Задумаемся над тем, насколько согласованы движения рук и взгляд ребенка, когда он берет из вазочки печенье.
Хотя все печеньица примерно одинакового размера и одинаковой формы, тем не менее в совокупности они должны представляться взгляду мешаниной из зрительных образов.
Из этой запутанной картины ребенок должен извлечь информацию, достаточную для того, чтобы определить, какой участок зрительного или осязательного поля следует сопоставить именно с тем печеньем, которое он хочет схватить.
По мере того как ребенок учится брать печенье так, чтобы не сломать лежащие рядом, он начинает понимать, что отнюдь не всякое движение руки приводит к цели.
Например, если взять печенье двумя пальцами, то удержать его легко лишь в том случае, когда центр печенья расположен неподалеку от линии, соединяющей кончики пальцев.
Гораздо надежнее сначала зрительно оценить положение и ориентацию печенья, а затем уже направить руку по наилучшему пути, чтобы схватить его.
И наконец, взяв печенье, ребенок должен «преобразовать» пространственные координаты печенья относительно руки в его координаты относительно рта.
До недавнего времени столь сложный комплекс взаимно согласованных действий был явно не под силу механическим устройствам, копирующим некоторые движения рабочего у станка.
Роботы, используемые сейчас на заводах, по сути дела представляют собой системы воспроизведения движений, т.е. в какой-то степени напоминают магнитофоны.
Для того чтобы робот мог выполнить какое-либо задание, он сначала должен быть «обучен» опытным инструктором. Этот инструктор ведет «руку» робота требуемым образом, а информация о ее положении записывается на магнитную ленту или другой носитель.
В режиме «воспроизведения» эта запись заставляет робота повторить всю последовательность движений. Способность робота протоколировать свои движения заинтересовала некоторых хореографов, которые пытались таким путем осуществить непрерывную запись движений в танце, — впрочем, без особого успеха.
Как бы то ни было, роботы такого типа пригодились на заводе, поскольку многие производственные операции характеризуются высокой повторяемостью и могут быть разложены на последовательность заданных движений.
Механические манипуляторы используются при точечной сварке, на погрузочных работах, при окраске, выполнении сварных швов, фасовке и других однообразных или небезопасных операциях.
Однако промышленность ставит много задач, которые нелегко свести к фиксированной последовательности движений. При ручной сборке, например, детали обычно размещаются на лотках или в ящиках у рабочего места.
Здесь «незрячий», жестко запрограммированный робот практически бесполезен, поскольку его сбивают с толку малейшие неточности в расположении деталей.
Само собой напрашивается следующее решение проблемы: с самого начала избегать перемешивания деталей, т.е. уже при изготовлении укладывать детали в определенном порядке и этот порядок сохранять.
Многие из тех, кто связан с производством, являются сторонниками именно такого подхода: детали складываются в контейнеры или располагаются на лотках в строгом порядке, благодаря чему питание автоматов не требует дополнительного контроля.
Это решение имеет свои недостатки
Контейнеры или лотки должны быть определенной конструкции и зачастую изготавливаться с весьма жесткими допусками. Более того, такие контейнеры обычно получаются тяжелыми и громоздкими.
К тому же их конструкцию часто приходится изменять даже при незначительных модификациях хранящихся в них деталей. На практике иногда приходится видоизменять даже форму самих деталей, чтобы обеспечить автоматическое питание станков.
Да и, наконец, объем производства во многих случаях не настолько велик, чтобы побудить предпринимателя отказаться от более традиционного ручного труда. Но вот недавно нам удалось разработать компьютерную систему, которая способна определять положение детали произвольной формы в беспорядочной груде других деталей.
Для этого системе требуется лишь несколько телевизионных изображений всей совокупности деталей.
Изображения преобразуются компьютером в такую форму, которую легко сравнить с математической моделью детали, хранящейся в памяти системы. Компьютер «поворачивает» модельное изображение до тех пор, пока оно не станет максимально похожим на изображение интересующего объекта.
Результат этой процедуры используется для управления механической рукой, которая захватывает диапазон применения промышленных роботов. Удивительный мир механических машин.необходимую деталь. Подобная гибкая система управления может значительно расширить.