第18章
这台电子计算机由控制、运算、存贮、输入和输出五部分组成,首次采用电子元件、电子线路(用作电子开关的符合线路、用于汇集从各个来源的脉冲的集合线路、用以计算和存贮的触发器线路)来实现逻辑运算、存贮信息。其运算速度比当时最好的机电式计算机快1000倍。计算一个弹道用人工若需一个星期,而用ENIAC机只需3秒钟。在19世纪,英国人香克斯,用了毕生的精力将圆周率π的值计算到小数点后707位,而ENIAC机仅用40秒钟就打破了这项记录,并且发现香克斯的计算中第528位是错的,当然后面的各位也都错了。ENlAC机具有记忆装置,有按一定程序逐步计算的自动控制能力,这就大大提高了计算的可靠性。
ENIAC机采用了20只加法器,每个加法器由10组环形计算器组成,可存贮长10位的十进制数,并能同时执行几个加法或减法运算,是以后并行计算器的前身。1947年ENIAC机运往阿伯丁弹道实验室。虽然它没有赶上第二次世界大战时使用,但它仍专门用来计算炮弹和炸弹的飞行轨道以及解决军事上的其他数学问题,直到后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用机。现在世界上第一台电子计算机存于美国博物馆,做为现代计算机的历史文物供人参观欣赏。
ENIAC机的研制成功,具有划时代的意义。虽然它与现代计算机无法相比,但在当时技术水平的条件下,应该说是取得了惊人成就,是计算技术史上的最重大突破,是计算工具史上一座不朽的里程碑。它用电子的快速运动来代替机械的运动,从此开始,机器已不只是人的体力的延伸,而且为大脑的活动提供了辅助工具——电脑。人类走上了广阔的智力解放的大道,一个科技发展新时代——计算机时代开始了。
机器人家族的发展
古时候,一些能工巧匠就已经能够制作出由人控制、具有人或动物的某些功能的机构装置,作为劳力的补充。例如《三国演义》中的“木牛流马”便是诸葛亮克敌制胜的“秘密武器”。书中记载三国时期蜀魏交战,由于蜀道艰难,用牛马运粮太慢,军粮告罄。于是诸葛亮凭借聪明才智,设计出了由人驾驭的“木牛流马”,作为运输工具,并安装了机关,使得军粮能够按时运达。后来,木牛流马一直作为一种神秘的“自动机器”流传至今。国外也有许多类似的记载。作为科学技术的结晶,真正的机器人雏形出现在第二次世界大战期间。那时,为了处理放射性材料,美国的橡树岭和阿贡实验室发明了遥控操作的联动式机械手,以代替工作人员工作,从而避免工作人员受到辐射伤害。到20世纪40年代末期,由于飞机生产的需要,美国开始应用当时刚出现的电子计算机技术研制数控机床,这种机床可根据预先编制的程序自动执行加工作业。1953年,这种数控机床研制成功了。
事隔一年,一位名叫乔治·德沃尔的美国人把遥控操作的机械手的制作原理和数控技术结合起来,研制成一台机器人的实验样机。当需要执行的指令通过程序输入计算机后,机器人就可脱离人的直接操纵自动地运行。当然,它只能做一些简单的重复性工作。直到20世纪60年代初,美国在乔治·德沃尔专利基础上正式研制成机器人产品,取名为“万能自动”机器人,它可用于搬运和焊接等作业,是第一台由电子程序控制的工业机器人。此后不久,美国的另一家公司也开发出了可编程的机器人,取名为“多才多艺”机器人,它们在汽车制造厂一展神威,大大提高了生产效率和汽车的质量,也把汽车制造工人从繁熏、危险的劳动环境中解脱了出来。
这一重大突破引起了日本、欧洲等国家的重视,它们纷纷投入巨额资金,引进美国的先进技术开发机器人。与此同时,美国又研制成了带视觉和触觉的机器人,这两种“感觉”,进一步扩展了机器人的应用领域。到了20世纪70年代,计算机和人工智能技术的发展又将机器人推向了高级化。许多生产领域已离不开机器人,许多人类难以进行的工作召唤着机器人。后来,日本结合应用实际,大力发展了机器人,并一跃成为“机器人王国”。从此,浩浩荡荡的机器人大军走向了世界很多工厂。
到了20世纪90年代,全世界各种机器人已超过60多万台,甚至还要多,其功能得到不断充实和完善。从固定程序式的和示教再现的第一代工业机器人,发展到了具有感觉的第二代机器人和具有自主判断和决策功能的第三代机器人,机器人的形状可谓“千姿百态”,有像机器的、像人的、像蛇的、像汽车的……它们的用途也从最早的工业应用领域拓展到许多其他领域。例如:在建筑领域,机器人能够爬壁作业,能够钻入地下管道,在很狭小的空间中作业;在军事领域,机器人能充当开路先锋,深入敌后进行监视和侦察,如在海湾战争中,英美就派出机器人排除埋设在海湾地区的大量地雷;在高科技领域,机器人可以帮助科学家在人类目前尚无法深入的环境中收集分析数据,如机器人丹蒂就被派遣到火山上进行探测,机器人“探测一号”被送到火星上探明人类进入太空之路;生活中,机器人还可以进入医院和家庭,担任“护士小姐”和保姆……