А в это время Азимов выводит свои правила робототехники. Вот они: 1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред. 2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону. 3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам.

Итак, человек в любом случае должен быть абсолютно защищенным от вредного воздействия технического прогресса!

Но самое время возвратиться к пьесе Чапека. Она имеет неожиданный конец. Истребив все человечество, роботы вдруг начинают понимать, что без людей они могут воспроизводиться лишь в виде кусков мяса и набора костей. Уникальная формула Россума-старшего, благодаря которой удавалось оживлять биомассу и делать ее сознательной, окончательно утрачена. Роботы начали стремительно вымирать. И тогда последний из людей, архитектор Алквист, оставленный роботами в живых, потому что он все делает своими руками, предлагает последнее средство. Он должен умертвить одного из роботов, чтобы посмотреть, как они устроены. И, возможно, найти ту самую секретную формулу. Два робота, наделенные мужскими и женскими признаками, предлагают себя вместо другого. Алквист понимает, что это – любовь, а роботы Примус и Елена становятся первыми Адамом и Евой среди своих собратьев…

Чуть ниже мы обязательно расскажем о биороботах и искусственном интеллекте. Потому что первые – это возможное развитие робототехники, а без искусственного интеллекта невозможно функционирование сложных робототехнических систем.

Итак, мы пришли к нашему первому заключению, что роботы – это некие устройства, способные оказать помощь человеку в непосильном, или монотонном, или вредном труде. В отличие, скажем, от телефона или компьютера, роботы призваны выполнять механическую работу. Этим обстоятельством и вызван большой интерес к созданию огромного семейства роботов – от самых маленьких, используемых, скажем, в медицине, до гигантских промышленных комплексов, работающих на крупных машиностроительных заводах.

Но для того, чтобы машина могла сравниться с человеком, она должна была иметь целый набор качеств, присущих живому индивидууму. Машинное зрение, чувствительные манипуляторы, при помощи которых робот может выполнять те или иные операции, подвижность всего устройства или его частей. А еще робот должен обладать возможностью воспринимать вводимые в него команды и выполнять операции в соответствии с выработанной оператором программой.

Самыми примитивными роботизированными системами мы можем считать станки с программно-числовым управлением (ЧПУ). Сегодня без них трудно представить современное производство. Это, конечно, не роботы из фантастических романов, но станки с ЧПУ позволяют работать с высокой точностью, как говорят, 24/7, без перерывов на обед и усталости. А наиболее совершенные из них могли бы обладать функцией самосовершенствования и самообучения. Многие эти функции стали возможными только с появлением мощной вычислительной техники, при миниатюризации электронных компонентов, с созданием бионических материалов и устройств.

В качестве доказательств достаточно привести такой пример. Ученые Северо-Западного университета в штате Иллинойс (США) создали самого маленького на сегодняшний день управляемого робота. Его размеры по всем измерениям не превышают 0,5 миллиметров. Несмотря на такую миниатюрность, робот может ходить, прыгать, поворачиваться и изгибаться. Причем все это делается без внешнего питания от электричества или гидравлики.

Внешне робот-малютка напоминает краба с восемью лапками. Благодаря им устройство и осуществляет движения. Лапки робота могут сокращаться до десяти раз в секунду. Как же управляется такой представитель семейства роботов? Ученые нашли оригинальное решение. Оказалось, что один из сплавов с эффектом памяти деформируется при помощи тончайшего слоя из стекла. При нагревании металл возвращает свою первоначальную форму, а при остывании стеклянное покрытие заставляет его снова деформироваться. Из-за невероятно тонкой пластинки из такого композита нагрев и остывание происходят почти мгновенно. Это и позволяет роботу совершать крошечные шажки. Нагрев малютки осуществляется лазером. Причем робот совершает движение именно в сторону луча.

Разработчики считают, что такой робот может быть использован как в промышленности для ремонта или сборки сложных конструкций, так и в медицине для остановки кровотечений или удаления опухолей. Правда, с лечением могут возникать трудности – а как помещать в тело пациента манипулятор с лазером?

А какой самый большой в мире человекоподобный робот? Тут вовсю постарались японские инженеры. Видимо, им не давали покоя фильмы об ископаемом динозавре Годзилла или роботах-трансформерах, на историях о которых выросло не одно поколение детей во всем мире. В Йокогаме создали двадцатиметрового шагающего монстра Гандама. Он весит свыше двадцати тонн и может двигаться в разных направлениях. Правда, при этом Гандам не может выполнять никакую работу. Вот почему многие исследователи считают этого монстра просто-напросто анимированной скульптурой. За движение робота отвечают 24 мощных исполнительных механизма, которые дают Гандаму 24 степени свободы (о том, что это такое, будет ясно из дальнейшего повествования). Скептики, проанализировавшие конструкцию и механизмы гиганта, пришли к неутешительному заключению, что самый большой шагающий робот – на самом деле всего лишь имитация, движение которой осуществляется за счет внешних поддерживающих конструкций.

Во многих странах мира прохожих развлекают левитирующие дервиши, весь секрет зависания над землей которых заключается в хитроумной металлической опоре, которая маскируется в складках одежды. Как это похоже на феномен Гандама…

Однако оставим пока эти примеры для других, пусть они изучают их и выносят свой вердикт. Давайте лучше пройдемся по пыльным тропинках человеческой истории, чтобы понять, откуда появились идеи создания роботов, зачем мыслители Древнего мира пытались поверить алгеброй гармонию, какие технические изобретения трехтысячелетней давности сегодня используются в самых современных роботах.

Глава 1
Ab ovo, или Родословная роботов

Умели древние римляне емко выражать свои мысли! Чего стоит знаменитое: veni, vidi, vici – пришел, увидел, победил, – три слова, которыми Гай Юлий Цезарь уведомил своего друга Гая Мация в Риме о победе, одержанной им над Фарнаком, сыном Митридата Понтийского в августе 47 года до н. э.

Конечно, в Древнем мире были и другие народы, не любившие велеречивости. В известной нам Спарте была провинция Лакония, население которой вошло в историю не только военными подвигами и беспримерным мужеством, но и умением достойно ответить врагу. Легенды сохранили два таких примера. Во время войны с персами, когда триста спартанцев царя Леонида встали против воинов Ксеркса, владыка Персии с явным намеком бросил вызов грекам: «Сложи оружие!» На что Леонид, как и требовали обычаи Лаконии, ответил также двумя словами: «Приди, возьми».

Еще лаконичнее был ответ, данный спартанцами царю Македонии Филиппу, отцу будущего величайшего завоевателя Александра Македонского. Филипп, уверенный в своих силах, потребовал от противника сдачи, иначе, если он возьмет город, то его жителей ждет страшная участь. Спартанцы ответили одним-единственным словом: «Если!»

Собственно, отчего это мы взялись за древних греков и римлян?! И при чем здесь краткость языка и родословная роботов и робототехники, о которых заявлено в названии главы?! А все потому, что ставшее крылатым латинское выражение «Ab ovo», означающее буквально «От яйца», то есть, с самого начала, прежде всего, как нельзя лучше подходит к возникновению механических помощников, которые спустя тысячелетия трансформировались в привычных нам роботов.

Первую паровую турбину, вернее, ее маленькую модель, изготовили как игрушку еще в I веке до н. э. Произошло это при дворе египетских правителей Птолемеев, в Александрии, в знаменитом Мусейоне – своеобразной академии наук древности. Герон Александрийский называл эту игрушку эолопил, то есть ветряной шар.

Игрушка поражала воображение современников. Для них шар, вращающийся от действия пара, был чудом, а для Герона – очередной возможностью подтвердить свои гениальные догадки в реальном механизме. Над небольшим очагом он закрепил полый шар. В него были вставлены две трубки с загнутыми в противоположные стороны концами. Шар наполнялся водой, трубки закрывались пробками, и огонь начинал нагревать шар. В определенный момент вода закипала, в шаре резко поднималось давление. Пробки с хлопком вылетали, а пар, вырываясь из трубок, приводил шар в быстрое движение. Мог ли предположить Герон, что его вертушка станет рабочим агрегатом в современных паровых турбинах?! Или то, что сила пара будет приводить в движение поршни в паровых машинах, давая энергию пароходам и паровозам, запускать станочный парк, вырабатывать электричество?!

Учителем Герона был знаменитый Ктесибий, который, говорят, учился у самого Архимеда. Ктесибий изобрел пожарный насос, водяные часы и даже водяной орган, или гидравлос. Архимед изучал свойства рычага и открыл свой знаменитый закон гидростатики. Однако Герон превзошел своих учителей – по крайней мере, в механике. Свойствами воздуха и пара никто до Герона не занимался. А ведь в последующие столетия, как мы сказали немного выше, эта стихия будет работать в самых разных приборах и механизмах. Пневмопочта и пневмоприводы – лишь часть этого многочисленного отряда. Свои труды в этой области Герон описал в специальной книге – «Пневматика».

Эти изобретения не имели своей целью заменить тяжелый физический труд подневольных людей, но они наглядно показали пример использования научных открытий в практических целях. И породили десятки изделий, использовавшихся и в быту, и на поле брани. Тот же Герон Александрийский изобрел автоматический арбалет, стрелявший дальше и точнее любого лучника.

Сохранились чертежи и описания механизмов и автоматов – да, да, автоматов, изобретенных Героном. Например, автомата по продаже святой воды в храме. Верующий опускал в щель пятидрахмовую бронзовую монету и получал порцию воды для ритуального омовения рук и лица. Количество отпускаемой воды задавалось мерным цилиндром над пустотелой пробкой крана. Вечером жрецы забирали выручку и вновь наполняли автомат святой водой. Сегодня во всех автоматах, разливающих жидкости, применяют те же принципы, что и в первом автомате Герона.

Широко известен также автомат открывания дверей храма. Над жертвенником около храма зажигался огонь, и двери храма открывались сами. В скрытом под жертвенником металлическом шаре огонь нагревал воздух, тот, расширяясь, проталкивал воду через сифон в огромную бадью, подвешенную на цепях системы противовесов и шкивов, которые поворачивали двери на их осях, когда бадья становилась тяжелее. Когда огонь на жертвеннике угасал, происходила еще одна удивительная вещь. В результате быстрого охлаждения воздуха в шаре вода засасывалась в сифон другим путем. Опустевшая бадья возвращалась вверх, приводя в обратное движение систему шкивов, и двери торжественно закрывались. Верующие не знали о существовании такого устройства и приписывали выполнение ритуала высшим силам!

Такой механизм не был единственным устройством, изобретенным гениальным ученым. В христианстве сигналом к молитве служат удары в колокола, в мусульманстве – призывный крик муэдзина. Для того чтобы оповещать древнегреческих верующих об открытии храма, Герон придумал особый рожок. Он играл роль дверного звонка, а также подавал сигнал тревоги при взломе двери. Все эти механизмы заказывали Герону жрецы богатых египетских храмов. А верующие египтяне и греки (напомню, это был птолемеевский Египет) воспринимали эти механизмы как божественное чудо.