Советская робототехника: андроиды, промышленность, искусственный интеллект

В сфере технологий и инноваций Советский Союз часто ассоциируется с освоением космоса, ядерной энергией и военной мощью. Однако часто упускается из виду такой аспект советской истории, как развитие робототехники. Здесь представлен краткий, но в то же время исчерпывающий обзор истории советской робототехники, начиная с ее раннего зарождения и заканчивая ее значительным наследием в современной России.

В XIX веке русский математик Пафнутий Чебышёв создал устройство, которое называется механизмом Чебышёва. Он занимался исследованиями механизмов, которые могли бы преобразовывать вращательное движение в прямолинейное.

Так появился стопоход, принцип действия которого лёг в основу многих изобретений современности. Машиной это изобретение нельзя назвать, так как внутри не было двигателя, а в движение механизм приводился как детская игрушка — нужно было тянуть за верёвочку.

В начале 20-го века, в период после Октябрьской революции 1917 года, Советский Союз начал активно исследовать и внедрять механизацию и автоматизацию производства. Это был важный этап в истории робототехники на территории СССР.

В этот период советское правительство считало развитие промышленности приоритетным направлением. Это включало в себя использование механических устройств и роботов для автоматизации производственных процессов, например, внедрение токарных станков и других механических устройств в заводскую практику. Эти устройства позволяли увеличить производительность и точность производства.

Иван Иванович Артоболевский был выдающимся инженером и ученым этого периода. Он занимался исследованиями в области кинематики и механизмов. Артоболевский исследовал механические устройства, которые могли выполнять разнообразные задачи, включая математические вычисления. Сам он не разрабатывал автоматические линии, манипуляторы или роботы. Однако, под его руководством, были созданы системы программного управления станками и разработана теория самонастраивающихся и самообучающихся машин. Это предоставило инженерам теоретическую основу для проектирования машин, которые опережали свое время и были ориентированы на будущее технического прогресса. Такие машины стали мостом в сегодняшний день.

Такие ранние работы и эксперименты в области автоматизации и механизации производства исключительно важным образом содействовали дальнейшему развитию робототехники в СССР. Они показали, что машины и механизмы могут быть созданы для упрощения труда и повышения эффективности в различных сферах промышленности и науки.

В 1936 советский школьник Вадим Мацкевич собрал робота, который мог двигать своей правой рукой. Ему понадобилось два года на создание робота, и он провел большую часть времени в мастерских Новочеркасского политехнического института. Уже в 12 лет Вадим проявил свой талант в изобретательстве, создав радиоуправляемый маленький броневик, который мог запускать фейерверки.

На Всемирной выставке в 1937 в Париже был представлен первый советский робот-андроид. Это событие принесло ему широкую известность. В2М обладал рядом впечатляющих навыков для своего времени: он мог поднимать свои руки выше горизонтали, произносить слова, двигаться и даже выполнять математические расчеты. Эти навыки, хотя и были небольшими, вызвали большой интерес и удивление у зрителей.

Война прервала развитие робототехники. Первыми учеными в Советском Союзе, которые начали развивать цифровую электронную вычислительную технику, были Исаак Семенович Брук и Сергей Алексеевич Лебедев. В 1950–1951 годах они (каждый по своей инициативе) представили первые цифровые электронные вычислительные машины в СССР.

В конце 1940–х годов советский ученый Сергей Лебедев завершил разработку первой в Советском Союзе электронной вычислительной машины (ЭВМ) — МЭСМ, выпущенной в 1950 году. МЭСМ стала самой быстродействующей ЭВМ в Европе и нашла широкое применение в научных исследованиях и промышленности.

Через год после выпуска МЭСМ, в СССР был выдан приказ о разработке автоматических систем управления военной техникой и создана кафедра «Специальной робототехники и мехатроники». Эти события сыграли ключевую роль в развитии робототехники и автоматизированных систем в Советском Союзе, способствуя множеству технологических инноваций в этой области.

В то время как Сергей Лебедев работал над своей цифровой ЭВМ, Исаак Брук и Борис Рамеев также, независимо от него, занимались разработкой подобной машины. В августе 1948 года они представили проект цифровой электронной вычислительной машины и получили первое в СССР авторское свидетельство об этом изобретении в декабре 1948 года.

С начала октября 1950 года они начали создавать отдельные части этой машины. Постепенно, к февралю 1951 года, они завершили изготовление нескольких ключевых компонентов, включая арифметический узел и главный программный датчик. К весне 1951 года они также смогли создать магнитный барабан.

В первой половине 1951 года проводились работы по настройке и связыванию всех устройств, а также комплексной отладке машины. К августу 1951 года они достигли такого уровня, что машина М-1 могла выполнять арифметические операции в ручном режиме. Отчет об этой работе был утвержден в декабре 1951 года. С начала 1952 года машина М-1 начала свою постоянную работу и продолжала функционировать в течение трех лет.

Период холодной войны стал одним из ключевых временных промежутков в истории робототехники. В 1958 году советскими учеными была создана первая в мире полупроводниковая аналоговая вычислительная машина МН-10. Она была представлена на международной выставке в Нью-Йорке и вызвала восторг у гостей. Также в это время ученый-кибернетик Виктор Глушков выдвинул идею создания «мозгоподобных» структур ЭВМ, которые объединяли бы миллиарды процессоров и способствовали бы слиянию памяти и данных.

В конце 1950-х годов советским ученым впервые удалось сфотографировать обратную сторону Луны с помощью автоматической станции «Луна-3». Этот успех открыл новые горизонты в исследовании космоса.

В 1960-е годы в Советском Союзе продолжалось активное развитие робототехники. Одним из ярких примеров был робот-гуманоид под названием «РЭКС», который появился в Политехническом музее в 1962 году. Инженеры назвали его Сепулькой, по аналогии с элементами экосистемы с планеты Энтеропия из рассказа Станислава Лема.Он проводил экскурсии, перемещался по залу и подъезжал с микрофоном к зрителям, каждый из которых мог задать вопрос. Маршрут Сепулька выбирал не самостоятельно, а ездил по тому, что задал оператор. А на вопросы отвечал экскурсовод, а не робот.

В то время ученые по всему миру активно работали над созданием искусственного интеллекта. В это время появились первые искусственные нейросети, системы машинного перевода и синтеза речи. Многие думали, что вскоре Сепульку сможет заменить настоящий кибернетический разум.

Этот робот-гид привлекал внимание и вдохновлял детей на интерес к науке и технологиям. Его появление также подчеркивало стремление СССР к продвижению робототехники в различных областях, включая образование и развлечения.

В 60-х произошёл всплеск интереса к роботам-гуманоидам, и в 1966 журнал «Техника — молодёжи» провёл первый конкурс робототехники. На изготовление роботов отводился год, и уже в 1967 были подведены итоги. Но любители-робототехники строили роботов задолго до конкурса.

В 1963 году, в Калининградском профессионально-техническом училище № 9, группа технически одаренных студентов под руководством преподавателя электросвязи Бориса Николаевича Василенко, завершила удивительное творение — робота-гиганта, который получил прозвище «железный человек». Этот робот был настоящим великаном с высотой в 210 см и весом около 200 кг. Его внешний вид напоминал космонавта в скафандре из-за наличия водолазного шлема.

Несмотря на внушительные размеры, этот робот был поразительно подвижным. Он мог двигаться со скоростью от двух до пяти километров в час. В его арсенале были датчики, которые позволяли ему «видеть» (фотореле), «слышать» звуки (микрофоны) и «ощущать» тепло (термоэлементы). Кроме того, он был способен предупреждать об опасности благодаря счетчику радиоактивности.

На конкурсе также представили роботов-гидов «Сибиряк-1» и «Сибиряк-2», которых сделали в Омском городском училище (ГПТУ-2) для павильона «Профтехобразование» на ВДНХ. Они, как и Сепулька, занимались экскурсиями. Сначала создали «Сибиряк-1», который весил 180 кг и имел электродвигатели для движения рук и ног через кулачки и рычаги. Позже появился «Сибиряк-2», который не только вел экскурсии, но и продавал лотерейные билеты и книги, рекламировал товары и даже полировал пол.

Учитель из Калуги, Борис Николаевич Гришин, собрал робота с именем "АРС". Этот робот был своего рода секретарем, который мог выполнять различные задачи по дому: принимать телефонные звонки, записывать сообщения, и даже набирать номера телефонов. Он мог также открывать дверь для гостей, развлекать их, предлагать напитки и даже будить хозяина утром. Этот робот весил около центнера, но его можно было легко разбирать на модули для транспортировки. Он использовал множество моторов для движения и имел специальные магнитофоны для записи и воспроизведения речи. У него был также специальный стол для телефонного аппарата и столик для сервировки.

Советские инженеры активно работали над автоматизацией производственных процессов. Были созданы более совершенные промышленные роботы и автоматические линии, которые повысили эффективность производства в различных отраслях, включая автомобильную, металлургическую и электронную промышленность.

В начале 1970-х многие заводы в СССР перешли на использование автоматизированных линий вместо ручной сборки товаров. Например, часовой завод "Ракета" в Петродворце перешел на роботизированные линии для сборки часов вместо того. Это позволило освободить более 300 рабочих от монотонного труда и увеличило производительность в 6 раз. Качество продукции улучшилось, и количество брака значительно сократилось.

В рамках космической гонки СССР продолжал разрабатывать роботов для использования в космосе.

Одним из значимых достижений было создание аппарата «Луноход-1» в Конструкторском бюро им. Лавочкина. Этот мобильный робот обладал развитыми сенсорными системами, включая систему технического зрения. «Луноход-1» стал значимым шагом в развитии робототехники и позволил провести исследования на поверхности Луны. Луноходы активно использовались в различных программах по исследованию космоса, что позволило собирать данные на поверхности небесных тел.

В 1975 году в СССР были отправлены автоматические межпланетные станции «Венера-9» и «Венера-10», которые успешно долетели до Венеры и с помощью ретрансляторов передали важные данные о её поверхности, даже совершили посадку на планете. Это было значительным достижением в исследовании космоса.

В 1980 году в СССР было более 6000 промышленных роботов, что составляло более 20% от всего числа таких роботов в мире. Это свидетельствовало о выдающемся развитии робототехники в стране.

Советские ученые также активно исследовали область компьютерного зрения, что позволило роботам распознавать окружающую среду и объекты. Это стало ключевым элементом для развития автономных роботов, способных принимать решения на основе данных и сенсоров.

Ученые-кибернетики, такие, как Виктор Глушков и Анатолий Ярошенко, внесли значительный вклад в развитие робототехники и искусственного интеллекта. Они разрабатывали интеллектуальные системы и технологии для автономных роботов, способных анализировать данные и принимать решения.

СССР также применял роботы в космических миссиях, включая посадку на Луне и других планетах. Это позволило получить важные данные о поверхности и атмосфере других миров.

Кроме того, в этот период были созданы искусственные нейронные сети и системы машинного обучения, что открывало новые перспективы для развития робототехники и искусственного интеллекта. Эти системы были применены в различных областях, включая медицину, науку и инженерию.

К концу 80-х акцент окончательно сместился на роботизацию промышленности и народного хозяйства: горнодобывающая отрасль, металлургия, лёгкая и пищевая промышленность и так далее. Технология приборостроения перешла на микроэлектронную базу, что обеспечило ускорение её развития.

Советские инженеры планировали внедрить роботов практически во все сферы жизни.

После распада СССР в 1991 году, Россия продолжила свои исследования и разработки в области робототехники. Современные российские роботы активно используются в различных сферах, включая космос, медицину, промышленность и военное дело.

История робототехники в СССР была разнообразной и включала в себя роботов для различных целей, начиная от промышленных автоматов до космических исследований. Развитие робототехники в СССР оставило значительное влияние на современную российскую робототехнику и продолжает вдохновлять новых исследователей и разработчиков.