Извне и изнутри

Знакомьтесь - роботы!

Вы глубоко задумались, увлеченно следите за театральным действием, погружены в шахматную партию или в курс кибернетики - легкое прикосновение к вашему плечу, спине, ноге возвращает вас к событиям, от которых вам на время удалось отключиться. Прикосновение вы ощутили кожей, которая, можно сказать, отделяет и защищает вас от внешнего мира. Это кожа обладает тем, что называют чувством осязания, причем это название, как мы сейчас увидим, далеко не исчерпывает тех ощущений, какими она нас снабжает.

Чувство боли заставляет вас быстро отклониться, если наткнулись на гвоздь; ощутив ожог, вы отдергиваете руку от ручки кипящего чайника; в мороз кожа сигналит, что нужно одеться потеплее. Сотни тысяч рецепторов сообщают о потере тепла при соприкосновении с холодными предметами и о получении тепла от горячих.

В коже имеются специальные группы рецепторов, чувствительных к движениям воздуха, обдувающего тело, к прикосновениям и вибрациям, действующим на него. Их чувствительность чрезвычайно велика. Кожа покрыта пушком волос. Проведите пальцами руки, не касаясь самой кожи, по этому пушку - и почувствуете это движение пальцев. Каждый волосок передает давление на кожу, даже если оно измеряется величиной всего лишь в 0,03 грамма. Человек без особого труда ощущает разницу между гладкой поверхностью стекла и шероховатой, на которую нанесены царапины глубиной в 0,01 миллиметра. А прикрепив к ногтю иголку, может ощутить царапину или выступ размером меньше микрона. Прикасаясь пальцем к различным поверхностям, легко различает, какие они: твердые или мягкие, гладкие или грубые, сухие или влажные, скользкие или липкие. Специалисты на ощупь определяют качество тканей, бумаги. Кожа ладоней рук, ступней ног и особенно кончики пальцев необыкновенно чувствительны к вибрациям.

Самая большая кожная чувствительность к вибрациям у человека лежит в области слышимых звуков, где-то в диапазоне частот 100-200 колебаний в секунду. Проводились, причем довольно успешно, опыты с целью научить человека "слышать" кожей, то есть понимать слова и предложения, передаваемые только в виде колебаний на кончики пальцев, на грудь, на поверхность бедра.

Через кожу мы получаем такое большое количество самых различных ощущений, что было бы правильней говорить о десятке чувств осязания, чем об одном.

Звук - колебания воздуха. Слух, позволяющий человеку улавливать звуки, - такое же удивительное чувство, что и зрение и осязание. Ухо - прибор, преобразующий колебания воздуха в нервные сигналы. Ухо не имеет, как глаз, радужной оболочки или века - устройств, которые бы регулировали поступление энергии во внутреннюю полость, в чувствительную область уха. Вместе с тем ухо может настраиваться на самую различную интенсивность звука.

Изображения, речь и музыка, запахи, прикосновения, царапины, синяки и шишки - непрерывный поток воздействий извне, из внешнего мира, воспринимается миллионами микроскопических приборов, связывающих с ним наш организм.

У вас заболело горло, колет где-то в боку или болит под лопаткой. Человек нагнулся и не может разогнуться, разогнулся - не может согнуться: больно!

Изнутри по своим каналам идут сигналы о нарушениях, непорядках в тех или иных системах, органах, о необходимости профилактики, защитных мер, защитных ограничений.

Да! Природа хорошо позаботилась о венце своего творения. Она оснастила человека богатым ассортиментом чувств и приборов, их обслуживающих. Их разнообразие, разрешающая способность и, главное, быстродействие таковы, что, когда нужно работать, двигаться, из-за них задержки не бывает. Они все время "включены" - еще до того, как вы начали двигаться, и когда движетесь, когда думаете и когда принимаете решения.

И напоследок еще несколько чисел. Наше осязание обслуживают 0,5 миллиона рецепторных клеток, болевые ощущения - 3 миллиона рецепторов, ощущение тепла - 10 тысяч, холода - 100 тысяч, обоняние - 10 миллионов, вкус - 10 миллионов. Включая зрение, насчитали около 300 миллионов чувствительных клеток, соединенных с мозгом тремя миллионами нервных волокон!

Извне и изнутри без перерыва (даже во сне вы иногда улыбаетесь или что-то говорите - нервная система полностью не выключается!) текут потоки сигналов в центральную нервную систему. Почему в ней не перепутываются цвета и запахи, музыка и царапины, зубная боль и впечатления от кинокомедии? Мы уже знаем почему. Каждое чувство имеет свой канал, свою "телеграфную линию", по которой оно передает информацию, и свою область в мозгу, куда эта информация поступает.

Ну а что там, в этой области? Увидев цветок, вы можете нагнуться и понюхать его. Информация, поступившая в глаз, вызвала мысль, спровоцировала движение, привела к получению новой информации. Отдельные участки мозга непрерывно взаимодействуют между собой. Почему там, где эти взаимодействия осуществляются, не происходит путаницы? Каков механизм мышления, механизм интеллекта, упорядочивающий его работу, позволяющий согласовывать, казалось бы, не поддающееся согласованию?

Этот механизм тоже изучен. Нервные сигналы, приходящие из всех органов чувств, из всех рецепторов и чувствительных нервных клеток, являются однотипными. Они представляют собой импульсы электрохимической природы, пробегающие по нерву с большой скоростью (100-150 метров в секунду, в зависимости от толщины нервного волокна). Каждый из таких импульсов имеет длительность порядка тысячной доли секунды. Если внешний раздражитель, воздействующий на нервную клетку, достаточно сильный, если этот раздражитель (свет, запах, звук, вкус) действует непрерывно, меняясь или оставаясь неизменным, импульсы, оставаясь одними и теми же по величине, могут следовать по нервному волокну непрерывно, один за другим, с частотой до 300 импульсов в секунду. Если секундный промежуток разделить на 300 интервалов, то в пределах каждого интервала возможны два состояния: "есть сигнал", "нет сигнала". Можно сказать, что работа нервной системы основана на методе частотной модуляции, что по нервному волокну информация передается в дискретном двоичном коде.

В нервных клетках органов чувств осуществляется перекодирование самых различных раздражений в потоки однотипных, легко сопоставляемых между собой сигналов. Именно в этом состоит принцип действия одного из важных механизмов интеллекта живого существа.

Нам кажется, что мы мыслим полными смысла образами, а бесчисленные исследования показывают, что наш интеллект оперирует только биоэлектрическими сигналами. Ему не надо складывать вкус со звуком и цвет с запахом, и если вам иногда пытаются выдать черное за белое, то не следует думать, что это просто потому, что произошла путаница в описанном нами механизме интеллекта. Хотя иногда бывает и так, но тогда путаницу называют нервным заболеванием.

Нервные клетки не только генерируют биоэлектрические сигналы. Они еще и поддаются электрическому раздражению. Свыше 30 лет назад было экспериментально доказано, что при раздражении различных участков кожи человека одними и теми же электрическими импульсами в мозгу возникают разные ощущения: тепла или холода, боли или легкого прикосновения, в зависимости от того, на какие нервные окончания оказываются воздействия, какова их интенсивность.

На вход системы подаются электрические импульсы, они системой перекодируются, посылаются в центральное устройство, там они некоторым образом обрабатываются и используются для управления исполнительными органами.

Не правда ли, прочитав эту фразу, нельзя однозначно понять, о чем здесь идет речь: о живом человеке, действиями которого управляет его естественный интеллект, или о роботе, очувствленном и управляемом искусственным интеллектом?

Какое увлекательное сходство механизмов получения, передачи и переработки информации двумя разными интеллектами - естественным и искусственным!

Какое обширное поле для смелых сопоставлений, сравнений, предложений, изобретений, фантазий! Засеянное ими, оно давало и продолжает давать самые разнообразные, подчас удивительные плоды, вплоть до фантастических рассказов, хорошо принимаемых широким кругом читателей, и предложений создать робота по образу и подобию человека.

Только, пожалуйста, не подумайте, что компьютеры, станки с программным управлением, искусственные руки, управляемые биотоками мышц, цифровая техника - урожай, собранный на этой ниве. Сопоставления, обобщения, установления аналогий, формирование новых идей - все эти интеллектуальные категории не что иное, как продукты практики, опыта. Создание новой техники - жизненная потребность общества, ни в коей мере не следствие изящных аналогий, а причина их возникновения.

Но, конечно, когда аналогии установлены, когда правильно определены границы, в пределах которых они действуют, когда любование ими разумно сочетается с их практической апробацией - а это особенно важно, - тогда, и только тогда, аналогии, эти привлекательные плоды просвещения, оказываются действительно полезными. Особенно когда речь идет о создании робота по образу и подобию человека. Да и мы с вами на протяжении всей этой книжки обращались и будем дальше обращаться ко всяким аналогиям.

Однако сейчас нам все-таки нужно вернуться к тому важному вопросу, который был поставлен в начале этой главы: как человек строит движения и как управляет ими? Зная, как сконструированы и действуют устройства очувствления и связи, мы можем попробовать разобраться в системе управления движениями - важном механизме интеллекта.

И.И.Артоболевский, А.Е.Кобринский, 1979 год