На одних располагаются автоматы, работающие по разомкнутой схеме. Их взаимодействие с внешним миром всегда носит односторонний характер и осуществляется только исполнительными механизмами. Чтобы выполнять свои функции, они не нуждаются ни в какой дополнительной информации, кроме той, что была заложена человеком в процессе их проектирования и наладки.
На других находятся автоматы с обратной связью. Они обладают более сложной организацией, поскольку в процессе действия должны собирать дополнительную информацию, без которой они неработоспособны. Сложность — всегда недостаток, но здесь он компенсируется тем, что, используя собранную информацию, автомат приобретает новые важные свойства.
Однако эти свойства никак не влияют на то обстоятельство, что автоматам, работающим по замкнутой схеме, так же как разомкнутым автоматам, программа действия должна быть задана во всех подробностях. Различие только в том, что разомкнутый автомат действует совершенно жестко, только в соответствии с программой. А замкнутый автомат выполняет ту же программу более гибко, с учетом воздействия ряда внешних факторов, могущих повлиять на его работу.
На следующих полках располагаются автоматы с цифровым управлением. Программы их действия уже не надо задавать до мельчайших подробностей. Автомат с цифровым управлением всегда так или иначе связан с вычислительной машиной. Машина по опорным точкам и по другим заданным ей признакам, характеризующим траектории и скорости исполнительных механизмов, сама рассчитает подробную программу работы автомата.
Возможность обойтись без физического моделирования программы и быстродействие вычислительных машин придали автоматам с цифровым управлением чрезвычайную гибкость и универсальность. Мы постарались продемонстрировать эти их свойства на примере станков с цифровым управлением. Приведем еще один пример.
Не нужно особой фантазии, чтобы представить себе вместо механизмов станка механизмы искусственной руки-манипулятора, которая вместо режущего инструмента снабжена искусственной кистью-схватом. Не будем приспосабливать ее для игры на пианино или для ремонта часов. Поручим ей более простую, но тяжелую работу. Например, подачу и установку на станок тяжелых заготовок и снятие обработанных изделий со станка, передачу изделий со станка на станок, работу на складах, где материалы и готовые изделия надо перекладывать с транспортеров и тележек на полки, с полок на транспортеры и тележки. Для выполнения подобных работ манипулятору совсем не нужны те 27 степеней свободы, которыми обладает рука человека.
Соединив манипулятор с быстродействующей вычислительной машиной, получим автомат, которому можно поручать самую разнообразную несложную работу. Остается добавить, что такие «роботы» уже существуют. В качестве примера можно указать на американский манипулятор «Номан», оснащенный системой программного управления.
Однако независимо от назначения, названия и внешнего вида этих автоматов они обладают тем общим свойством, что вся программа движений должна быть им задана так же, как она задается станку с цифровым управлением, если не в мельчайших подробностях, то по меньшей мере шаг за шагом.
Поручите такому автомату собирать изделие из нескольких деталей. В соответствии с программой он будет брать из магазинов детали и точно их устанавливать одну за другой. Но представьте себе, что в одном из магазинов деталей не осталось. Если эта возможность не будет предусмотрена программой, то автомат «придет в смятенье» и «по глупости» может натворить такое, что его конструктору еще долго после этого придется краснеть за свое создание.
Автоматы с цифровым управлением, как и обычные автоматы, могут работать по разомкнутой или замкнутой схемам. И информационные процессы протекают у них одинаково. При работе по разомкнутой схеме поток информации течет в одном направлении — из узла управления к исполнительным механизмам. Тогда они «слепы и глухи» по отношению к воздействиям со стороны внешнего мира. Будучи «очувствленными» посредством специальных датчиков, они приобретают все свойства систем с обратной связью и, главное, способность учитывать в процессе работы воздействия внешней среды.
Затем мы мельком заглянули на следующую полку, где отведено место автоматам, способным самообучаться или самонастраиваться.
Вспомните, читатель, мифический соляной автомат, о котором шла речь в главе «Автомат автомату рознь». Можно ли заставить его работать самым производительным образом? Можно!