Автомат (механизм)

Слово англ. automaton является латинизацией древнегреческого греч. αὐτόματον, означающего «действующий по собственной воле». Впервые употреблено Гомером для описания автоматически открывающейся двери^[2] или автоматического движения повозок на колёсах^[3]. Чаще всего используется для обозначения неэлектронных движущихся машин, особенно имитирующих действия человека или животного, таких как фигурки на старинных башенных часах или кукушка и другие движущиеся фигуры на часах с кукушкой.

В греческой мифологии встречается множество примеров автоматов: Гефест создавал автоматы для своей мастерской^[4][5]; Талос был бронзовым человеком; у царя Алкиноя были золотые и серебряные сторожевые псы^[6][7]. Согласно Аристотелю, Дедал использовал ртуть для приведения в движение деревянной статуи Афродиты^[8][9].

Автоматы эллинистического мира предназначались как инструменты, игрушки, объекты религиозных церемоний или прототипы для демонстрации научных принципов. Известен ряд вододействующих автоматов, построенных Ктесибием, первым руководителем Александрийской библиотеки, например, он «использовал воду для свиста и движения модели совы. Он изобрёл первые в мире 'часы с кукушкой'». Традиция продолжилась у таких изобретателей, как Герон Александрийский, описавший сифоны, противопожарный насос, водяной орган, эолипилу и программируемую тележку^[10][11]. Известен также Филон Византийский.

Из сложных механизмов сохранился только антикитерский механизм, древнейший из известных аналоговых компьютеров^[12]. Считается, что он мог происходить с Родоса, где существовала традиция механического конструирования; остров славился своими автоматами.

Согласно еврейским преданиям, царь Соломон использовал автоматику в своём троне: механические животные встречали его, короновали и подавали свиток Торы^[13].

В древнем Китае описание автомата встречается в книге Ле-цзы, где описан человекообразный автомат, демонстрировавшийся царю Му из Чжоу инженером Янь Ши ещё в XI веке до н. э^[14].

Среди известных примеров также голубь Архита, летающие деревянные птицы Мо-цзы и Лу Бана^[15][16].

Традиция создания автоматов сохранялась в греческом мире вплоть до Средневековья. В 949 году посол Лиутпранд Кремонский описывал автоматы в императорском дворце Феофила в Константинополе — бронзовых львов, издававших рычание, и дерево из позолоченной бронзы с поющими птицами^[17].

В VIII веке появляются первые ветряные автоматы: статуи, вращавшиеся под действием ветра над куполами дворцов Багдада. В это же время Джабир ибн Хайян приводит формулы для создания искусственных змей, скорпионов и людей, управляемых создателем. В 827 году халиф аль-Мамун разместил во дворце в Багдаде автодерево с поющими металлическими птицами^[18]. Точно такое дерево стояло и у халифа Аль-Муктадира в 917 году^[19]. В IX веке братья Бану Муса описали программируемого автоматического флейтиста в «Книге хитроумных механизмов»^[20].

Ал-Джазари в 1206 году описал сложные гуманоидные автоматы — например, лодку с четырьмя музыкантами, выступавшую на пиру^[21][22]. Его автоматизированный механизм позволял менять ритмы игры при перестановке штырей^[23].

Ал-Джазари также сконструировал автомат для мытья рук, пригодив современный смывной механизм унитаза. Его «павлиний фонтан» — более сложный набор с героями-слугами, подающими мыло и полотенце при определённых условиях^[24].

В Китае в 1066 году Сун Су построил водяные часы с автоматическими фигурками, отбивающими время^[25]. В Индии трактат «Самарангана сутрадхара» (XI век) содержит инструкции по созданию автоматизированных механизмов, включая механических пчёл, кукол, фонтанов в форме людей и животных^[26].^[27][28]

В эпоху Возрождения интерес к автоматам значительно возрос. Труды Герона переводились и издавались в Европе. В садах создавались гидравлические и пневматические автоматы.

Джованни Фонтана (1420) создал работы, включающие механическую марионетку верблюда и статую Марии Магдалины, а также дьяволов и животных, приводимых в движение ракетами^[29]. Крупные башенные астрономические часы с автоматами стали зрелищем в городах: Страсбургские астрономические часы (XIV век) включали движущихся животных и фигур, в том числе петуха; аналогичные были построены в Праге (1410 г.), а с XVI века стали изготавливаться сложные часы с автоматами в немецких вольных городах^[30].

Леонардо да Винчи приписывается создание механического рыцаря и механического льва (1515 г.), позднее воссозданных по его чертежам^[31].

В XV–XVIII веках широкое распространение получили автоматы-животные, музыкальные автоматы и сложные часы с движущимися фигурами; среди известных мастеров — Жак де Вокансон (создатель автомата-флейтиста, «Тамбураниста» и «переваривающей утки»), Пьер Жаке-Дро, Анри Майярде и др. Появились автоматы с программированием с помощью перфокарт (ткацкий станок Жаккара, 1801). Многие шедевры были созданы для рынков Европы и Китая^[32].

В XIX–XX вв. автоматы служили как аттракционы, развлечения, модели для фокусов и  демонстраций. Итальянский изобретатель Инноченцо Манцетти сконструировал большое фигурное устройство, исполнявшее различные музыкальные арии. С конца XIX века (с 1860 по 1910 гг.) считается «золотым веком автоматов»: во Франции массово производились механические певчие птицы, куклы, используемые как игрушки и предметы коллекционирования.

В XX веке развивается абстрактная теория автоматов (конечные автоматы и др.), применяемая в информатике, физике, биологии, лингвистике^[33]. Современные автоматы создаются преимущественно как арт-объекты, напр., работы Cabaret Mechanical Theatre (Великобритания), Тео Янсена («страндбисты» — большие конструкции, двигающиеся под воздействием ветра на пляже).

В 2016 году в рамках программы NASA Innovative Advanced Concepts изучался автоматический ровер AREE, способный работать на поверхности Венеры. В отличие от обычных роботов, он задуман как механический автомат без сложной электроники^[34].

С конца 2010-х годов развитие искусственного интеллекта (ИИ) ускорилось, превратив его из теоретической концепции в практически применяемый инструмент. В 2017 году программа AlphaGo от Google DeepMind одержала победу над лучшим в мире игроком в го, что стало прорывом, поскольку игра требует интуиции, а не только перебора вариантов^[35]. На её основе была создана нейросеть AlphaZero, которая за несколько часов самообучения достигла сверхчеловеческого уровня в шахматах^[35]. В 2018 году Google представила технологию Duplex — ИИ-ассистента, способного совершать телефонные звонки с речью, неотличимой от человеческой^[36].

Ключевым этапом стало появление больших языковых моделей (LLM). В 2019 году компания OpenAI представила модель GPT-2, продемонстрировавшую способность генерировать осмысленные тексты^[37]. Год спустя была выпущена значительно более мощная модель GPT-3, основанная на архитектуре «трансформер»^[38]. В этот же период ИИ начал активно применяться в науке, в частности для анализа медицинских изображений, генетики и ускоренной разработки лекарств, что было особенно востребовано во время пандемии COVID-19^[39].

2022 год ознаменовался «бумом генеративного ИИ». В ноябре OpenAI открыла публичный доступ к чат-боту ChatGPT, что вызвало широкий общественный резонанс^[40]. Популярность приобрели нейросети для генерации изображений по текстовому описанию, такие как DALL-E, Midjourney и Stable Diffusion^[40]. В то же время DeepMind представила модель Gato, способную выполнять более 600 различных заданий, что было расценено как шаг к созданию сильного искусственного интеллекта^[41].

В 2023–2024 годах развитие получили мультимодальные модели, способные работать с разными типами данных. OpenAI выпустила GPT-4V для анализа изображений^[42], а затем представила модель Sora для создания видео по текстовому описанию^[43]. Значимым научным достижением стала платформа AlphaFold 3 от Google DeepMind, способная прогнозировать взаимодействие белков с другими молекулами, что ускоряет разработку лекарств^[44]. В этот период появилась концепция «ИИ-агентов» — автономных систем, способных самостоятельно выполнять задачи^[45], а в Европе был принят «Закон об искусственном интеллекте» — первый в мире комплексный документ, регулирующий отрасль^[42].

К 2025 году основными тенденциями стали массовое внедрение ИИ-агентов, интеграция ИИ в физические устройства («физический ИИ») и демократизация технологий за счёт снижения их стоимости^[46]. Появились новые архитектуры, такие как Google Titans^[47], и специализированное оборудование, например, настольный суперкомпьютер Nvidia DGX Spark и процессоры LPU от Groq для ускорения работы LLM. Российские компании также представили новые версии своих моделей: «Сбер» — GigaChat 2.0, а «Яндекс» — YandexGPT 4^[48].

Период с конца 2010-х годов ознаменовался значительным прогрессом в робототехнике, особенно в области создания человекоподобных и коллаборативных роботов (коботов). В 2018 году компания Boston Dynamics продемонстрировала робота-гуманоида Atlas, освоившего элементы паркура, что показало новый уровень мобильности и координации^[49]. Одновременно наметился тренд на распространение коботов — промышленных роботов, предназначенных для безопасной работы рядом с человеком. Например, компания Universal Robots выпустила линейку e-Series, упростившую их настройку и внедрение^[49].

Пандемия COVID-19 в 2020 году ускорила внедрение роботов в здравоохранении для дезинфекции и доставки, а также в логистике для автоматизации складов и организации доставки «последней мили»^[50]. В этот период технологические гиганты начали активно развивать собственных человекоподобных роботов. В 2022 году Tesla представила рабочие прототипы робота Optimus^[51], а британская компания Engineered Arts — робота Ameca со сверхреалистичной мимикой.

К 2023–2025 годам начался этап коммерциализации гуманоидных роботов. Компания Agility Robotics начала строительство фабрики RoboFab для массового производства своего робота Digit^[52], который в 2024 году был официально внедрён на складе логистической компании GXO^[53]. В 2025 году было объявлено о начале использования роботов Atlas на реальном производстве и о планах по запуску производства Tesla Optimus^[54][55]. Прогрессу способствовала интеграция ИИ: например, модель RT-2 от Google DeepMind была создана для наделения роботов способностью к рассуждению.

Помимо гуманоидов, развитие получили и другие виды роботов. В 2025 году южнокорейский четвероногий робот RAIBO2 стал первым в мире, пробежавшим марафонскую дистанцию^[56]. Продолжилось совершенствование медицинской робототехники, в частности платформы da Vinci^[49], и промышленных коботов, которые стали ключевым трендом на «умных фабриках»^[57].

Автоматические часы — часы, в конструкции которых встроены движущиеся фигуры, активирующиеся в определённый момент времени (час, полчаса, четверть часа). На старинных часах обычно изображались религиозные или мифологические персонажи (Смерть, Время и др.), позже — современные деятели. Примером служат часы на колеснице и часы с кукушкой. В Японии и сегодня популярны автоматы-часы, хотя в Европе они ассоциируются со средними веками.

В теории автоматов часы рассматриваются как временной автомат, разновидность конечного автомата. Это означает, что часы имеют конечное число возможных состояний (например, 43 200 комбинаций положений стрелок); переход между состояниями происходит с фиксированной частотой. На каждый следующий шаг автомата влияет предыдущий — например, решается, требуется ли особое действие типа появления куклы в часах с кукушкой^[58].^[59][60]