Знакомьтесь, информационные технологии - Аркадий Воловник

Сегодня аналогичные методы обнаружения неисправностей внедряются в различные устройства с программным (компьютерным) управлением. Это значит, что уже в ближайшем будущем станок сможет сам сообщить о своих неисправностях, что существенно упрощает его дальнейший ремонт. Но и ремонт может проводиться без участия человека. Американские разработчики уже продемонстрировали первую, полностью самовоспроизводящуюся робототехническую систему. Это устройство может автономно производить небольших роботов размером до 20x20x30 см. Хотя получающиеся роботы и похожи на игрушки, они вполне работоспособны. По словам профессора Джордана Поллака из университета Брэвдис, штат Массачусетс, одного из создателей этой системы, она может быть использована для серийного производства робототехнических систем специализированного назначения, например сборочных роботов, систем очистки и т. д. Отсутствие человека в технологическом процессе позволит значительно снизить себестоимость продукции. Эти роботы могут также проводить ремонт неисправных станков [60] .

* * *

Уже работающие программные и аппаратные системы позволяют сегодня создать полностью автоматическое производственное предприятие. Массовое внедрение «размножающихся» роботов означает практически полное устранение человека из многих сфер производства. Тогда для организации производства необходимы будут денежные средства (инвестиции) и новые технические идеи, которые генерируют инженеры. А рабочих на таком предприятии не будет.

Компьютер повышает урожай

Сегодня на Земле живет более 6 млрд. человек. И хотя часть землян голодает, но абсолютное большинство– накормлено. И одето. Даже Китай и Индия, в которых живут более 2 млрд. человек, не только сами себя кормят, но и экспортируют продовольствие. Только Африка, с относительно низкой плотностью населения и огромными потенциальными возможностями по выращиванию различных растений и разведению скота, не может обеспечить себя едой. Можно с уверенностью констатировать, что именно информационные технологии обеспечили стремительное развитие сельскохозяйственного производства во второй половине XX века. Только там, где информационные системы оказались неразвитыми, там и в начале XXI века – голод.

Земля прокормит многих

В начале XIX века английский экономист Мальтус выдвинул теорию, что на Земле может жить ограниченное число людей. В соответствии с этой теорией природные ресурсы Земли не смогут обеспечить едой постоянно увеличивающееся население планеты. В то время оно составляло немногим более 1 млрд. человек! Базисом для теории Мальтуса служили реальные объективные данные производительности труда, особенно в сельском хозяйстве. Легко было сосчитать, сколько человек можно накормить при максимально большой посевной площади Земли. Теория Мальтуса оказала огромное влияние на развитие экономической науки XIX–XX веков, и многие ученые были с ней согласны. Так, Циолковский разработал теорию космических полетов как возможность разрешения проблемы перенаселенности Земли.

С тех пор население планеты выросло почти в шесть раз, а объем производства сельскохозяйственных продуктов вырос гораздо больше. Особенно значительный рост производства наблюдался со второй половины XX века в развитых странах. Так, в Западной Европе за одно десятилетие – с 1975 по 1985 год – производство сельскохозяйственной продукции увеличилось столь значительно, что страны «Общего рынка» превратились из импортеров в крупных экспортеров продуктов питания. Так, в 2000 году экспорт продукции сельского хозяйства странами Евросоюза составил 230,1 млрд. долларов – этот регион стал крупнейшим в мире экспортером продукции сельского хозяйства. При этом площадь сельскохозяйственных угодий сократилась, а население выросло. Рост продуктивности сельского хозяйства вынудил принять государственные программы ограничения производства продукции. Так, во Франции введены квоты на продажу фермерами молока в зависимости от размера фермерского хозяйства. В США за период с 1947 по 1987 год рост производства в сельском хозяйстве составил 85 %. Это означало, что в 1947 году один фермер мог накормить только 14 человек, а в 1987 году – уже 96 человек.

После того как в Китае к началу XXI века стали развиваться информационные технологии, изменилось и положение с сельским хозяйством. «Зеленая революция» 70-х годов позволила стране накормить свое огромное население. А 2001 год стал рекордным по производству основного продукта питания китайцев – риса. Его было произведено так много, что съесть весь рис миллиардное население Китая не может. Поэтому из риса стали делать автомобильное и ракетное топливо. Осенью 2001 года в Китае была запущена ракета на «рисовом» топливе.

Столь мощный прирост производства продуктов питания связан с различными программами научных исследований в сельском хозяйстве, финансируемыми государством. Иными словами, все общество профинансировало научные исследования, которые затем (с помощью государственных экспертов) были внедрены фермерами. Собственно и сама «зеленая революция» стала результатом реализации нескольких крупных научных программ, позволивших создать новые сорта растений, в том числе низкорослые сорта пшеницы и риса. Эти сорта гораздо более продуктивны, не полегают, проще убираются. А разработаны они были, во многом, за счет моделирования на мощных компьютерах.

Можно сказать, что на Земле еще имеется достаточный потенциал по производству сельскохозяйственных продуктов. Земля сможет прокормить гораздо больше, чем 6 млрд. сегодняшних жителей. Необходимо только, чтобы и в других странах производительность труда в сельском хозяйстве также поднялась до уровня развитых стран.

Со спутника виднее, по Internet быстрее

Земледелие и сегодня остается одним из наименее устойчивых производств – слишком велика зависимость урожая от погодных условий. Даже в США, где в обустройство земли вложены огромные средства (более 1 млн. долларов на каждый гектар пашни), сильные засухи регулярно губят урожай. И это притом, что поля подключены к системам искусственного орошения. В других частях мира ситуация еще хуже: холодное лето (как во многих частях России), избыток или недостаток влаги (что характерно для многих стран с теплым климатом). Иными словами, климатические условия и сегодня еще остаются одним из главных факторов, определяющих урожай.

Полностью исключить влияние природных условий на урожай нельзя, но сократить можно. Для этого на поля подводится вода, прокладываются дренажные трубы. К сожалению, там, где температурные условия благоприятны для растениеводства, воды не хватает. Это верно как для России (Заволжье, Северный Кавказ, Черноземье), так и для стран Европы, Северной Америки, Австралии, Ближнего и Среднего Востока, Северной Африки. А там, где воды с избытком, мало солнца, например в Сибири. Поэтому проблема орошения остро стоит для большинства стран – производителей зерна. Надо отметить, что вода – дорогое и дефицитное сырье, требующее рационального использования. Поэтому вопрос организации оптимального полива сегодня один из самых актуальных для сельского хозяйства.

Во Франции фермер может заключить договор на предоставление информации об уровне влаги на полях. Расположение полей может быть произвольным. Мониторинг полей проводится с разведывательных спутников, которые пролетают над любой точкой Франции каждые 45 минут. В зависимости от цвета растений определяется уровень влаги в них. Эти данные передаются в наземный центр, из которого они уже по электронной почте поступают на компьютеры тех фермеров, которые оплатили эту услугу.

Таким образом, фермер каждые 45 минут получает информацию, позволяющую ему своевременно принять решение о необходимости полива. Если надо, можно пустить воду на поля. Естественно, необходимо оплатить воду. Информация об уровне влажности, конечно, стоит денег, но эти расходы окупаются за счет минимизации расхода воды. Информационные технологии в данном случае позволяют также существенно экономить воду, что принципиально важно и для экологии.

Почти промышленность

Для того чтобы еще меньше зависеть от климатических условий, уже давно многие растения выращиваются в теплицах (в закрытом фунте) – помидоры, огурцы, перец, бананы, баклажаны и многое другое. Последние годы площадь теплиц постоянно растет не только в регионах с низкой температурой, но и в теплых странах: даже здесь теплицы дают больший урожай, чем самое ухоженное поле. Сегодня для покрытия теплиц используются различные материалы, а не исключительно стекло: новые материалы не только дешевле и легче стекла, но и пропускают необходимую часть спектра поступающей солнечной энергии. Принципиально важно, что в теплице может быть создан необходимый для данного растения микроклимат, а также соответствующие различным периодам роста растения условия, в частности продолжительность светлого и темного периода суток.