Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
Диспетчерское управление
337
примере игры WEST [6], рассчитанной на то, чтобы пробудить интерес у детей к простым арифметическим действиям. На каждом этапе игроку даются три произвольных числа, которые он должен соответствующим образом скомбинировать, используя сложение, вычитание, умножение и деление, по крайней мере с двумя числами в скобках; идея состоит в том, чтобы определить точное число шагов по цели, где находится долгожданный приз. Компьютер отслеживает все решения, принятые игроком на каждом этапе, формирует бегущую статистическую модель тенденций и упущений и после каждого этапа дает совет относительно того, что могло бы быть сделано игроком и что может быть сделано в будущем. В связи с созданием такой сообразительной системы возникает естественный вопрос, в какой степени компьютер должен играть роль «наставника» по сравнению с ролью уполномоченного лица, принимающего решения, которые сообразительнее своего начальника.
6.5. Обучение компьютера
Обучение выполнению задачи (или программирование), включая описание целевого состояния и процедуры его достижения, а также ограничения и критерии, может быть очень сложным или совсем простым в зависимости от командных аппаратных и программных средств. Под командными аппаратными средствами подразумеваются средства преобразования ответной реакции человека — нажатия на педаль, клавишу или речевой команды — в физический сигнал, понятный компьютеру. Командные аппаратные средства могут быть аналоговыми или символическими. «Аналоговый» означает, что имеется временное или пространственное изоморфное соответствие между реакцией человека, ее семантическим значением и (или) отображением сигналов обратной связи. Например, если быстрому перемещению органа управления с целью быстрого увеличения значения переменной соответствует быстрое перемещение стрелки по шкале индикатора, это значит, что имеется хорошее аналоговое соответствие.
Символическая команда, в отличие от аналоговой, исполняется путем нажатия одной или нескольких клавиш (как при работе на пишущей машинке) или подачей одного или нескольких звуковых сигналов (как при произнесении слов), каждый из которых имеет особое значение. В случае символических команд каждая конкретная последовательность или цепочка таких ответных реакций также имеет отличное от других цепочек значение. Пространственное или временное соответствие значению или желательному результату не обязательно. Иногда аналоговые и символические команды можно объединять,
338 Глава 6
например, когда переключатели «вверх-вниз» соответствующим образом маркированы и позиционированы.
Человеку свойственно смешивать аналоговые и символические команды или даже использовать их одновременно. Типичные промышленные роботы обучаются следующим образом: отрабатывается схватывающее движение, удержание и перемещение рабочего органа манипулятора в пространстве относительно детали, причем одновременно с помощью подвесной коробки переключателей («выносного пульта обучения») в различных контрольных точках вводятся коды пуска, останова, скорости и т. п. То же самое происходит, когда, например, человек говорит и указывает одновременно рукой на что-то или когда человек играет на фортепьяно и одновременно голосом или свободной рукой руководит хором.
Для механических манипуляторов уже разработаны диспетчерские командные системы, в которых используются как аналоговые, так и символические интерфейсы с диспетчером и которые допускают быстрое обучение на высокоуровневом языке. Подобная система разработана Бруксом [4]. Эта система, получившая название SUPERMAN, позволяет диспетчеру использовать ведущую руку робота для идентификации объектов и демонстрации элементарных движений. Брукс показал, что даже без учета временных задержек на выполнение определенных команд, которые указывают на заранее определенные позиции, диспетчерское управление — включая обучение и исполнение — занимает меньше времени и вносит меньше ошибок, чем ручное.
Йоргер [67] разработал диспетчерскую командную систему с более широкими функциональными возможностями и более высокой устойчивостью, которая позволяет демонстрировать, определять, вызывать и комбинировать (путем ввода других команд) самые различные движения руки и кисти робота. Йоргер сравнил путем проведения одной серии экспериментов три различные процедуры обучения руки робота выполнению операции сварки непрерывным швом деталей сложной искривленной формы. Исполнительный орган (сварочный инструмент) должен был находиться на расстоянии одного дюйма от места сварки, сохранять ориентацию перпендикулярно искривленной поверхности, по которой выполняется шов, и перемещаться с постоянной скоростью.
Йоргер проверил своих субъектов в трех командных режимах (режимах обучения). В первом режиме человек-учитель сначала перемещал ведущий исполнительный орган (это перемещение передавалось на ведомый орган по схеме «ведущий — ведомый») относительно детали по требуемой траектории. Компьютер запоминал эту траекторию и затем запускал ведо-
Диспетчерское управление
