imhotype (imhotype) wrote,
imhotype
imhotype

Categories:

Жуковский Д.В. ТУПИКИ НТР: МЕЧТЫ, ПРОГНОЗЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ часть II

НАЧАЛО

РАЗОЧАРОВАНИЕ III.Мечтают ли андроиды об электроовцах?

Машинное мышление -
Мышиная возня.
Автор неизвестен.
Ну кто не слышал о "Трех законах роботехники" Азимова? Роботам посвящены десятки повестей и рассказов. В 60-70 годах. А компьютеры стали героями фантастической литературы только в образе эдаких бездушных монстров (по большей части). То есть либо человекоподобные роботы, либо мыслящие компьютеры.
Прогресс в компьютерной области, конечно, есть. И весьма серьезный. Правда, совсем в другую сторону, чем это предполагалось фантастами. И кибернетиками.
Пока что оставим в стороне вопрос: "Могут ли компьютеры (роботы) мыслить?" - и обсудим проблему создания андроидов. Идея роботов-андроидов основывается на совершенно бездоказательном предположении, что конструкция: две ноги, две руки
- идеальный вариант. А с чего бы это? Почему бы универсальному роботу не иметь форму кентавроида? Или арахнида? Почему он должен иметь два глаза, а не четыре для кругового обзора? Почему у него должно быть пять разных пальцев, а не три одинаковых? Почему только две руки, а не четыре? Оптимальность человекоподобной формы НИЧЕМ ОБОСНОВАТЬ НЕЛЬЗЯ!

Но и сама необходимость создания универсального робота весьма сомнительна.
Известное правило техники гласит: "Универсальное всегда хуже специального".
Любой робот всегда будет изготавливаться под конкретную задачу. Вспомним, к примеру, рассказ С.Лема "Дознание". Ну зачем было создавать человекоподобного робота-пилота? Насколько проще и дешевле было бы подключить мозг этого робота напрямую к бортовому компьютеру? Это ведь полный абсурд! К одному электронному мозгу приделываются руки, чтоб нажимать на кнопки. А другой компьютер снабжается кнопками, чтоб через их посредство получать внешние сигналы! В том же рассказе действует робот-врач. А ему то зачем быть человекоподобным? Для проведения хирургических операций хорошо бы иметь с десяток гибких щупальцев и насколько глаз на стеблях. А ноги вовсе не нужны. Разве что колеса или резиновые гусеницы для мобильности.
робот-грузчик? Четыре руки очень желательно.
боевой робот? Три руки для кругового обстрела и три-четыре ноги для устойчивости (вспомним двуногую боевую машину из фильма "Робокоп").
робот-домработница? Гусеничная тележка и одна-две пары гибких манипуляторов, и так далее.
Единственное применение роботов, для которого сходство с человеком просто абсолютно необходимо, описано С.Лемом в романе "Блеск и нищета кибернэроссов".
Но это уже немного из другой области.
Так что можно смело предсказать, что РОБОТЫ-АНДРОИДЫ НЕ БУДУТ СОЗДАНЫ НИКОГДА!
Потому, что они абсолютно не нужны!
Кстати, функциональный подход к конструированию роботов снимает многие этические проблемы, связанные с неотличимостью качественных андроидов от людей.
Да и один из певцов роботехники С.Лем в 80-х годах успешно заменил андроидов на дистантников (роман "Мир на земле").
Ладно, с андроидами понятно. А промышленные роботы? Разберемся, для чего они могут в принципе пригодиться. Промышленный робот - это устройство с многофункциональными манипуляторами, органами зрения и соответствующей программой. В производстве манипуляторы нужны только при сборке. В остальных случаях компьютер может быть непосредственно подключен к соответствующему устройству: станки с ЧПУ или системы АСУТП. В любом случае руки человека - более тонкий и чувствительный инструмент, чем манипулятор робота. Так что объект сборки, инструмент и детали должны быть достаточно крупными. И не требовать прецизионной сборки. Производство должно быть достаточно массовым, чтоб эксплуатация дорогостоящего робота окупилась. Вполне логично, что промышленные роботы нашли применение только в конвейерной сборке автомобилей.
Прогресса в области промышленных роботов не наблюдается. Создать манипуляторы с необходимыми характеристиками - труда не составляет. А вот с управляющей программой - проблемы на сегодняшний день весьма серьезные. Попробуем, к примеру, спроектировать робота для сборки персонального компьютера. Процесс по сложности на уровне детского конструктора:
установить в гнездо дисковод, закрепить болтами;
установить в гнездо жесткий диск, закрепить болтами;
установить на материнскую плату фиксаторы;
закрепить материнскую плату на шасси ...
Стоп, стоп! Это программа для человека. Здесь мы пропускаем сотни шагов, которые человек выполняет не задумываясь. А для компьютера даже самая простая операция: взять плату из лотка - сложный процесс:
сориентировать глаза на лоток;
оценить взаимное расположение манипулятора и лотка;
определить первоначальный вектор перемещения манипулятора к лотку, выполнить перемещение, снова оценить взаимное расположение;
развернуть кисть;
сдавить пальцами плату, контролируя усилие сжатия - чтоб не уронить и не сломать, и так далее.
Даже самые простые операции требуют сложнейшего описания. Конечно, и эту проблему можно решить, как предложил Р.Хайнлайн в романе "Дверь в лето": роботу можно просто показать необходимую последовательность движений. Но и это ничего не решает. Такой способ не определяет действий робота в аварийной ситуации.
Например, если при установке в гнездо плата перекосилась, то робот должен уметь извлечь ее и снова установить. Правильный алгоритм сборки только один, а возможных вариантов ошибки - множество. Проблема в том, что интеллектуальные способности компьютеров недостаточны для действий в элементарных (для человека) нештатных ситуациях.
В 50-60-е годы активно велись работы по проблеме искусственного интеллекта.
Достаточно быстро проблема распалась на ряд задач:
автоматическое доказательство теорем;
играющие программы;
распознавание образов;
распознавание текста;
распознавание речи;
анализ сцен;
автоматический перевод текстов;
экспертные системы;
компьютерное творчество.
То есть очень быстро ученые, работавшие над проблемой, поняли ее необъятность и комплексно созданием ИИ не занимался никто. Исследования разошлись в разные стороны. И достигли различных результатов. Но в целом, у всех направлений - сходные результаты:
решения проблем сводятся к более-менее умно организованному перебору вариантов
достигнутые результаты часто оказывались гораздо скромнее ожидавшихся (только перебор вариантов)
ни одно направление не пришло к самообучению (только выбор одной из нескольких стратегий, придуманных программистом) ни одно из направлений не создало "генератор знаний"
Так что по всем направлениям проблемы ИИ ничем, похожим на компьютерное мышление и не пахнет! Причина - в коренном различии принципов работы компьютера и мозга. Все существующие компьютеры реализуют принцип так называемой "машины Тьюринга". Все операции выполняются строго последовательно, одна за другой. Вся информация имеет двоичный вид. Как следствие этого, компьютер по сути дела может выполнять только два вида работ: математические расчеты (в строго заданной последовательности) и поиск методом перебора. Естественно, и человек может делать это. Но компьютер выполняет вычисления гораздо быстрее, может хранить и быстро просматривать очень большие объемы информации. Самые первые компьютеры занимались криптоанализом и численным дифференцированием. Мозг оперирует с аналоговыми импульсами, величина которых может принимать любое значение из некоторого диапазона. Обработка сигналов происходит по множеству параллельных каналов. Поэтому операции распознавания, анализа выполняются очень быстро, несмотря на крайне низкую, по сравнению с компьютером, скорость прохождения импульсов. Успех компьютеров как раз тем и объясняется, что они реализуют иной способ обработки информации, действуют в несвойственной человеческому мозгу области.
Единственный путь к достижению искусственным агрегатом способностей, сравнимых с возможностями природного мозга (не обязательно человеческого, с распознаванием сцен прекрасно справляются и насекомые) - это моделирование структуры нервной ткани. Попытки пройти этим путем предпринимались неоднократно. В 50-х годах была выдвинута идея персептрона. Простейшая попытка смоделировать небольшой комплекс нейронов дала поразительные результаты по скорости распознавания символов. К концу 60-х годов идея умерла, не дав практических результатов. Чтоб снова возродиться в конце 80-х - начале 90-х годов в разработках нейросетей и нейроплат. К настоящему времени прогресса тоже нет. И вовсе не потому, что идея неудачна. Наоборот, не утихающий интерес к ней ученых говорит об обратном, как и весьма обнадеживающие результаты, достигаемые достаточно скромными средствами. Путь от нейроплаты, содержащей какую-нибудь сотню (и даже тысячу) нейронов, до электронного мозга очень велик. Чтобы технический прогресс прошел его, необходимы полезные в практическом смысле результаты НА ВСЕХ ЭТАПАХ РАБОТ. На одном лишь энтузиазме инженерно-прикладные исследования могут сделать только маленький шажок вперед. Если за опытным образцом не последует промышленный, технология не сделает следующего шага. Что и получилось с персептронами и нейроплатами. Компьютеры потому и развились так быстро, что, начиная с самых первых экземпляров, стали приносить практическую пользу.
С моделированием же мозга проблема в том, что до тех пор, пока не будет достигнут достаточно высокий уровень сложности нейросети, электронный мозг не будет превосходить человеческий. А, значит, не будет пользоваться коммерческим спросом. Пройти этот путь не представляется возможным. ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ НИКОГДА НЕ БУДЕТ СОЗДАН!
МЕЧТЫ, ПРОГНОЗЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Припомним разнообразные элементы техники и технологий будущего, появляющиеся в фантастической литературе.
Транспорт.
ЛИЧНЫЙ ТРАНСПОРТ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ.
Не создан. Нет силовых агрегатов необходимой мощности и экономичности.
ЛИЧНЫЙ АВИАТРАНСПОРТ.
Существует весьма давно. Не распространен по причине высокой цены.
ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ.
Существуют опытные образцы. Нет источников электроэнергии достаточной мощности.
САМОДВИЖУЩИЕСЯ ТРОТУАРЫ.
Существуют единичные экземпляры в аэропортах. Не распространен по причине экономической неоправданности.
ПОЕЗДА НА МАГНИТНОЙ ПОДУШКЕ.
Существуют единичные экземпляры. Не распространены по причине экономической неоправданности.

СУБОРБИТАЛЬНЫЙ АВИАТРАНСПОРТ
Разработки не ведутся. Нет спроса.

НОСИМЫЕ УСТРОЙСТВА СВЯЗИ.
Существуют и развиваются.

ВИДЕОТЕЛЕФОН.
Техническая возможность существует давно. Не распространены по причине экономической неоправданности: высокая цена видеокомплекта, высокая нагрузка на линии связи.

УПРАВЛЕНИЕ ПОГОДОЙ.

Не налажено надежное прогнозирование. Проблемы управления не исследуются.
Отсутствие необходимой научно-теоретической базы. Отсутствие источников энергии необходимой мощности (сравнимой с мощностью метеорологических процессов).
СИНТЕЗ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ.

Исследования не ведутся. Экономическая нецелесообразность, традиционные способы получения продуктов питания дешевле.

ЛИНИИ ДОСТАВКИ ПРОДУКТОВ НА ДОМ.
Не разрабатываются. Экономическая нецелесообразность.

ОБЪЕМНАЯ ФОТОГРАФИЯ (на основе голографии).
Принципиально возможна с момента открытия голографии. Отсутствие фотоматериалов необходимого качества.

ОБЪЕМНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ (на основе голографии).
Не разрабатывается. Отсутствие технологических возможностей для вывода изображений необходимого качества.
Во всех случаях несбывшихся прогнозов круг причин один и тот же. В основном, это:
экономическая нецелесообразность (несопоставимость спроса и себестоимости);
отсутствие мощных и компактных источников энергии;
отсутствие необходимой научно-технологической базы.
А научно-технической базы нет, так как нет вложений в НИОКР, вложений нет, так как нет спроса.
Обратившись к истории развития науки и техники за последние два века, обнаруживаем, что в большинстве областей со второй половины XX века НЕ БЫЛО СОЗДАНО ПРАКТИЧЕСКИ НИЧЕГО ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВОГО!

Источники энергии.
Электрогенератор: конец XIX века
ТЭС (паровая турбина) : XIX - начало XX века
ГЭС (гидротурбина) : XIX - начало XX века
АЭС : 1954 г.
фотоэлементы: первая половина XX века
топливные элементы: первая половина XX века
радиоионизационные элементы: первая половина XX века
МГД-генератор: 70-е годы
Материалы.
Пластмассы
Фенол-формальдегидные: начало XX века
Ударопрочный полистирол: середина XX века
Полиэтилен, полипропилен: 50-е годы
Капрон, нейлон: 50-е годы
Фторопласт (тефлон): 60-е годы
Капролон: 80-е годы
Металлы
Получение металлов электролизом расплава : начало XX века
Дюраль: начало XX века
Титан: середина XX века
Бериллий : 60-е годы
Порошковая металлургия : 50-60-е годы
Получение монокристаллов вытягиванием из расплава : 60-е годы Строительные материалы

Железобетон : конец XIX века
Прочие материалы
Металлокерамика : 60-е годы
Композитные материалы : 60-е годы
Искусственные алмазы, боразон (кристаллический нитрид бора) : 60-е годы
Полупроводники : середина XX века
Двигатели, движители.
ТРД: до нашей эры
ЖРД: начало XX века
ПВРД: середина XX века
газовая турбина : 40-е годы
ДВС: конец XIX века
Электродвигатель: конец XIX века
Линейный электродвигатель: начало XX века
Как видим, две основы технического прогресса – источники энергии и материалы, за последние полвека не развиваются! Причем новые материалы и технологии, созданные в 60-е годы, (кроме пластмасс) применяются, в основном, только в аэро-космической технике. И остаются, по-прежнему, дорогими. "Век пластмасс" не состоялся, пластмассы заняли очень узкую нишу, ничуть не потеснив металл, дерево и железобетон.
Транспорт.
Автомобиль с ДВС : конец XIX века
500 км/ч: 1935 год
Самолет: конец XIX века
сверхзвук: 50-е годы
гиперзвук: 60-е годы
пассажирский сверхзвук : 70-е годы
Метро: конец XIX века
Вертолет: 30-е годы
Электромобиль существует только в образе автопогрузчика. Электротранспорт – потомки старого доброго трамвая.
Связь.
Радио: конец XIX века
Телефон: конец XIX века
Радиолокация: середина XX века
Телевидение: 30-е годы
Цветное телевидение: 60-е годы
Спутниковая связь: 70-е годы
Оптоволоконная связь: 70-е годы
Компьютерные сети: 70-е годы
Электроника.
Радиолампы: начало XX века.
Полупроводниковые приборы : середина XX века.
Микропроцессоры : 70-е годы
Вычислительная техника Бэббидж (теория): середина XIX века
Тьюринг (теория): 30-е годы
Компьютер: 40-е годы
Языки программирования : 50-е годы
Компьютерные сети : конец 60-х - начало 70-х
Микрокалькуляторы : 70-е годы
Бытовые компьютеры : начало 80-х
Персональные компьютеры : 80-е
Оптика.
Лазер : середина XX века
Голография : середина XX века
В двадцатом веке периоды технологического подъема приходятся на каждые двадцать лет: 20-е, 40-е, 60-е, 80-е годы. К 60-м годам заряд, полученный в начале века (электромагнетизм, квантовая теория, теория относительности, радиоактивность) полностью исчерпал себя. С тех пор в фундаментальной физике было открыто мало что практически применимого. Физика ушла в область высоких энергий и элементарных частиц. Соответственно нет новых источников энергии. Был "Век Пара", "Век Электричества". "Атомный Век" закончился Чернобылем. "Термоядерный Век" не состоится. Транспорт и связь совершенствуются только количественно. К 60-м годам было создано практически все, что прогнозировалось в начале и середине века, все то, что можно было логически вывести из достигнутого состояния науки и техники. Что у нас на очереди? "Век Компьютеров"? С 60-х годов прогресс пошел совсем в другую сторону. Не предвиденную фантастами, не намеченную учеными. Ученые разрабатывали проблемы искусственного интеллекта, и никто не мог предположить, что к 90-м годам в компьютерном мире будут властвовать потомки КОБОЛа, а не ЛИСПа. Технический прогресс идет сейчас по пути уменьшения размеров и увеличения скорости и информационной емкости вычислительной техники. ТОЛЬКО КОЛИЧЕСТВЕННОЕ РАЗВИТИЕ.
Мы приближаемся к стенке тупика.
КОНЕЦ Science Fiction
Бурный расцвет фантастики в начале века объясняется не в последнюю очередь феерическим взлетом науки и техники, науки, воплотившейся в технических чудесах. Тогда и родился жанр Science Fiction - научная фантастика, то есть фантастика об успехах науки. О бедах от успехов науки. Жанр Science Fiction создал образ "сумасшедшего ученого". Бестселлеры Фантастики начала века - Жюль Верн, Уэллс, Беляев, Толстой - сплошь "научная" фантастика.
НТР зашла в тупик и перестала вдохновлять фантастов. Последний слабый росток - "киберпанк" - пробился на свет не от "чудес кибернетики", а благодаря таланту Гиббсона. "Научная фантастика" как жанр практически умерла
.
Статья написана в 1998 г. ©
Tags: Наука и ЖестЪ
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 0 comments