Разумные машины
(Автоматы)

Ультрафиолетовый счетчик людей, входящих в помещение. Слева на подставке внутри ящика лампа, дающая ультрафиолетовые лучи, пучок которых перегораживает дверь и попадает в фотоэлемент справа.

Удивительные свойства электрического глаза, — продолжал Бриски свою лекцию, — позволяют применять его во многих областях техники и в обыденной жизни для самых различных работ. Вот, например, у входной двери стоят подобные этим два прибора. Возможно, что вы, входя в зал, не обратили на них никакого внимания. А между тем они вели точный счет всех входящих сюда.

Фотоэлектрический счетчик предметов, движущихся на конвейере.

Эти приборы протянули поперек двери невидимую нить — тонкий пучок ультрафиолетовых лучей. Входя сюда, вы пересекали эту невидимую лучистую нить. Электрический глаз, замечая потемнение, делал отсчет: один, два… десять… сто… двести и так далее. Число прошедших отмечается стрелкой на циферблате счетчика.

Этот «ультрасветовой» счетчик можно применить для счета любых предметов. Аппараты, подобные этому, считают, например, автомобили, входящие в Холлэнд-тоннель[11] под Гудзоном и выходящие из него. Показания этих счетчиков передаются особому дежурному, который наблюдает за состоянием движения в тоннеле.

Такие счетчики могут следить за количеством покупателей, входящих в магазин, определять число посетителей музеев, театров, собраний. Основная идея устройства этого прибора может быть применена для многих иных приборов, с другим назначением.

Но прежде чем заняться рассмотрением этих приборов, следует познакомиться с главной, существенной частью каждого из них — с электрическим глазом.

«Лунное вещество»

Первые электрические глаза стали изготовлять около шестидесяти лет назад с помощью селена.

Селен — вещество, похожее на серу. Он был открыт в 1817 г. шведским химиком Берцелиусом в осадках свинцовых камер для получения серной кислоты.

Исследуя этот вновь найденный химический элемент, Берцелиус нашел, что он по своим свойствам занимает промежуточное место между серой и металлом теллуром. Нужно было дать название новому веществу. Берцелиус остановился на слове «селен», от греческого «селенэ», что значит Луна. Такой выбор был сделан потому, что слово «теллур» происходит от латинского «теллюс» — Земля. Ближайшей же спутницей Земли в пространстве является Луна — «селенэ». Названием «селен» Берцелиус хотел указать на то, что этот элемент родственен теллуру.

Чего-либо особенного в селене — «лунном веществе» — Берцелиус не обнаружил. Однако, в нем таилось свойство, использование которого делало возможным сказочные вещи. Это свойство было открыто лишь в 1872 г. Меем, молодым ассистентом английского инженера Смитса. 12 февраля 1873 г. Виллоуби Смитс сделал доклад об этом открытии в Обществе телеграфных инженеров в Лондоне.

Смитс начал доклад следующими словами:

— Мистер Прис сообщил нам, что с помощью микрофона можно слышать топот мухи, похожий на топот лошади, идущей по деревянному мосту; однако, я могу сообщить о такой вещи, которая мне кажется еще более чудесной, — о том, что с помощью телефона я слышал падение светового луча на металлический стержень.

Слышать световой луч стало возможным благодаря селену. Мей обнаружил, что свет, падая на селен, уменьшает его сопротивление электрическому току. Уменьшение сопротивления обнаруживается мгновенно и выражается в увеличении силы тока.

Замечательная чувствительность селена к свету произвела на современников открытия большое впечатление и привлекла к нему внимание многих исследователей. Начались многочисленные попытки практически использовать это свойство с помощью приборов, названных «селеновыми элементами».

Первый простейший из селеновых элементов был изобретен немецким инженером Вернером Сименсом в 1876 г. Этот элемент состоит из двух тонких платиновых проволочек, намотанных на пластинку слюды так, что между ними остается расстояние в один миллиметр. На одном конце платиновые проволочки прикреплены к слюдяной пластинке, на другом — проволочки присоединены к зажимам (клеммам).

Простейший селеновый элемент Сименса.

Пластинка с намотанными проволочками обмакивается в расплавленный селен.

При остывании селен подвергается еще закаливанию, которое состоит в том, что весь элемент нагревают до двухсот градусов Цельсия и потом быстро охлаждают.

Если включить в цепь аккумулятора селеновый элемент и гальванометр, то стрелка гальванометра отклонится чуть в сторону от нуля и покажет наличие слабого тока. Но стоит только осветить селеновый элемент, как ток мгновенно усиливается.

Само собой разумеется, что при этом опыте селеновый элемент нужно держать в темной комнате, а гальванометр на свету.

Если в цепь с селеновым элементом включить электромагнитное реле, то можно с помощью луча света управлять сильными электрическими токами и, следовательно, производить любые действия.

Схема включения селенового элемента. СЭ — селеновый элемент; П — платиновая проволочка; Г — гальванометр; А — аккумулятор.

Свой селеновый элемент Вернер Сименс применил в 1876 г. для устройства первого «видящего» автомата. Это была большая модель человеческого глаза, состоявшая из глазного яблока со зрачком и подвижными веками. Внутри глазного яблока был помещен селеновый элемент. В слабо освещенной комнате глаз был открыт. Но стоило только поместить перед ним лампу так, чтобы свет прошел через отверстие зрачка внутрь, как веки тотчас же закрывались.

Здесь получается сходство с человеческим глазом не только по внешности, но и по действию. У человека и у животных простейшим видом действия является рефлекс. Так называют автоматическое движение в ответ на какое- либо внешнее воздействие.

Примером рефлекса может служить отдергивание руки при уколе о что-нибудь.

В выполнении рефлекса принимают участие чувствующие органы, нервы и мышцы или железы, образующие вместе рефлекторную цепь. На одном ее конце всегда находится чувствующий орган, на другом — исполнительный (мышца или железа). Связь между ними осуществляется с помощью нервов.

Схема рефлекторной дуги. Ч — чувствующая клетка; Н — нервное волокно; НК — нервная клетка; С — соединение концов нервных волокон; М — мышечные волокна.

Всякий раз, как чувствующий орган раздражают (пусть это будет укол иглой кожи на пальце), по нервам пробегает нервный ток и заставляет мышцы сократиться (рука в нашем примере отдергивается).

Если осветить глаза живого человека ярким светом, они непроизвольно (автоматически) закрываются. Это тоже рефлекс. Подобную же картину дает и искусственный глаз Сименса. Чувствующий орган в нем — селеновый элемент, нервы — электрические провода и, наконец, органы действия — закрывающиеся веки.

Такие автоматы, как искусственный глаз Сименса, можно с полным основанием назвать рефлексными автоматами, или рефлексными роботами. К этому виду роботов относятся все слышащие и видящие автоматы.

К настоящему времени создан ряд селеновых элементов, более совершенных, чем тот, который был сделан Сименсом около шестидесяти лет назад. Один из таких улучшенных приборов сконструирован англичанином Бидуэллом. Основной частью элемента Бидуэлла является такая же слюдяная пластинка с намотанными на нее двумя платиновыми проволоками и покрытая селеном, как и в элементе Сименса. Только эта пластинка помещена в закрытый стеклянный сосуд с выкачанным воздухом. Это предохраняет элемент от сырости и делает его более стойким. Стеклянный сосуд элемента Бидуэлла имеет такой же цоколь, как обычная электрическая лампочка, что упрощает включение его в цепь.

11

Нью-Йорк стоит при впадении многоводной реки Гудзон в Атлантический океан. Центральная часть города расположена на острове Манхэттен. Недавно под рекой Гудзон специально для автомобильного движения был проведен тоннель, получивший в честь его строителя название тоннель Холлэнда.