Евгений Ищенко - Двуликий электронный Янус
Но давайте о чем-нибудь попроще. На рынках США и Канады весной 2004 года появился портативный сканер «Докьюпен», выполненный в форме пенала размером с авторучку и массой всего 57 г. Им можно сканировать документы формата А4, а встроенной памяти хватает для хранения текста и рисунков, занимающих 100 страниц. Работают со сканером так: его кладут на лист параллельно верхнему обрезу, а затем проводят до нижнего края страницы. Прибор оборудован линейкой оптических сенсоров, на обработку одной страницы требуется 4–8 секунд. И хотя разрешение и скорость считывания невелики, сканер хорош тем, что благодаря автономному питанию им можно пользоваться, например, в читальном зале библиотеки, в аудитории академии и даже на улице. Отсканированные данные передаются на компьютер через специальный порт.
Вам когда-нибудь приходилось выкидывать ручку, которая перестала писать? Для большинства читателей ответ на этот вопрос, конечно же, будет утвердительным. А вот ручка С-Pen, созданная шведскими инженерами, не пишет с самого начала потому, что она… читает.
Представьте, что вы едете в метро и видите на стене вагона очень важное объявление. Вы достаете эту ручку и под недоуменными взглядами остальных пассажиров проводите ею по тексту. Всё, ручка прочитала необходимую информацию и сохранила ее в своей памяти. После этого вы в любой момент можете просмотреть записанные слова и цифры (адрес и номер телефона, например) на небольшом дисплее на боку ручки.
Как вы уже, наверное, догадались, на самом деле С-Pen представляет собой карманный сканер весом всего 80 граммов и длиной 14 сантиметров. С ее помощью можно отсканировать и сохранить в памяти две тысячи страниц текста – несколько увесистых томов. Сканирование происходит с помощью встроенной миниатюрной цифровой камеры, воспринимающей 100 кадров в секунду. Вся прочитанная информация отображается на жидкокристаллическом дисплее, сохраняется в памяти ручки и затем может быть передана в домашний или карманный компьютер.
Этой же суперручкой можно воспользоваться и для перевода небольших фраз, например содержания меню во французском ресторане. Правда, делать это придется пословно, поскольку переводить фразы полностью С-Pen пока не умеет. Но, как говорится, лиха беда начало.
Первая С-Pen появилась на рынке еще в 1999 году и распознавала текст на девяти языках. Новая модель 600 МХ, продажи которой в России начались в феврале 2001 года, способна распознавать текст уже на 53 языках, включая и русский. Всего год понадобился отечественным разработчикам для того, чтобы «втиснуть» свои программы в столь маленький предмет. Задачу «подковать шведскую блоху» наши умницы решили настолько успешно, что теперь российской системой распознавания комплектуются ручки С-Pen, продающиеся не только в России, но и во всем мире.
Еще один плюс «ручки наоборот», – она легко может заменить собой дискету: сравнительно небольшие файлы (до нескольких мегабайт) можно запросто пересылать из компьютера в ручку и обратно. Минусов у читающей ручки всего два. Во-первых, она все-таки пока не может писать, а во-вторых, стоит аж 260 долларов. Но надо немного потерпеть, ибо любая компьютерная новинка со временем начинает стремительно дешеветь. Такое на нашей памяти происходило, и не один раз.
Корпорация «Фудзицу» создала электронный «глаз», который по своим «разрешающим способностям» уже сопоставим с человеческим. По строению он, конечно же, разительно отличается от картинки, знакомой нам по учебникам анатомии. В нем нет ни роговицы, ни хрусталика, ни сетчатки, но зато есть цветное восприятие мира, определение размеров объектов, фиксация измерений в окружающей среде.
Человеческий глаз имеет хороший КПД – 60 «кадров» в секунду, а электронный – всего 30. Казалось бы, целая пропасть, и говорить о супердостижении еще рано. Но электроника тем и хороша, что позволяет восполнять недостатки одного «блока» достоинствами другого, – японские конструкторы с помощью чувствительного компьютера-анализатора довели скорость переработки получаемой электронным глазом информации до скорости, с которой работают человеческие органы зрения. Это сразу сделало электронный «глаз» реально «зрячим», дало ему возможность воспринимать окружающий мир в движении, красках и натуральных величинах.
Если раньше, к примеру, в робототехнике в качестве «органов зрения» использовались световые датчики и сенсорные устройства, а движение механизма обеспечивалось магнитными указателями, которые «считывал» специальный прибор, то теперь всю эту сложную схему заменяет одна видеокамера с управляющим компьютерным блоком, размеры которого, кстати сказать, меньше листа бумаги. При определении своего местоположения и направления движения «интеллектуальный робот», созданный «Фудзицу», анализирует 256 вариантов, выбирая из них единственный, соответствующий заданной оператором установке. Например, приказ сформулирован так: идти вдоль белой линии. Выполняя его, робот сначала определяет свои «координаты», затем находит белую полосу и движется по ней уже самостоятельно, без дополнительных корректировок.
Основная заслуга в новой разработке принадлежит не столько электронщикам-практикам, собравшим уникальный «глаз», сколько теоретикам, предложившим вместо традиционной цифровой системы компьютерного анализа так называемую теорию пушинки. Она базируется не на четких цифровых «лимитах», ограничивающих сферу действия электроники жестким выбором «или – или», а на просчете более сложной комбинации, основанной на дедуктивном отборе, а потому допускающей отклонения.
Представьте себе ситуацию: робот движется по той же белой полосе, ширина которой вдруг начинает меняться. Традиционный робот встанет перед такой задачей в тупик и не сдвинется с места, пока диспропорция не будет приведена в привычную ему «норму». Робот «Фудзицу» преодолеет этот барьер без помех, потому что он учитывает не только параметры полосы, но и другие «вводные», например цвет. В другом варианте это может быть направление или угол движения, очертания предмета – короче, все те дополнительные ориентиры, которыми как раз и вооружают человека его глаза.
Разработка одной из крупнейших в Японии электротехнических компаний «Фудзицу» – первый опыт подобного рода в мировой практике, сулящий интереснейшие перспективы. Корпорация уже испытала новшество на конвейерных линиях автомобильной промышленности. Она занимается не только «глазами» роботов, но и другими частями механического «тела», в том числе – компьютерными «мозгами», работая уже не первый год над созданием «нейрокомпьютера», принципы функционирования которого идентичны тем, что происходят в человеческом мозге.
Не менее совершенную оптическую систему, способную выполнять функции сетчатой оболочки глаза, разработали специалисты японского концерна «Тосиба». Изобретению прочили большое будущее в сфере медицины, а также в биокомпьютерах. Эта система представляет собой тончайшую прозрачную пленку с искусственными жировыми элементами, способными вызывать химические реакции при их освещении. Пленку пронизывает огромное количество мельчайших отверстий диаметром около ста микрон, она способна помочь и людям со слабым зрением.
«Глазами» роботов-спасателей, которые постепенно заменят людей при ликвидации пожаров и других стихийных бедствий, могут быть высокочувствительные лазерные сенсоры, разработанные специалистами одного из крупнейших в Японии электротехнических концернов «Мацусита». Эти устройства испускают лазерные лучи, которые, отражаясь от скрытых пламенем и дымом объектов, позволяют вывести на экран видеотерминала их изображение. Эти сенсоры не боятся ни высокой температуры, ни самого густого дыма. Поэтому они могут стать практически незаменимыми в ходе спасательных работ во время пожаров на крупных нефтехимических комплексах, в многоэтажных зданиях и тоннелях. Чего-чего, а пожаров на таких объектах хватает!
Лазерные сенсоры «Мацуситы» были разработаны в рамках проекта создания «роботов, действующих в опасных ситуациях», осуществляемого по инициативе Министерства промышленности Японии. Подобные устройства могут с успехом использоваться в автомобилях для движения в условиях ограниченной видимости и на полностью автоматизированных промышленных предприятиях. Подробно о роботах мы поговорим в следующей главе.
Да что там зрение и слух! Компьютеры начинают имитировать высшую нервную деятельность человека. Моделирование искусственного мозга – электронное воспроизведение функций нервной клетки – привлекает к себе все больше изобретателей в области электронно-вычислительной техники. Чтобы создать лучшие машины, специалисты пытаются познать суть процессов в живой природе, а затем воплотить полученные данные в компьютере. И делается это уже давно.
Двое американских инженеров еще весной 1968 года запатентовали электронные схемы, имитирующие процессы человеческого мышления (забывания, принятия решения). В патенте это изобретение описывается как центральная познавательная ячейка автоматического действия. Другая электронная машина, имитирующая процесс мышления, реагировала на окружающую среду с помощью искусственного глаза, состоящего из ряда фотоэлементов, и накопителя информации. Кстати сказать, это изобретение уже не первый год применяется в химической промышленности и для регулирования автотранспортных потоков.
