Отзывчивая» автоматизация

Устройства-усилители, такие как тормоза и рулевое

управление, – это сравнительно примитивные приме-

ры естественного взаимодействия человека с маши-

ной. Современная электроника существенно расши-

ряет возможности такого взаимодействия. Возьмем

«Кобот» (сокращение от Collaborative Robot), создан-

ный американскими профессорами Эдом Колгейтом

и Майклом Пешкиным из Лаборатории механических

систем с искусственным интеллектом при Северо-За-

падном университете. Этот робот – еще один прекрас-

ный пример естественного взаимодействия человека

и машины, напоминающего взаимодействие наездни-

ка и лошади. Когда я попросил Пешкина рассказать о

«Коботе», он прислал мне такое описание:

Подобно хорошему учителю, «умные» машины

дополняют человеческий разум, а не пытаются

его заменить.

Идея «Кобота» заключается в разделении

функций управления и мышления между

человеком и механическим устройством. Робот

занимается тем, что он умеет хорошо делать, а

человек – тем, что хорошо умеют делать люди.

Впервые мы использовали его для переноски

тяжестей, сборки автомобилей и складирования.

«Кобот» обеспечивает гладкие направляющие

поверхности, которые помогают человеку быстро,

точно и эргономично перемещать грузы. Если

груз не находится в непосредственном контакте

с поверхностью, человек может перемещать его

как угодно, используя свой интеллект, смекалку,

ловкость и умение решать проблемы. При

необходимости он может поднимать груз на

направляющую поверхность или перемещать его

вдоль нее.

«Кобот» может служить прекрасным примером

симбиоза человека и машины, ведь люди, которые его

используют, просто поднимают и перемещают пред-

меты – как обычно. Единственное различие заключа-

ется в том, что это бывают очень тяжелые предметы,

а от человека требуется лишь слегка приподнимать

и направлять их. Силу человека увеличивает робот,

людям достаточно небольших усилий – все осталь-

ное делает автоматическая система. Человек полно-

стью контролирует ситуацию, возможно, даже не со-

знавая того, что ему помогает механизм. К примеру,

один из вариантов технологии «Кобот» помогает ра-

бочим на конвейере перемещать автомобильные дви-

гатели. Обычно тяжелые предметы, такие как мото-

ры, поднимаются ручными или автоматизированны-

ми лебедками. При наличии «Кобота» рабочий просто

прикрепляет к двигателю цепь с крюком и делает дви-

жение, как будто приподнимает его. Разумеется, ав-

томобильный двигатель слишком тяжел, чтобы чело-

век мог его поднять, тем более одной рукой, но «Ко-

бот», уловив движение, обеспечивает необходимую

подъемную силу. Если рабочим нужно переместить,

повернуть или опустить двигатель, они делают соот-

ветствующие движения, а «Кобот», распознает их и

дает силовой импульс, необходимый для выполнения

операции. В результате получается идеальное взаи-

модействие. Рабочие даже не замечают, что исполь-

зуют технику, им кажется, что они сами перемещают

двигатель.

«Кобот» способен выполнять и более сложные

функции. К примеру, если необходимо заблокировать

какие-то направления или перемещать двигатель по

строго определенному маршруту, система управле-

ния «Кобота» устанавливает виртуальные «стены» и

прокладывает соответствующий «путь». Если опера-

тор попытается протолкнуть груз сквозь «стену» или

отклониться от маршрута, робот окажет сопротивле-

ние, но сделает это деликатно и естественно. Более

того, эти виртуальные стены рабочий может исполь-

зовать себе в помощь: продвигать мотор до тех пор,

пока он не «упрется» в стену, а затем перемещать

вдоль нее. Ограничители такого рода кажутся совер-

шенно естественными. Действия машины не воспри-

нимаются как принуждение. Возникает ощущение на-

стоящей стены, и нормальная реакция – не натыкать-

ся на нее или использовать в своих целях: «присло-

нить» к ней груз, переместить его вдоль «преграды».

Вот как описывают эту функцию создатели «Кобота»:

Одна из наиболее интересных возможностей…

это

использование

запрограммированных

ограничений. К примеру, жесткие границы,

вынуждающие двигаться в определенных

направлениях, способны резко повысить

эффективность выполнения таких задач,

как дистанционная установка предметов на

штырях. Другой пример – «волшебная

мышь»: функция компьютерного интерфейса,

ограничивающая движения руки оператора

полезными направлениями… для того, чтобы

не «выскользнуть» из ниспадающего меню

(с вытеснением нижней строки). Еще один

пример – это роботизированная хирургическая

система, где робот задает «маршрут» для

инструмента, который держит врач; четвертый

– автосборка, здесь запрограммированные

ограничения

помогают

оператору

точно

установить на место крупные компоненты

(например, приборные доски, шины, сиденья,

двери).

«Коботы» относятся к семейству усиливающих си-

стем. Еще один образец такой системы – силовой

экзоскелет, нечто вроде костюма или механическо-

го «скелета», который, подобно «Коботу», чувствует

движения человека и сообщает им необходимую си-

лу. Пока экзоскелеты существуют скорее как концеп-

ция, но их сторонники считают, что эта технология

найдет применение в строительстве, тушении пожа-

ров и иных опасных видах деятельности, позволяя че-

ловеку поднимать тяжелые предметы или совершать

мощные прыжки в длину и высоту. Экзоскелеты най-

дут применение и в медицине. С их помощью инва-

лид может обрести силу здорового человека, их мож-

но также использовать в реабилитационном процес-

се, чтобы пациент мог постепенно увеличивать уси-

лия, необходимые для восстановления утраченных

функций. Если прибегнуть к аналогии с всадником и

лошадью, которую мы использовали применительно

к управлению автомобилем, то медицинские реаби-

литационные экзоскелеты могли бы передавать кон-

троль пациенту («натянутые поводья») или осуществ-

лять его самостоятельно («отпущенные поводья»).

Рис. 3.4. Скутер «Сегвей» можно назвать роботом,

взаимодействующим с человеком: вы управляете им,

слегка наклоняясь в том или ином направлении. Есте-

ственно и непринужденно человек и средство пере-

движения превращаются в единое симбиотическое

целое

Другим примером естественного взаимодействия

можно считать двухколесный электроскутер «Сег-

вей». Это наглядный пример «умного» дизайна, с по-

мощью которого создано транспортное средство, яв-

ляющее собой прекрасный симбиоз человека и маши-

ны. Скутер реагирует на поведение человека, и управ-

лять им можно почти на интуитивном уровне. Вы вста-

ете на самокат, и он автоматически балансируется.

Когда вы нагибаетесь вперед, он движется вперед; ко-

гда подаетесь назад, он останавливается. Чтобы по-

вернуть, достаточно слегка наклониться в соответ-

ствующем направлении. Он проще в обращении, чем

велосипед, и взаимодействие ощущается как нечто

естественное. Впрочем, скутер «Сегвей» годится не

для всех, точно так же, как не все могут ездить верхом.

Чтобы им управлять, нужны определенные навыки и

внимательность.

Сравните естественное взаимодействие человека

и лошади, человека и «Кобота», человека и «Сег-

вея» с более жестким взаимодействием между чело-

веком и автопилотом самолета или даже автомобиль-

ной системой круиз-контроля. В последних двух слу-

чаях конструкторы исходят из того, что вы устанавли-

ваете нужные настройки, включаете систему и боль-

ше ничего не делаете, пока она не даст сбой, то есть

пока вам вдруг не придется брать контроль на себя из-

за какой-либо проблемы, сокрушившей автоматику.

Примеры естественного тонкого взаимодействия,

приведенные в этой главе, показывают, как можно ис-

пользовать интеллект машины и ее готовность к со-

трудничеству для создания настоящего симбиоза «че-

ловек + машина».