему упала первая капля дождя, затем вторая. Новые знания и, главное, заложенная в него новая цель изменили ход его мыслей. Нужно было срочно прекратить дождь и, пожалуй, скорректировать еще раз орбиту планеты, а также осушить болота на юго-востоке.

В короткий миг просветления Иванов вспомнил, что ему обязательно нужно додумать до конца что-то очень важное.

Да, корабль! На планету скоро сядет корабль! Нужно любой ценой добиться, чтобы он опустился на каменистое плато ближе к Западным горам, где дюзы не выжгут гектары луга, а если вдруг не получится – сделать так, чтобы он не сел вообще.