Обзор влияния автоматики на человека и общество

Введение

Под автоматикой понимают отрасль науки и техники, охватывающую теорию и принципы построения систем управления, действующих без непосредственного участия человека. В узком смысле, автоматика — совокупность методов и технических средств, исключающих участие человека при выполнении операций конкретного процесса.

Как самостоятельная область техники автоматика получила признание на II Мировой энергетической конференции (Берлин, 1930), где была создана секция по вопросам автоматического и телемеханического управления. В СССР термин «автоматика» получил распространение в начале 30-х гг. XX века. Автоматика как наука возникла на базе теории автоматического регулирования, основы которой были заложены в работах Дж. К. Максвелла (1868), И. А. Вышнеградского (1872—1878), А. Стодолы (1899) и др. В самостоятельную научно-техническую дисциплину окончательно оформилась к 1940 г.

История автоматики как отрасли техники тесно связана с развитием автоматов, автоматических устройств и автоматизированных комплексов. В стадии становления автоматика опиралась на теоретическую механику и теорию электрических цепей и систем и решала задачи, связанные с регулированием давления в паровых котлах, хода поршня паровых и частоты вращения электрических машин, управления работой станков-автоматов, АТС, устройствами релейной защиты. Соответственно и технические средства автоматики в этот период разрабатывались и использовались применительно к системам автоматического регулирования. Интенсивное развитие всех отраслей науки и техники в конце I половины XX в. вызвало также быстрый рост техники автоматического управления, применение которой становится всеобщим.

II половина XX в. ознаменовалась дальнейшим совершенствованием технических средств автоматики и широким, хотя и неравномерным для разных отраслей народного хозяйства, распространением автоматических управляющих устройств с переходом к более сложным автоматическим системам, в частности в промышленности — от автоматизации отдельных агрегатов к комплексной автоматизации цехов и заводов. Существенной чертой является использование автоматики на объектах, территориально расположенных на больших расстояниях друг от друга, например крупные промышленные и энергетические комплексы, системы управления космическими летательными аппаратами и т. д. Для связи между отдельными устройствами в таких системах применяются средства телемеханики, которые совместно с устройствами управления и управляемыми объектами образуют телеавтоматические системы. Большое значение при этом приобретают технические (в том числе телемеханические) средства сбора и автоматической обработки информации, так как многие задачи в сложных системах автоматического управления могут быть решены только с помощью вычислительной техники. Наконец, теория автоматического регулирования уступает место обобщённой теории автоматического управления, объединяющей все теоретические аспекты автоматики и составляющей основу общей теории управления.

Важным понятием автоматики является «автомат». Автомат (от греч. autómatos — самодействующий) — самостоятельно действующее устройство (или совокупность устройств), выполняющее по заданной программе без непосредственного участия человека процессы получения, преобразования, передачи и использования энергии, материала и информации. Автоматы применяются для повышения производительности и облегчения труда человека, для освобождения его от работы в труднодоступных или опасных для жизни условиях.

Так же автомат — одно из основных понятий кибернетики; абстрактная модель технической или биологической системы, перерабатывающая дискретную (цифровую) информацию дискретными временными тактами. Наиболее изучены конечные автоматы. Изучением таких автоматов занимается теория автоматов.

Также в технике вводится понятие «автоматическое управление» — совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления. Автоматическое управление широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья.

Автоматика в доисторическом периоде

Первые самодействующие устройства появились ещё в глубокой древности. Примерами первых автоматических систем могут служить орудия охоты. Лук и стрелы известны двенадцать тысяч лет. Древние охотники использовали ловушки на звериных тропах в виде падающего бревна или сети-ловушки. В этот период находят свое применение также самострелы, до сих пор используемые некоторыми северными народами, например, коми ставили самострелы на зверя, а также для охраны святилищ языческих богов.

Дальнейшим развитием самострельной техники стал арбалет (фр. arbaléte, от поздне-лат. arcuballista: лат. arcus — лук и ballista — метательный снаряд) как стрелового, так и болтового типа.

В доисторическом периоде применение автоматической техники носило эпизодический характер и служило чисто утилитарным, практическим целям. Применение самодействующих устройств ограничивалось использованием их для охоты и защиты от диких зверей и посторонних. При этом в качестве энергии, приводящей в действие автомат, использовалась сила натянутой веревки, сила упругости ветви или ствола дерева и/или сила тяжести груза (противовеса), привязанного к чувствительному элементу.

Автоматика античности

В античности значение автоматики не изменилось.

В Древнем Египте для защиты усыпальниц фараонов использовались системы хитроумных ловушек: самострелы, обрушивающиеся потолки, плиты-«перевертыши» и многие другие.

Помимо защитных механизмов в античности существовали и разнообразные машины военного назначения. Так например на вооружении армии Римской империи были стрелометательные машины (катапульты) и баллисты (лат. ballista, от греч. ballistos — «бросать»).

В древнегреческих театрах использовались специальные подъёмные механизмы — эоремы (от греч. eoreme — поднимаю).

В эпоху античности неоднократно создавались устройства, имитирующие движения живых существ без видимого участия движущей силы. Практического значения такие «автоматы» не имели, но, оставаясь занимательными игрушками, они оказались своего рода предшественниками современных автоматов.

Так Архит Тарентский (VI—V вв. до н. э.) изготовил «летающего голубя», Дмитрий Фалерский (III в. до н. э.) — «ползающую улитку».

Наиболее известны автоматы Герона Александрийского (I в. до н. э.). Автомат Герона для продажи «священной» воды явился прообразом автоматов для отпуска жидкостей. Также Герону принадлежал автомат, который распахивал двери храма.

Механизмы и автоматы Герона не нашли сколько-нибудь широкого практического применения. Они употреблялись в основном в конструкциях механических игрушек. Он построил театр марионеток, исполнявших пятиактную пьесу о возвращении троянских героев.

В качестве источника энергии для своих изобретений Герон использовал в основном гидростатическую нагрузку, некоторые приводились в движение под действием перегретого пара.

Знаменит другой древнегреческий математик, механик и инженер Архимед (287 г. до н. э. — 212 г. до н. э.) из Сиракуз. Его гению принадлежит изобретение полиспаста (система блоков для поднятия крупнотоннажных грузов), крана и бесконечного, или архимедова, винта, используемого до сих пор в Египте для подъема воды.

В древности автоматы придумывали изобретатели-одиночки, и, как правило, в единственных экземплярах. Причем в основном построение автоматом основывалось не на строгой теоретической базе, а на методе проб и ошибок, а также на интуитивных догадках автора. Автоматы тогда носило характер скорее произведения искусства, нежели практически применимой вещи. При этом авторы не раскрывали всех секретов построения данных машин.

В античный период автоматы в основном играли второстепенную роль, так как рабовладельческое общество не имело потребности в облегчении труда рабов, поэтому автоматы того времени зачастую использовались только для увеселительных целей или эпизодически в ходе вооруженных столкновений.

Автоматы Средневековья и эпохи Возрождения

Существенно повлияло на развитие автоматики изобретение часов с пружинным приводом (П. Хенлейн в Германии, XVI в.) и особенно маятниковых часов (Х. Гюйгенс в Голландии, 1657 г.), в которых впервые использовались принципы и механизмы, получившие впоследствии широкое применение в автоматах. Автоматы этого периода носили только развлекательный характер — для увеселения правителей и знатных вельмож. В период раннего феодализма производство имело в основном ручной характер, что было достаточно для производства товаров для собственного потребления.

Так Альберт Магнус (1193—1280), Великий, в XIII в. изобрел механического «человека-привратника», который открывал дверь и кланялся посетителям. Знаменитый немецкий ученый XV века Региомонтан (1436—1476) сконструировал летающую муху и орла, машущего крыльями и кивающего головой. Орёл, как было задумано, приветствовал императора Священной Римской империи Максимилиана I (1459—1519).

Леонардо да Винчи (1452—1519) для встречи гостившего в Милане короля Людовика XII изготовил льва, который шел по тронному залу и у подножия трона открывал лапами грудь, высыпая к ногам короля лилии. Известны описания «говорящей головы», созданной Роджером Бэконом (1214—1294), «укротительницы змей», построенной механиком Гастоном Дешаном.

В средневековой Европе автоматизм рассматривалась как проявление черной магии, колдовства и бесовских сил. Религиозное мировоззрение мешало бурному развитию автоматики. Борьба Святой Инквизиции с изобретателями привела к закрытости научных знаний. Боязнь обвинений в ереси заставляла ученых Средневековья скрывать свои изобретения. Это было связано с религиозными воззрениями на Бога как единственного творца — Демиурга. Творить мог только он, и человек не мог брать на себя эту роль.

Автоматы Нового времени

В XVII—XVIII вв. в Европе были очень популярны весьма совершенные и дорогие механические игрушки: «писец» австрийского изобретателя Фридриха фон Кнауса (1724—1789), способный держать перо и писать 107 различных слов; «утка» и «флейтист» французского механика Жака Вокансона (1709—1789); «парикмахер» Г. Грасфельдера, «говорящий человек» венгерского инженера Фаркаша Вольфганга фон Кемпелена (1734—1804). «Утка» Вокансона могла воспроизводить довольно большой комплекс различных движений. Она не только крякала и передвигалась, переваливаясь с боку на бок, но также плавала и плескалась в воде, двигала головой, расправляла крылья и приводила в порядок перья с помощью своего клюва. Кроме того, утка пила воду и клевала зерна, «переваривая» их с помощью химических веществ. «Флейтист» того же автора представляла собой фигуру в рост человека, которая подвижными пальцами исполняла заложенные в его программу 11 мелодий.

Истинными виртуозами своего дела были швейцарские часовщики Пьер-Жак Дро (1721—1790) и его сын Анри (1752—1791) из Шо-де-Фон. Ярким примером творчества Дро-старшего стали часы, представленные королю Испании Фердинанду VI (1713—1759): каждый час изящно исполненный пастушок подносил ко рту горн и трубил соответствующее времени количество раз. Собака, лежавшая у его ног, лаем реагировала на прикосновение к фруктам. Стоило убрать руку, как лай прекращался.

Весной 1770 г. П.-Ж. Дро создал первого механического человека — куклу размером с пятилетнего ребенка. Она сидела на скамейке перед столиком и писала гусиным пером, обмакивая его в стоявшую рядом чернильницу. Причем не просто слова, а целые фразы и даже предложения красивым каллиграфическим почерком. Весь приводной механизм размещался внутри механического писца, отчего он выглядел еще изящнее. Когда механический человек писал, он двигал головой, из-за чего казалось, что он следит за тем, что пишет. Окончив писать, он посыпал лист бумаги песком для высушивания чернил, а потом стряхивал его.

Следующим творением семейства Дро стала Пианистка. Кукла намного превосходила по сложности конструкции предыдущих механоидов. Она играла на фисгармонии, ловко нажимая пальцами на клавиши, при этом Пианистка натурально заглядывала в ноты и даже сдувала с них соринки. Кроме того, она поворачивала голову и глаза, как бы следя за положением рук, у нее, как при дыхании, мерно вздымалась грудь.

Движения всех трех механических кукол были очень естественны.

Эти андроиды (от греч. andros — человек, мужчина и eidos — подобный) были изготовлены в коммерческих целях: их возили по Европе, показывая за плату. Позднее, в эпоху промышленной автоматики, такого рода устройства не исчезли совсем, а выродились в более простые и дешевые механические игрушки.

Существовали даже целые механические театры. «Театрами автоматов» украшали настольные часы, которые покупали богатые люди, и башенные часы, сооружавшиеся по заказам городских властей. Сегодня, например, в Праге до сих пор можно видеть часы Староместской ратуши, на которых куклы-автоматы ежечасно разыгрывают целое представление.

Зачатки применения автоматической техники можно обнаружить при мануфактурном производстве. Сюда можно отнести использование дробилок или воздуходувных мехов, приводимых в движение водяными колесами, при выплавке металлов, подъемных механизмов при строительстве. Но всё это носит лишь вспомогательный характер. Это освобождало человека от роли двигателя в производственном процессе и позволяло сосредоточиться непосредственно на нем. Дороговизна и ненадежность автоматики не позволяли использовать ее в качестве инструмента в производстве.

Автоматы — источники промышленной революции

Первое промышленное использование автоматов относится к XVIII в. — периоду промышленной революции, когда средства труда приобрели такую материальную форму существования, которая обусловила замену человеческой силы силами природного происхождения и рутинных приёмов в организации труда сознательным использованием накопленного опыта.

К автоматическим устройствам этого времени, имевшим в основном экспериментальный характер, относятся: в России — автоматический суппорт Андрея Нартова для токарно-копировальных станков (20-е гг. XVIII в.), поплавковый регулятор уровня воды в котле И. И. Ползунова (1765), в Англии — центробежный регулятор Дж. Уатта (1784), во Франции — ткацкий станок с программным управлением от перфокарт для выработки крупноузорчатых тканей Ж. Жаккара (1808) и др.

В 1784 г. шотландский инженер Дж. Уатт (1736—1819), изобрел центробежный регулятор частоты вращения первой паровой машины промышленного исполнения, запатентованной им в 1782 г. Регулирование частоты вращения осуществлялось двумя сбалансированными на одной оси грузами, вращающимися синхронно с валом машины и соединенными с дроссельной заслонкой, перекрывающей проходное сечение парового патрубка.

Установка паровой машины Дж. Уатта на транспортные объекты (повозки и корабли) привела к созданию паровозов и пароходов, что привело к появлению транспортного машиностроения. Интенсивное развитие паровой транспортной энергетики поставило перед наукой задачу разработки теории регулирования, пригодной для промышленного проектирования систем регулирования.

Автоматические устройства XVIII—XIX вв. основывались на принципах и методах классической механики. Развитие электротехники, практическое использование электричества в военном деле, связи и на транспорте привели к ряду открытий и изобретений, послуживших научной и технической базой для новых типов автоматов, действующих при помощи электричества. Важное значение имели работы русских учёных: изобретение П. Л. Шиллингом (1786—1837) магнитоэлектрического реле (1830) — одного из основных элементов электроавтоматики, разработка Ф. И. Балюкевичем, В. М. Тагайчиковым и др. в 80-х гг. XIX в. ряда устройств автоматической сигнализации на железнодорожном транспорте, создание С. М. Апостоловым-Бердичевским совместно с М. Ф. Фрейденбергом первой в мире автоматической телефонной станции (1893—1895) и мн. др.

Возникновение новой самостоятельной области науки и техники — электроники, привело к появлению принципиально новых электронных автоматических устройств и целых комплексов от электронного реле до управляющих вычислительных машин. По мере развития автоматов расширялись их возможности и области применения.

Из механизмов, выполнявших одну какую-либо функцию без прямого участия человека, автоматы превратились в сложные автоматические устройства, успешно выполняющие функции контроля, регулирования и управления. Вместо отдельных автоматов стали применяться, особенно в промышленности, энергетике и космонавтике, автоматические комплексы, часто с использованием электронных вычислительных машин.

Первая промышленная революция создала новую среду для человечества. Приведя крестьян с полей и ремесленников из малых мастерских на фабрики, она обеспечила концентрацию и централизацию человеческих усилий и тем самым — массовое производство. Изобретения Дж. Уатта и др. совершают цивилизационный переворот. Влияние новых машин на повседневную жизнь имело гораздо более революционный характер, чем сами машины. Революция, связанная с автоматизацией, приводит к более глубоким социальным последствиям, чем те или иные технологические усовершенствования.

Если в XVII в., когда большинство людей работали от 60 до 70 ч в неделю, чтобы свести концы с концами, и вопрос о том, что делать со свободным временем, не возникал, то уже к XX в. для промышленности стала приемлемой 40-часовая рабочая неделя. Многие рабочие стали иметь в несколько раз больше свободного времени и по мере распространения автоматизации индивидуальная производительность возросла, количество человеко-часов, затрачиваемых на конкретную работу, уменьшилось. Экономистами прогнозируется возможность введения в промышленности 30-часовой рабочей недели.

Научно-техническая революция привела к трансформации многих черт общества. Запрет детского труда и законы, регулирующие заработную плату, продолжительность и условия труда, эволюционировали так, чтобы защитить человека от экстремальных воздействий производственной среды. Автоматизация освобождает людей от производственной зависимости. Рабочая сила перемещается с заводов в учреждения (а функции самих учреждений все более переходит к работе на дому), что делает из рабочего не участника технологического процесса, а наблюдателя, контролера, — «постиндустриальные трудящиеся».

Искусство и культура традиционно зависели от патронажа привилегированных социальных слоев. С появлением все большего свободного времени и денежных средств у широких слоев населения культура и искусство стали занимать в жизни людей более заметное место.

Автоматика XX века

Новый этап в развитие автоматического управления характеризуется внедрением в системы регулирования и управления электронных элементов и устройств автоматики и телемеханики. Это обусловило появление высокоточных систем слежения и наведения, телеуправления и телеизмерения, системы автоматического контроля и коррекции. 50-е гг. XX в. ознаменовались появлением сложных систем управления производственными процессами и промышленными комплексами на базе электронных управляющих вычислительных машин.

Создание ЭВМ дало новый толчок для развития автоматической техники, так как их вычислительная мощь позволила автоматизировать не только «старые» производственные задачи, но и внедрять автоматизацию в новые сферы человеческой деятельности. Симбиотическая связь ЭВМ и автомата уже не позволяет их отделить друг от друга: тенденция развития одного компонента тут же влечет развитие в другой области, и наоборот. Для нужд производства создаются все более совершенные средства автоматизации, которые требуют все более сложных вычислительных средств. Это влечет за собой развитие управляющего комплекса автоматики и даже создание нового математического аппарата (появление кибернетики вообще и теории автоматического управления в частности), а это в конечном итоге приводит к тому, что новые разработки тут же применяются в различных областях общественного производства.

Использование атомной энергии предъявляет новые требования по точности управления и скорости реакции, которые находят свою реализацию в системах «жесткого» реального времени.

Другим толчком для бурного развития автоматов стало освоение ближнего космического пространства. Так если освоение Луны аппаратами происходило при помощи управления с Земли (проекты «Луна» СССР и «Surveyor» США), то уже для исследования поверхности Венеры были использованы автоматические станции (проекты «Венера» СССР и «Mariner» США). Дальнейшее исследование Солнечной системы происходило с помощью автоматических станций (например, проект «Voyager» США).

Еще одной важной сферой применения систем автоматизации — это контроль технологических процессов (автоматизированные системы управления технологическим процессом, АСУТП), и в частности в автоматизированных системах диспетчерского управления (АСДУ; англ. Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA).

Внедрение автоматизации в научно-исследовательскую (автоматизированные системы научных исследований, АСНИ) и конструкторскую (системы автоматизации проектных работ, САПР) деятельность позволяет избавиться от рутинных вспомогательных операций таких, как планирование и проведение серий экспериментов, обработка экспериментальных данных, и т. п., и сосредоточиться непосредственно на творческом аспекте научной и проектной деятельности. При этом системы автоматического проектирования самостоятельно следят за соблюдением нормативных актов и облегчают выпуск проектной документации в соответствии с ними, а это облегчает внедрение проекта в производство.

К концу XX в. автоматизация проникает во все сферы человеческой жизни. Появляются автоматизированные системы менеджмента (автоматизированные системы управления предприятием, АСУП) и как составной части системы документооборота (системы автоматизации документооборота, САД). Это позволяет упростить ведение бухгалтерского учета, облегчает планирование производства, позволяет оптимизировать предпринимательскую деятельность для получения большей прибыли и избавится от издержек, связанных с содержанием излишнего управленческого аппарата.

Начиная с внедрения конвейерных линий, в машиностроении внедряются системы автоматического обработки металла. Объединение ЭВМ и металлообрабатывающего станка порождает станок с численным программным управлением (ЧПУ), который позволяет без вмешательства человека устанавливать заготовку, обрабатывать ее различными инструментами и отправлять готовое изделие на дальнейшую обработку. Увеличение точности сервомеханизмов, их компактность и безынерционность приводят к созданию манипулятора («механической руки»). Развитие манипуляторов привело к созданию промышленных роботов, представляющих собой высокоточный манипулятор, оснащенный необходимым инструментарием (сварочная головка, захват, слесарный инструмент и т. п.). Промышленные роботы позволили автоматизировать процессы обработки, монтажа и сборки изделий.

Многократно увеличившийся объем товарооборота и номенклатуры товаров предъявляет новые требования к ведению складского хозяйства. Это приводит к созданию систем автоматического управления складом (САУС; англ. Warehouse Management System, WMS). Причем здесь речь идет не только о процессе приема и регистрации товаров, но и о размещении товаров на складе при помощи автоматических беспилотных погрузчиков.

Усложнение техники влечет за собой коренное изменение и в образовании. Информационные системы, программирование и машинные языки привели к прорыву в теории и практике обучения. Автоматизация начинает применяться и в сфере образования как на стадии оценки знаний, так и на стадии непосредственного преподавания (автоматизированные обучающие системы, АОС). Сюда можно отнести дистанционное обучение и компьютерное тестирование знаний. В последнее время появилась тенденция внедрения в образовательный процесс компьютерных технологий, которые позволяют в некотором роде заменить живого учителя — концепция «электронного учителя».

Автоматизация библиотечного и архивного дела (автоматизированные библиотечно-информационные системы, АБИС) ускоряет доступ к необходимой информации находящейся в библиотечных и архивных фондах, а постепенный переход от бумажных носителей к электронным делает этот процесс еще проще — создается концепция электронных библиотек и архивов.

Незаменимым становится применение автоматов в агрессивных, вредных для человека средах (высокий уровень радиации, токсичность среды, экстремальные значения давления и температуры и т. д.) или в чрезвычайных ситуациях (различного рода природные и техногенные аварии, террористическая угроза и т. п.). Всё больше автоматы находят свое применение в военно-оборонной среде (различного рода роботы-сапёры, беспилотные летательные аппараты-разведчики и т. д.).

Но было бы неправильным утверждать, что автоматика используется исключительно только в производственной и научной среде. Автоматика прочно завоевала свои позиции и в быту. Имеется множество автоматических бытовых приборов, облегчающих уборку помещений, стирку белья, приготовление пищи, мытью грязной посуди и т. п.

Развитие техники в этом направление приводит к появлению устройств, которые выполняют необходимые работы по дому самостоятельно, например пылесосы-роботы фирмы iRobot автоматически убирает помещения.

Массовое внедрение Интернет-технологий позволило объединить не только персональные компьютеры, но и бытовую технику, имеющую сетевые модули ввода/вывода с поддержкой стека протоколов TCP/IP. Так, например, холодильник «Screenfridge» фирмы Electrolux может самостоятельно делать заказы необходимых продуктов питания посредством сети Интернет.

Внедрение сетевых технологий в домашний обиход приводит к понятию «умный дом». Это концепция позволяет не только оптимизировать расход электроэнергии или воды, следить за поддержанием комфортного микроклимата в помещениях дома или обеспечивать безопасность, но и производить это удаленно через сеть Интернет через защищенный VPN-канал.

 Автоматика XXI века

Как уже было сказано в машиностроении всё больше производств становятся роботизированными. Полная роботизация машиностроительных производств приводит к концепции «безлюдного производства», которое в идеале должно представлять собой полностью автоматическое производство без участия человека, где прием сырья, технологические операции, контроль производства и отгрузка готовой продукции (а также доставка потребителю) будет производиться полностью автоматически.

Но если вернуться к этимологии слова робот. Термин робот (от чешск. robota — подневольный труд) был изобретен чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использован в пьесе «R. U. R.» («Россумские универсальные роботы», 1921). В данном произведении под роботом подразумевалась машина с антропоморфным строением и поведением — «механический человек».

Идея создания «искусственного человека» не нова. В качестве примера можно привести древнееврейского Голема (глиняный человек, оживленный при помощи каббалы) или гомункулуса (от лат. homunculus — человечек) — искусственный человек в алхимической традиции. Но только при современном уровне развитии информационных технологий эта концепция стала как-никак близкой к реализации. В обиход вводится понятие «искусственного интеллекта» (ИИ) — свойство автоматических и автоматизированных систем брать на себя отдельные функции человеческого интеллекта, то есть выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних условий (воздействий).

С этой точки зрения нужно по-новому понимать термин «андроид» (см. выше). В современном понятии это не просто внешнее сходство автоматической системы с человеком, но и сходство его взаимодействия с человеком и окружающей средой.

Уже сейчас информационные системы, имитирующие интеллект человека, находят свое применение в различных областях науки и техники. Как уже отмечалось ранее, внедрение систем искусственного интеллекта в индустрию позволяет создавать безлюдные производства.

Находит применение ИИ и для управления транспортным трафиком в крупных городах, что позволяет уменьшить простой транспорта в «пробках».

Также ИИ позволяет сделать автомобиль действительно самодвижущимся, например беспилотный автомобиль Chevrolet Tahoe Boss способен самостоятельно передвигаться по городским дорогам, оперативно реагировать на сложившуюся дорожную остановку и прокладывать оптимальный маршрут до места назначения.

Для обмена информацией с окружающей средой андроиды должны обладать аналогами органов чувств человека — сенсорам. Современные антропоморфные роботы обладают датчиками положения, видео- и аудиоанализаторами, а также модулями синтеза человеческой речи. Для взаимодействия с внешним миром информация, полученная от них, должна быть преобразована в цифровую форму и адекватно обработана. Это поставила перед создателями проблемы распознавания образов и анализа и синтеза речи, для этого был создан соответствующий математический аппарат. В перспективе это может привести к созданию замены для секретарей-референтов, переводчиков и экскурсоводов и др. профессий, связанных с общением. Роботы смогут понимать обычную человеческую речи, обрабатывать вопрос в произвольной форме и давать на него ответ, исходя из содержания своей базы знаний.

На данный момент успешно ведутся работы по приданию роботам человеческой походки. Для этого в рамках биомеханики была проанализирована локомоция (от лат. locus — место и motio — движение) человека и разработаны математические модели ходьбы. Это нашло свое отражение в проекте ASIMO (сокр. от англ. Advanced Step in Innovative MObility) фирмы Honda.

Как можно видеть, появление роботов было предсказано писателями-фантастами задолго до воплощения их «в металле». В научной фантастике также были сформулированы так называемые «Три закона робототехники» (Айзек Азимов, «Хоровод», 1942):

1. Робот не может причинить вреда человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
2. Робот должен выполнять приказы человека в той мере, в которой это не противоречит Первому Закону.
3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам.

Это обязательные для всех роботов правила поведения. Данные правила затрагивают основополагающие проблемы взаимоотношения человека как создателя и робота как созданного им объекта. Причем правительства некоторых стран всерьез озаботились этой проблемой, например, правительство Южной Кореи разрабатывает «Устав этических норм для роботов».

Имеется тенденция создания киборгов (англ. cyborg, сокр. от англ. cybernetic organism — кибернетический организм) — биологических организмов, содержащий механические компоненты, биолого-механических симбиотических организмов. Такое слияние на данном этапе развития техники заключается в замене ампутированных конечностей на кибернетические аналоги (например, протезы C-LEG немецкой компании Otto Bock). Имеются разработки в области возвращения потерянного зрения и слуха при помощи интеллектуальных имплантатов, которые посылают сигналы непосредственно в мозг пациента.

Заключение

Развитие системы «человек — автомат» стало условием коренных преобразований в содержании и характере труда. Широкое внедрение автоматизации порождает проблему «человек — техническая система». Роль человека в производственном процессе оценивается по тому, в какой степени он освобождается от рутинных однообразных операций, а его труд насыщается в широком смысле творческим содержанием. На механическом этапе автоматизации происходит технологическое подчинение человека техническим средствам труда. Человек здесь является придатком автоматической системы машин. Технологическое подчинение либо закрепляет социальное подчинение человека технике, либо выступает сдерживающим фактором в том случае, когда техника социально подчинена человеку.

Автоматическая техника стала служить базой для гуманизации производственной деятельности, для использования современных наукоемких технологий в качестве средства реабилитации и сохранения естественной среды и освобождения человека от тяжелого, рутинного, нетворческого труда. Быстрое развитие информационных технологий дает большие возможности повышения интеллектуального потенциала для каждого человека. В этом коренится возможность совсем иначе вписать автоматику и технику вообще в социально-культурный контекст, видоизменить само содержание технологии, соединить профессиональное, технологизированное мастерство с индивидуальным творчеством, гармонизировать и гуманизировать научно-технический прогресс.

Широкое внедрение автоматических систем находит свое отражение как в искусстве, так и в осмыслении будущего человека как биологического вида.

В литературе основным жанром научной фантастики является киберпанк (англ. cyberpunk, от англ. cybernetics — кибернетика и punk — отребье, панк) — поджанр научной фантастики, описывающий недалёкого будущего, в котором высокое технологическое развитие соседствует с глубоким социальным расслоением, нищетой, бесправием, уличным беспределом в городских трущобах. Этот жанр отражает обеспокоенность тем, что новые технологии не улучшат социально-экономическую обстановку, а наоборот усугубят ее до предела. Страх перед новыми технологиями появляется уже на ранних этапах развития техники. Так известно, что китайские старики отказывались использовать водяное колесо, а продолжали таскать воду при помощи коромысла и ведер, мотивируя тем, что техника подчиняет себе, не оставляет свободы действия. С этим трудно поспорить, так как повсеместное внедрение автоматики (и техники вообще) делает человека зависимым от нее.

С другой стороны сейчас в развитых странах среднестатистический обыватель уже не мыслит себя без определенного набора технических средств, облегчающих ведение домашнего хозяйства, бизнеса, жизни вообще. Таким образом, техника дает возможность человеку отрешиться от бытовых проблем и посвятить больше времени для творчества и самообразования, а информационные и коммуникационные технологии позволяют общаться людям, несмотря на расстояние и языковые барьеры, быстро получать необходимую информацию из всех уголков планеты.

Достижения техники и генной инженерии наводит философов на мысль о трансгуманизме — философскому движению, в основе которого лежит предположение, что человек не является последним звеном эволюции, а значит, может преодолеть фундаментальные пределы человеческих возможностей посредством достижений науки и техники. В рамках трансгуманизма вводится понятие постчеловек — гипотетический образ будущего человека, потерявшего привычный человеческий облик в результате внедрения достижений в области техники и биотехнологии. Таким образом, прослеживается тенденция появления биомеханоидов (от др.-греч. bios — жизнь, греч. mechanos — механический и eidos — подобный) — биомеханической формы жизни; киборгов, в которых механические части являются естественной частью организма, созданного путем комбинации генной инженерии и нанотехнологии.

В заключении можно сказать, что автоматика прошла длинный путь развития: от примитивных орудий охоты первобытного человека до сложнейших андроидов современности. В своем историческом развитии человек использовал автоматику либо для развлечения, либо для облегчения своей трудовой деятельности. Причем последняя ипостась автоматики за последние 300 лет стала основной. Облегчая свой труд, человек получает больше возможностей для самосовершенствования. Для этого ему также могут помочь автоматы. В будущем может настать такой момент, когда биологический вид Человек разумный полностью сольется с техническими средствами и трансформируется в новый вид— Человек биомеханический.

Список литературы

1. Капустин, Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. для втузов / Под ред. Н. М. Капустина. — М.: Высшая школа, 2004. — 415 с. — ISBN 5-06-004583-8.
2. Белькинд, Л. Д., Конфедератов, И. Я., Шнейберг, Я. А. История техники. — М., Л.: Госэнергоиздат, 1956. — 484 с.
3. Бердяев, Н. Человек и машина // Вопросы философии. — № 2. — 1989.
4. Прохоров, А. М. Большая советская энциклопедия / Под ред. А. М. Прохорова. — 3-е изд. — М.: Большая советская энциклопедия, 1974. — Т. 1.
5. Вергинский, В. С. Очерки истории науки и технологии XVI—XIX в. (до 70-ых гг. XIX в.). — М.: Просвещение, 1984. — 287 с.
6. Воройский, Ф. С. Информатика. Энциклопедический систематизированный словарь-справочник. (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). — М.: Физматлит, 2007. — 760 с. — ISBN 5-9221-0426-8
7. Гэтленд, К. Космическая техника: Иллюстрированная энциклопедия. — М.: Мир, 1986. — 294 с.
8. Данилевский, В. В. Русская техника. — Л.: Ленинградское газетно-журнальное и книжное издательство, 1947. — 545 с.
9. Дильс, Г. Античная техника. — М., Л.: ОНТИ-ГТТИ, 1934. — 216 с.
10. Зайцев, Г. Н., Федюкин, В. К., Атрошенко, С. А. История техники и технологий. — М.: Политехника, 2007. — 416 с. — ISBN 978-5-7325-0605-1.
11. Мелещенко, Ю. С. Техника и закономерности её развития. — Л.: Лениздат, 1970. — 248 с.
12. Мещеряков, В. Устрашали не одним видом… // Техника — молодежи. — № 10. — 1979.
13. Миткевич, В. Ф. Очерки истории техники докапиталистических формаций / Под общ. ред. В. Ф. Миткевича. — М., Л.: Издательство АН СССР, 1936. — 463 с.
14. Миронов, В. В. Современные философские проблемы естественных, технических и социально-гуманитарных наук: учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук / Под общ. ред. В. В. Миронова. — М.: Гардарики, 2006. — 636 с. — ISBN 5-8297-0235-5.
15. Шухардин, С. В. Техника в её историческом развитии (70-е годы XIX — начало XX в.) / Отв. ред. С. В. Шухардин. — М.: Наука, 1982. — 511 с.
16. Юревич, Е. И. Основы робототехники. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 416 с. — ISBN 5-94157-473-8.