fonzeppelin (fonzeppelin) wrote in engineering_ru,
fonzeppelin
fonzeppelin
engineering_ru

Elektro, мото-человек от Вестингауз: история жизни робота

Оригинал взят у fonzeppelin (меня :) ) в Elektro, мото-человек от Вестингауз: история жизни робота


В сегодняшнем материале я хочу немного отклониться от военной техники, и рассказать об одном занимательном мирном механизме, родом из 1930-ых - роботе ЭЛЕКТРО.



...Небольшой, ярко освещенный зал был полон. Сотни людей, собравшиеся у высокого постамента-сцены, восторженно перешептывались, ожидая начала представления. Наконец прозвенел звонок, и молодой, одетый с иголочки мужчина показался из-за занавеса. В руке он держал телефонную трубку, кабель от которой тянулся за кулисы.

- …Дамы и господа, разрешите представить вам чудо современной науки, механический разум, сотворенный инженерами нашей компании! – улыбнувшись, провозгласил он, - Встречайте и восхищайтесь, перед вами – мото-человек ЭЛЕКТРО! – поднеся трубку к губам, оператор медленно и отчетливо произнес в микрофон.

- ЭЛЕКТРО – иди сюда.

Занавес колыхнулся, и на сцене медленно показался громоздкий, сверкающий позолотой силуэт. Его массивные формы напоминали человеческую фигуру – если бы существовал человек ростом в два метра, с почти прямоугольным торсом и массивными металлическими конечностями. Шаркая и подволакивая негнущуюся правую ногу, золотистый гигант тяжело двинулся навстречу оператору.

- Стоп! – произнес тот в микрофон, и громадный робот замер неподвижно. Взяв машину за руку, оператор помог ей развернуться блестящим “лицом” к публике.



- Как вы видите, дамы и господа, – продолжил оператор, – Все, что мне нужно, это четко и разборчиво говорить в микрофон, и ЭЛЕКТРО в точности выполнит мой приказ. Ну, как правило, – со стороны аудитории раздались приглушенные смешки, – Теперь я мог бы рассказать историю ЭЛЕКТРО… но, впрочем, зачем, если он сам вполне в состоянии это сделать? Давайте предоставим слово нашему механическому другу. ЭЛЕКТРО, – оператор вновь поднес микрофон к губам, и медленно, отчетливо произнес: – Не расскажешь ли свою историю, пожалуйста?

Лампочка в прозрачном окне на груди робота ярко вспыхивала в такт словам оператора. Еще несколько мгновений металлический гигант оставался неподвижен, а затем…

- Кто… я?... – низким голосом проговорил робот, с легким скрежетом повернув голову к оператору.

- Да, ты, – опустив микрофон, энергично кивнул оператор.

- Ладно… бездельник… – благодушно отозвался робот. Аудитория разразилась хохотом. Невозмутимо переждав аплодисменты, робот повернул блестящую голову к публике и продолжил говорить.

- Дамы… и… господа… я… очень… рад… что вы… хотите… услышать… мою… историю, – металлические губы робота двигались в такт словам, – Я… очень… умный… парень… потому…что… у… меня… прекрасный… мозг… из… сорока восьми… реле. Он… действует… точно… как… автоматический… телефонный… селектор… так что… если… что-то… идет… не так… я… всегда… могу… валить… на… оператора.

- Спасибо, – с легким сарказмом отозвался оператор. Микрофон оставался в его руке, и робот то ли не заметил его слов, то ли просто не понял сарказма.

- И… должен… сказать… что… я… вижу… немало… прелестных… телефонных… номеров… - робот покрутил головой, словно окидывая взглядом толпу, – С… которыми… я… бы… не… возражал… соединиться… милые… дамы…

- ЭЛЕКТРО, веди себя прилично! – возмутился оператор.

- Тихо… – невозмутимо отозвался робот, – Ты… сам… велел… мне… говорить… теперь… терпи.

- Ну, довольно безобразничать, – оператор поднес микрофон к губам, – Хватит! – лампочка в груди робота вспыхнула один раз и машина замерла неподвижно.

- Теперь, ЭЛЕКТРО, давай-ка сделаем кое-что другое, – опустив микрофон, обратился оператор к роботу, – Минуту назад ты хвастался, какой ты умный? Давай-ка это проверим. Сколько будет дважды два? – оператор вновь поднес к губам микрофон, – Посчитай это на - пальцах правой - руки.

Вновь замигала лампочка в груди робота. Правая рука Электро с тихим шелестом поднялась, и сверкающие золотистые пальцы один за другим начали загибаться. Один… два… три… четыре…

- Четыре! – оператор опустил микрофон, – Четыре, совершенно верно! Ты заслужил награду, ЭЛЕКТРО. На, держи.

Вытащив из кармана пачку сигарет, оператор вставил одну в прорезь между сомкнутыми челюстями робота, щелкнул зажигалкой.

- Ты теперь можешь выкурить – эту сигарету – да, начинай, – произнес он в микрофон. Раздалось слабое гудение, и в следующее мгновение металлические ноздри робота выдохнули облачко дыма.

- Вредная привычка, безусловно, – опустив микрофон, посетовал оператор, – Но, не будем слишком суровы к нашему ЭЛЕКТРО, дамы и господа – он создан в 1937 году и по меркам робототехники, еще только подросток!...

-------------------

Описанная выше сцена представляет собой художественное описание "демонстраций" проводившихся фирмой "Вестингауз Электрик" на Всемирной Выставке в Нью-Йорке в 1939-1940 году. Главным их героем был мото-человек ЭЛЕКТРО (Elektro) - один первых, ставших знаменитыми роботов.



ЭЛЕКТРО был не первым роботом, созданным компанией “Вестингауз”. Еще в 1928 году, компания представила публике “Телевокс”, выполненный в виде силуэтной фигуры и способный реагировать на сигналы, подаваемые посредством свистков. Следующим шагом стал “Телелюкс”, робот, управляемый посредством световых сигналов. Но ЭЛЕКТРО, несомненно, превосходил своих предшественников как возможностями, так и производимым впечатлением.




Робот был высоким и массивным – ростом в 2 метра 10 сантиметров, и весом в 120 килограмм. Корпус его был покрыт позолоченными алюминиевыми листами, крепившимися к стальному каркасу. Впрочем, видимый публике золотистый гигант был на самом деле лишь исполнительной частью робота: основная аппаратура, включая “мозг” ЭЛЕКТРО (систему из сорока восьми исполнительных реле) оставалась за сценой, соединяясь с роботом при помощи кабеля. Чтобы не нарушать иллюзию самостоятельных действий робота, в груди ЭЛЕКТРО было проделано круглое отверстие, сквозь которое зрители могли видеть сложные (большей частью декоративные) реле и механизмы, и “декоративную” мигающую лампочку (которая на самом деле была вовсе не декоративной).



Обе руки робота были подвижны в суставах, как и его пальцы. Левая нога ЭЛЕКТРО сгибалась в колене и была подвижна в бедренном суставе, но правая служила только неподвижной опорой для массивного корпуса. Голова робота могла поворачиваться из стороны в сторону, и металлические челюсти двигались в такт словам.

В широкий список возможностей ЭЛЕКТРО, неоднократно продемонстрированных на различных выставках и рекламных мероприятиях, входили:

- Способность распознавать голосовые команды, и реагировать на них.
- Способность “осмысленно” отвечать и даже поддерживать диалог с оператором.
- Возможность передвигаться (медленно) по ровной местности.
- Умение считать на пальцах.
- Способность различать красный и зеленый свет фонарика.
- Умение надувать воздушные шарики (прикрепленные оператором к губам робота) и даже курить сигареты, “вдыхая” и “выдыхая” дым через ноздри.

Этих простых действий вполне хватало, чтобы убедить зрителей, что они имеют дело с настоящей “разумной машиной”. Разумеется, на самом деле это было не так: до появления кибернетики оставалось еще немало времени, и действия ЭЛЕКТРО были не более чем тщательно смоделированной комбинацией запрограммированных ответов и “подыгрывания” со стороны оператора.



Наибольшее изумление публики, разумеется, вызывала способность ЭЛЕКТРО распознавать и понимать голосовые команды. На многочисленных выставках, оператор медленно и разборчиво произносил команды в телефонную трубку, соединенную кабелем с конструкцией робота, и после короткой задержки (как полагали зрители, связанной с работой механического мозга робота), ЭЛЕКТРО двигался, произносил фразы, и даже поддерживал (с оператором) достаточно связный диалог, двигая при этом челюстями в такт словам.

Конечно, едва ли ЭЛЕКТРО на самом деле мог распознавать слова – подобная задача была явно не по плечу технологиям первой половины XX века. Но что было вполне по силам инженерам Вестингауз, так это “научить” машину отличать звук от тишины. Команды, очевидно, программировались в виде цифрового кода, количеством слов и пауз между словами.



По собственному признанию, ЭЛЕКТРО функционировал как “телефонный коммутатор”, и, видимо, эта фраза была и завуалированным намеком на принцип работы его механизма. Количество сказанных подряд слов, очевидно, обозначало число позиций, на которые проворачивался кодирующий диск. Длинная пауза обозначала переход к следующей цифре кода. Если оператор, например, произносил подряд три слова, делал долгую паузу, и затем произносил еще два, то робот расшифровывал их как код “3-2”, и соответствующие реле замыкались для выполнения команды. Смысл произнесенных слов, разумеется, не имел никакого значения, что позволяло оператору несколько видоизменять текст команд (следя лишь за тем, чтобы количество слов не менялось) и тем самым усиливало иллюзию, что робот “понимает”, что ему говорят.

На видеозаписях с участием ЭЛЕКТРО, лампочка на груди робота вспыхивала каждый раз, когда оператор произносил слово в микрофон. Это дополнительно подтверждает версию, что ЭЛЕКТРО ориентировался на число слов – мигание лампочки позволяло оператору удостоверится, что робот принимает сигналы. Судя по имеющимся данным, лампочка также выполняла роль системы преобразования акустических сигналов в электронные импульсы при помощи установленного рядом с ней фотоэлемента.

В таблице ниже приведен список команд, которые ЭЛЕКТРО выполнил на Всемирной Выставке в Нью-Йорке в 1939 году:



Короткие команды из одного слова, вне зависимости от смысла, имели единственное значение: прервать предыдущую операцию.

Интересно отметить, что команды 3 и 4 имеют одинаковую структуру кода. Точно неизвестно, каким именно образом ЭЛЕКТРО различал их – но вторая команда выполнялась при поднятой правой руке робота, что, вероятно, и служило различием.

Периодически высказывается версия, что код управления ЭЛЕКТРО задавался не числом слов, а количеством слогов. Хотя технически, это также возможно, это не согласуется с поведением оператора на записях. Если бы код строился на подсчете количества отдельных слогов, оператор бы произносил слова медленно и разборчиво; в то время как на записи оператор произносит трехсложное слово “сигарета” быстро и не вполне разборчиво.
Фактически, командный цикл робота выглядел так (рассмотрим ранее упомянутую команду “ЭЛЕКТРО – иди сюда”, код 1-2):

- Оператор произносил одно слово (“ЭЛЕКТРО”, хотя, разумеется, мог использовать любое другое) в микрофон, и делал длинную паузу.
- Укрытый за сценой наборный диск проворачивался на одно деление, кодируя первую цифру 1 (один) и замыкая первое в комбинации реле. Лампочка в груди робота мигала один раз, подтверждая, что наборное устройство правильно задало первую цифру кода.
- После небольшой задержки (длинная пауза) диск возвращался в исходное положение.
- Выдержав паузу, оператор произносил два слова (“иди сюда”) в микрофон.
- Наборный диск вновь проворачивался, на этот раз на два деления, кодируя вторую цифру 2 (два) и замыкая второе в комбинации реле. Лампочка в груди робота мигала дважды, подтверждая, что наборное устройство правильно задало вторую цифру кода.
- Оператор опускал микрофон.
- Выждав определенное время, автоматика включала питание соответствующих цепей, и “шагающий” механизм робота приводился в движение.

Аналогичным путем выполнялось и поддержание “диалога” между ЭЛЕКТРО и оператором. Ответы робота были, разумеется, предварительно записаны на несколько 78-оборотных грампластинок, прокручивавшихся за сценой. Распознанный внутренними реле ЭЛЕКТРО командный код передавался по кабелю на систему проигрывателей, которая проигрывала соответствующие записи.

Предварительно записанные паузы позволяли создать иллюзию диалога между роботом и оператором: так, например, приказав ЭЛЕКТРО рассказать свою историю (код 3-2-1), оператор в такие паузы “поправлял” робота или задавал дополнительные вопросы, в соответствии с предварительно разработанным сценарием. При этом оператор предусмотрительно держал микрофон далеко от лица, чтобы случайно не сбить запущенную “программу”. Всего, ЭЛЕКТРО “знал” более 700 слов, причем ответы на многие команды были записаны в нескольких вариантах, проигрываемых последовательно: таким образом, в случае повторения приказа, робот дал бы ответ, несколько отличный от исходного, дополнительно убеждая публику в своей способности “мыслить”. Когда робот говорил, соединенный параллельно с динамиком соленоид двигал челюсти робота в такт словам.



Если система распознавания речи была вполне реально действующей, то способность ЭЛЕКТРО распознавать цвета была не более чем ловкостью рук оператора. Оператор декларировал, что ЭЛЕКТРО может распознавать красный и зеленый цвета: для демонстрации, он направлял фонарик соответствующего цвета в глаза робота, и тот давал вполне правильный ответ. Однако, хотя потенциально система определения цвета не выходила за рамки возможностей технологии 1930-ых, инженеры “Вестингауз” предпочли более простое решение: ответ зависел вовсе не от цвета фонарика, а от того, в какой конкретно глаз робота посветил оператор! Правый глаз отвечал за “красные” ответы, левый – за “зеленые”. Для придания происходящему большей реалистичности, робот имел несколько разных вариантов ответа, прокручивавшихся последовательно. Так, например, если оператор (по запросу публики) два раза подряд светил в “красный” глаз, то робот отвечал сначала “Это красный”, а затем – “Это все еще красный”. Подобная последовательность была заготовлена и для зеленого.

Аналогично работало и “курение” робота, и надувание воздушных шариков, при помощи встроенного в голову ЭЛЕКТРО вентилятора. Оператор давал роботу команду “курить” или “надуть шарик”; разница заключалась только в том, что по команде “курить”, вентилятор попеременно работал то на впуск, то на выпуск (создавая иллюзию, что робот “дышит”), а при надувании шариков – работал на выпуск до тех пор, пока шарик не лопался, после чего отключался, реагируя на резкую перемену давления.



ЭЛЕКТРО и оператор надувают шарики на скорость. Спарко болеет за хозяина.


При демонстрации “счета на пальцах”, робот по соответствующей команде начинал загибать пальцы один за другим (это выполнялось при помощи отдельного двигателя в предплечье, соединенного гибкими тягами с пальцами), до тех пор, пока оператор односложной командой в микрофон не давал ему сигнал остановиться. Так, например, если искомое число было “четыре”, то как только ЭЛЕКТРО загибал четвертый палец, оператор быстро произносил в микрофон “Четыре!”, и затем, отодвинув микрофон от лица, добавлял “Совершенно верно!”. По некоторым данным, робот мог задействовать обе руки одновременно, при этом пальцы загибались последовательно сначала на правой, затем на левой.

Шагающее движение робота тоже представляло собой не более чем очень тщательную иллюзию. Хотя инженеры “Вестингауз” и рассматривали возможность постройки настоящего шагающего механизма, они быстро отказались от этой идеи: учитывая рост и размеры робота, он был бы крайне неустойчив. В результате “шаги” ЭЛЕКТРО на самом деле представляли собой скольжение по полу на скрытых в ступнях роликах. На видео легко заметить, что гибкой была только левая нога робота, правая же представляла собой жесткую опору. Система соленоидных реле последовательно переключала передачи от смонтированного в торсе робота электромотора на ролики правой и левой ноги.



Фактически, шаг выглядел следующим образом:

- Ролики левой (гибкой) ноги приводились в действие, левая ступня смещалась вперед. Ролики правой в этот момент фиксировались.
- Достигнув нужной позиции, ролики левой ноги фиксировались.
- Ролики правой (негибкой) ноги приводились в действие, смещая ступню вперед параллельно левой.
- Тело робота, опиравшееся на правую (негибкую) ногу, сдвигалось вперед до тех пор, пока правая и левая ступни не оказывались параллельно друг другу.
- Повтор цикла.

Подобный привод позволял роботу, в теории, двигаться по любой достаточно ровной поверхности. На практике же, ЭЛЕКТРО имел тенденцию сильно вихлять из стороны в сторону, и обычно двигался “по рельсам” – небольшим углублениям в полу сцены, в которые помещались направляющие ролики в ступнях робота. В конце пути робота располагалась небольшая вращающаяся площадка, что позволяло оператору развернуть робота к публике и показать его со всех сторон. Во избежание потери (весьма тяжелым!) ЭЛЕКТРО равновесия, его “декоративные” шпоры на самом деле являлись поддерживающими роликами.



ЭЛЕКТРО на выставке. Видны направляющие углубления в полу и поворотный диск.

Terra Incognita конструкции ЭЛЕКТРО остается механизм привода головы. Неизвестно точно, были ли повороты головы робота предварительно запрограммированными процессами, произвольными движениями, или же определялись оператором.

История:

ЭЛЕКТРО был построен в лаборатории радиотехники фирмы “Вестингауз”, в городе Мэнсфилд, в 1938 году. По замыслу руководства компании, массивный робот должен был служить рекламой возможностей современной радиотехники вообще и фирмы “Вестингауз” в частности, на Всемирной Выставке в Нью-Йорке. “Отцом” робота был инженер Джозеф Барнетт.



Джозеф Барнетт и ЭЛЕКТРО: у его ног, мото-щенок Спарки.

Появление ЭЛЕКТРО на выставке в 1939 году немедленно привлекло внимание публики. Девизом Всемирной Выставки 1939-1940 года было “Мир будущего”, и футуристичного вида (по меркам 1930-ых) золотистый робот, с потрясающей воображение современников автономностью действий, пришелся более чем к месту. Фирма проводила регулярные десятиминутные сеансы-демонстрации с участием ЭЛЕКТРО и его оператора. Тысячи людей с фото- и кино-камерами собирались каждый день у сцены, на которой ЭЛЕКТРО демонстрировал свои возможности.




Успех робота был столь оглушительным, что фирма “Вестингауз” без колебаний решила развивать столь удачный аттракцион. Для ЭЛЕКТРО в экстренном порядке был разработан четвероногий компаньон – мото-щенок Спарки. Небольшой четвероногий автомат умел ходить (по прямой), вилять хвостом, гавкать, садиться на задние лапы. В лексикон ЭЛЕКТРО были добавлены дополнительные фразы, позволявшие роботу “взаимодействовать” со щенком. На практике же Спарки был не столько компаньоном, сколько продолжением тела ЭЛЕКТРО – он управлялся тем же укрытым за сценой “мозгом”, при помощи замаскированного под поводок кабеля, проходившего от руки ЭЛЕКТРО. Впрочем, публика все равно была в восторге: даже один говорящий и понимающий команды ЭЛЕКТРО казался ей чудом, два же взаимодействующих друг с другом робота представлялись вершиной технологического прогресса.



К сожалению, сверкающей славе ЭЛЕКТРО не суждено было долго сиять на небосклоне. Тучи войны уже собирались над Соединенными Штатами; закрытые павильоны Польши и Чехословакии служили зловещим напоминанием о судьбе этих наций.

С вступлением США во Вторую Мировую войну, нации стало не до гражданских роботов. Фирма “Вестингауз” переориентировала свои мощности на производство вооружения и военного снаряжения. ЭЛЕКТРО, еще недавно бывший символом американского технического прогресса, был сдан на склад. Опасаясь, что кто-нибудь по оплошности сдаст робота на слом и труд усилий многих инженеров будет потерян, Джон Уикс, глава лаборатории в Мэнсфилде, забрал робота себе домой, и вплоть до конца войны ЭЛЕКТРО простоял в подвале, служа игрушкой для сына Уикса.



Прекрасные дамы всегда занимали важное место в электронном сердце ЭЛЕКТРО.

После окончания войны ЭЛЕКТРО вернулся на публику, но теперь уже как говорящая реклама товаров “Вестингауз”. На специально сконструированном ЭЛЕКТРО-мобиле, робот путешествовал по всей Америке, давая выступления в магазинах фирмы. Его лексикон был переработан с добавлением рекламных записей, призывавших зрителей доверять продукции “Вестингауз Электрик”. В благотворительных целях, фирма также проводила выступления с участием ЭЛЕКТРО и Спарки в госпиталях, детских домах и домах престарелых. Довелось ему оставить свой след и в истории мировой культуры – в 1951 году, ЭЛЕКТРО рекламировал знаменитый фантастический фильм “День, когда Земля остановилась”.



ЭЛЕКТРО в детском госпитале.

В 1957 году, завершивший свое панамериканское турне робот был задействован в новом проекте “Вестингауз” – Тихоокеанском Парке, амбициозном парке развлечений, посвященном морской тематике. Рассматривавшийся как конкурент знаменитому Диснейленду, парк включал секцию “Дом Будущего”, в которой ЭЛЕКТРО (и Спарки) предстояло стать вновь объектом внимания. Стремясь подновить облик, робота перекрасили в серебристый цвет, и заделали отверстие в центральной части корпуса.

Но вновь добиться былой славы ЭЛЕКТРО было уже не суждено. Технический прогресс двигался вперед, и еще недавно бывший чудом техники робот теперь уже казался публике, скорее, забавным анахронизмом. Посетители парка проявляли намного больший интерес к другой экспозиции “Вестингауз” – полноразмерной модели реакторной секции атомной субмарины “Наутилус”. В конце 1958, ЭЛЕКТРО был удален из экспозиции: руководство парка сочло, что “ретро”-облик двадцатилетнего робота не сочетается с заявленной тематикой выставки.



В одном ЭЛЕКТРО так и остался непревзойденным эталоном робототехники: ни один робот после него так и не научился курить.


В 1959 году, ЭЛЕКТРО пережил еще более горькое испытание – некогда символ технического прогресса, он был приобретен голливудской кинокомпанией в качестве реквизита к комедийному фильму “Секс-кошечки идут в колледж” (1960 год). После этого, почти забытый робот был возвращен в Мэнсфилд, где демонтирован и помещен на хранение. Голова его была передана в подарок почтенному инженеру “Вестингауз” Гарольду Гоуришу – одному из ветеранов компании, работавших над ЭЛЕКТРО.



ЭЛЕКТРО в Голливуде. Судя по лицу робота, он предпочел бы, чтобы его переплавили.

Тело робота, вместе со стареющим ЭЛЕКТРО-мобилем, пылилось на складе до 1980 года, пока не было приобретено за бесценок предпринимателем Джоном МакДеввитом. Не найдя, впрочем, никакого применения остаткам ЭЛЕКТРО, МакДеввит поступил с ними аналогично компании “Вестингауз”: засунул в сарай и постарался забыть о его существовании.

И все же история ЭЛЕКТРО завершилась счастливо. В 2004 году, Джек Уикс – сын Джона Уикса, укрывавшего робота в годы войны – приобрел сначала голову, а затем и другие уцелевшие части тела робота.



Джек Уикс и ЭЛЕКТРО. Спустя шесть десятилетий друзья детства, наконец, воссоединились.

В течение последующих пяти лет, Джек на свои средства восстановил изрядно потрепанного товарища по детским играм, и в 2009 году воскресший автомат, наконец, занял свое почетное место в Мэнсфилдском Мемориальном Музее.




Tags: история, роботы, технологии, электричество, электроника
Subscribe
promo engineering_ru september 25, 2014 18:53 110
Buy for 200 tokens
Есть в теплоэнергетике и теплоснабжении такая вещь - ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК. Используется в котельных, тепловых пунктах для передачи тепла. Проще выражаясь для отопления и горячего водоснабжения. Если еще проще, то вода в Вашей системе отопления - вода из ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА, вода в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 4 comments