Дмитрий Мамичев - Простые роботы своими руками или несерьёзная электроника

• Название: Простые роботы своими руками или несерьёзная электроника
• Автор: Дмитрий Мамичев
• Издательство: "СОЛОН-Пресс"
• Жанр: Радиотехника
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-91359-185-2

Книга состоит из описаний простых конструкций, содержащих электронные компоненты. Тематика изделий — электронные игрушки и сувениры.

Содержание книги является логическим продолжением содержания двух первых книг — «Роботы своими руками. Игрушечная электроника» и «Игрушечная электроника NEXT», опубликованных в издательстве СОЛОН-ПРЕСС.

Книга будет полезна начинающим электронщикам разного возраста, как пособие по изготовлению практических изделий.

---

«Я, робот» (2004). Фильм, снятый по мотивам рассказов из сборника «Я, робот» Айзека Азимова.

«Обливион» (2013) — фантастический боевик режиссёра Джозефа Косински. В его основе — одноимённый неопубликованный графический роман.

«Терминатор», фильм режиссёра Джеймса Кэмерона 1984 года.

«Из машины» — британский научно-фантастический фильм 2015 года, написанный в сценарии и срежиссированный Алексом Гарлендом. Фильм является его режиссёрским дебютом.

Какой вывод можно сделать из просмотренного и прочитанного, применительно к «разумным машинам»? Воспользуюсь выдержкой из повести «Калеки» (2004) Сергея Лукьяненко:

«Говоря откровенно, разум, не способный любить и страдать, разумом не является».

Может писатель действительно прав и не стоит ломать копья над вопросами, где автомат становится роботом, а программа с внутренней моделью окружающего превращается в разум? Может, правда достаточно увидеть любовь и страдания, чтобы «искусственность» и «рукотворность» стали неважными, а агрессия сменилась принятием?

В заключение приведу выдержку из общения на известном отечественном робототехническом форуме одного из участников. Оно, как мне кажется, наиболее полно отражает положение дел в робототехнике сегодня (авторский стиль сохранён):

lori»

Создать робота щенка (котенка, пингвиненка, поросенка, канарейку…. и т. п.) задача не сложная, но вложить в него вариативность, а тем более интеллект, на сегодняшний день проблема практически не решаемая. В бытовой робототехнике есть такое понятие «пыльный угол». К большому сожалению в «жизни» любой игрушки, да и не игрушки тоже, очень скоро наступает этот период. И он наступает именно из за отсутствия вариативности. Вам (или вашему ребенку) просто надоедает одна и та же реакция игрушки на любые ваши действия.

Заложить вариативность в поведение робота, только на первый взгляд, простая задача. Мы в своем проекте (робот LUM) пытались это реализовать, в итоге, все сводится к нескольким схемам поведения, в зависимости от возникшей ситуации, из которых случайным образом выбирается одна и отрабатывается роботом. Но со стороны это выглядит очень убого! И здесь мы встретились с двумя проблемами:

а) совершенно невозможно предусмотреть все ситуации с которыми столкнется робот в повседневной жизни, даже свести их к нескольким шаблонным невозможно (а если и получится, то робот, как правило, не верно детектирует очередную ситуацию и реакция его на эту ситуацию будет выглядеть нелепо), а тем более предусмотреть несколько вариантов поведения в зависимости от сложившейся обстановки тоже практически невозможно (просто фантазии не хватит и голову сломаете придумывать варианты), тем паче что и обстановка каждый раз меняется;

б) современное положение вещей с датчиками для робототехники таково, что в лучшем случае (нашпиговав ими вашего питомца) вы получите робота тупо тыкающегося в разные углы комнаты и мяукающего (гавкающего, чирикающего…) когда его возьмут в руки. Системы распознавания объектов с встроенных камер находятся в зачаточном состоянии, да и вычислительные возможности нужно будет иметь такие, что пока доступны разве что для настольных систем которые, по понятным причинам, не впихнуть в вашего любимца. Беспроводная связь частично решит эту проблему, но кроме робота придется еще иметь постоянно включенный компьютер для управления первым.

Что же касается вариативности, то вот выдержка из wiki — Вариативность: «наличие нескольких или многих вариантов чего-либо; неоднородность, изменчивость. С развитием интеллектуальной деятельности вариативность, пластичность поведения существенно увеличивается, приобретая как бы новое измерение.» В общем, я согласен с этим утверждением. Первая его часть говорит о «нескольких или многих вариантах и изменчивости» в нашем случае поведения робота. Попробуйте, хотя бы мысленно, представить себе сколько поведенческих схем вам нужно предусмотреть на такую простую задачу как появление хозяина на пороге дома? Как ведет себя в этом случае ваша любимая (настоящая) собака? Лает, крутится юлой, виляет хвостом, прыгает, носится по комнате и т. д. Если даже такое поведение живой собаки через какое то время перестает замечаться хозяином, то шаблонное поведение робота тем более, оно, это поведение, просто начнет раздражать. Вы изучите и будете знать как ваш робот отреагирует на очередное ваше действие (и хорошо если эта реакция будет адекватной), а это прямой путь робота в «пыльный угол», тем более, что разнообразием вариантов поведения робот не будет отличаться. Не задумывались почему дети дольше играют с простой машинкой на колесах чем с радиоуправляемым джипом? Да все очень просто — машинка на колесах дает больший полет фантазии ребенку, у него больше вариативности в игре с такой игрушкой, ребенок сам может придумать любую ситуацию и сымитировать ее. С роботом наоборот, ситуацию создает робот, а человек как то должен на нее реагировать, но так как количество вариантов поведения заложенных в роботе ограничено, а способность робота детектировать возникающие ситуации очень примитивна, то и получается, что очень скоро робот надоест вам своими однотипными фразами, одинаковыми движениями, не адекватным поведением, да и просто ДОСТАНЕТ СВОЕЙ ТУПОСТЬЮ.

Вторая часть определения «с развитием интеллектуальности вариативность поведения увеличивается». Ну, это вообще не про нас! В смысле не про роботов. ИИ создадут еще не скоро, а сказки про самообучающиеся алгоритмы мы уже слышали, это узко специализированные вещи, которые не применимы в повседневной жизни.

В общем, любые попытки создать машину с имитацией живого существа до сих пор терпят фиаско. Хотя, дерзните, может у вас что и получится. Я не оговариваю вас от идеи создания подобного устройства, я просто поделился своим (поверьте не малым) опытом и соображениями.

Спасибо, что дочитали это до конца.:)

Как автор прав! Вариативность не в самой игрушке, а в её использовании, преобразовании…

Игрушка «Тараканий разум»

Эта игрушка (рис. 4) шутливо имитирует работу «примитивного разума». Мысли — тараканы бегают в голове, раздражая нейроны, материализуя тем самым мысли в движения.

Вариант простейшей схемы «управления тараканами» изображен на рисунке 5.

Основа схемы (мозг) состоит из четырёх герконов G1-G4, срабатыванием которых управляет магнит. Он закреплён под брюшком таракана-виброхода. Светодиоды HL1-HL4 имитируют вспышками импульсы в нейронной сети. Они загораются при замыкании контактов герконов, во время пробегания виброхода над ними.

Конструкцию «головного мозга» поясняет рис. 6.

Виброход 1 имеет на основании в головной части, снизу, приклеенный магнит, соответственно он является как бы основной идеей. Виброход 2 — «навязчивая идея» мешает движению основной мысли. Его задача усложнить движение виброхода с магнитом.

Полигон для виброходов 3 реализован из подставки от упаковки детской куклы. Он имеет бортики, высотой 15 мм, по форме напоминает полумесяц. С обратной стороны «под скотч» (элемент 6) к нему прикреплены герконы (элемент 4) и светодиоды (элемент 5), резисторы. Межэлементные соединения выполнены гибким проводом и лакированным проводом ПЭЛ. В правом углу рисунка видна контактная панель 7. Она изготовлена из односторонне фольгированного текстолита и приклеена к прозрачному основанию. На ней имеется (с запасом) восемь контактных площадок для соединения части схемы «мозг» с остальными частями схемы (рис. 5).

Ножки (элемент 8) нужны для испытания данной части на начальном этапе макетирования схемы и нужны для удобства расположения полигона на столе. Их три, они приклеены к основанию и представляют собой амортизаторы, извлечённые из привода компьютера.

Настройка этой части конструкции сводится к подбору магнита. Его «сила» должна соответствовать толщине основания полигона. Проще говоря, таракан, пробегая над герконом, должен надёжно замыкать его контакты. При подключении этой части схемы к питанию, по вспышкам светодиодов можно судить о «качестве» получившегося «мозга».

Второй важной частью схемы являются «глаза» (рис. 5). Их конструкция представлена на рисунке 7.

Управляет работой глаз геркон G3. В исходном положении, когда его контакты разомкнуты, реле К1 обесточено. Точнее говоря тока протекающего через обмотку реле и резистор R4 недостаточно для его срабатывания. Ток на двигатель поступает через свободно замкнутые группы контактов K1.1, К1.2.