TECHNIK ZA OCEÁNEM
(díl sedmý)

Poznámka: Touto sérií navazuji na můj předešlý článek v AmberZinu, nazvaný "Identita či izolace", abych popsal některé specifické věci, se kterými se český technik potká, když se vydá na západ. Pochopitelně všecko závisí na zemi, ve které se octne - moje zkušenosti jsou pouze z Kanady a ze Spojených států, případně Japonska. Nedělám si nároky, že je to tak i jinde, jde mi spíše o rozdíly v myšlení, methodologii a praktické aplikaci. Pokud má někdo zkušenosti jiné či novější, případně otázky jakéhokoliv druhu, napište mi je prosím na mou adresu (viz dole).

-----

V Ontariu jsem brzo dostal místo u státní firmy, která navrhovala nukleární elektrárny, respektive jejich automatické řízení. Moderní polovodičové pohony a instrumentaci jsem už zvládal a to ostatní - jako obyčejně, jsem se musel naučit. Ale to se musí učit každý a pořád. Dnes už dokonce zastaralé pravidlo říká, že obsah oboru se za deset let zdvojnásobí. K tomu je třeba dodat, že skoro polovina toho starého už zase neplatí, takže kdo ustrne, má k disposici za deset let už jen čtvrtinu původni znalosti. Zastaralé, protože ani ten dvojnásobek už dnes nebude přesný, možná, že už je to tří- či čtyřnásobek. Není divu, že asociace ontárijsých inženýrů pomýšlí o pravidelném přezkušování svých členů. A není divu, že inženýři už nad tím dnes roní krvavé slzy. Pravda, zatím jde jen o formulář, kde se budou popisovat zkušenosti minulých deseti či kolika let, ale pokud vím, medicindoktoři už to musí dělat dávno, tož nic nového pod sluncem.

Jde pochopitelně jen o to, aby profesionál zůstal na úrovni, ale na druhé straně se stejně nikdy pořádně nedovíte, jak dalece se časem zaprášil či zrezavěl. Hlavním arbitrem by tu měla být firma, která ho zaměstnává. Dělal jsem ve výzkumu a vím, jak je těžké pracovat s technologií, která je nová, nebo která se teprve tvoří. Chce to intuici, technickou inspiraci a jak říká starý vtip, hlavně perspiraci (pot). Pravda, za některé novinky jsme vděčili také náhodě, ale jak už prohlásil Pasteur: "Náhoda obšťastňuje jen duchy připravené."

Prostředí u naší firmy bylo příjemné, téměř akademické. S chutí, která je u mě příznačná, hlavně tedy když začínám, jsem začal modernizovat různé designy. Protože jsem přišel z místa, kde se vyráběly počítače, uplatňoval jsem hlavně to, co jsem znal dobře. Puvodní návrh používal logické moduly, které se zasunovaly do etáží v kabinetu, zvaných "frames", jejichž vzájemné propojení bylo vzadu vydrátováno. To jsem vyměnil za tištěnou "motherboard". Drátovačku ve skříni - tady se říká ušlechtile "kabinet" - jsem nahradil plochými kabely, navíc s konektory. Výroba se zrychlila asi třikrát, zkoušení také a spolehlivost daleko víc. Nemluvě o snadnosti výroby, kde se už nemuselo používat zacvičených pracovníků a jednotlivé dráty se nemusely během zapojování značkovat, případně pracně prozvánět - když totiž vůbec neexistovaly, že ano.

Jenže když máte dobrý nápad, nesmíte se zastavit na půl cestě, pravě naopak, to má vaši inspiraci ještě víc popohánět. Když ne vaši, tak to popožene tu konkurenční. Vybavil jsem ploché kabely konektory, do kterých se zapojila, to už na elektrárně, krabička s mikroprocesorem a programem na čipech, který automaticky zkoušel spoje a později mohl i zkoušet funkčně celý kabinet, případně i ty ostatní, tedy celý systém.

To samé pochopitelně, když něco nepracovalo a musel se dělat troubleshooting. Jelikož se jednalo o bezpečnostní systém, vymyslel jsem emulátor, který sekvenčně přiváděl jednotlivé chybné signály na vstupy, jeden po druhém. Když výstup signalizoval alarm, tak to bylo znamemí, že systém dobře pracoval a přivedl se další signál. Pokud to nezapnulo alarm, byla někde porucha, test se zastavil a signalizoval tutéž. Tak jsme mohli nerušeně během 100 milisekund otestovat víc, než dříve za hodinu. Jak dalece to ušetřilo práci opravářům, to asi nemusím podotýkat. Mělo to výhody i pro mě - stal jsem se díky tomu vedoucím sekce.

Je zajímavé, jak něco, co je jinde už docela běžné, je v jiném odvětví ještě novinka. Vzpomínám na jeden český nápad ještě z doby, kdy se věda sice podporovala, ale míň už aplikovala - neříkejte, ono to pořád ještě je? Někdo přišel na to, umístit elektrody elektrokardiografu na hruď pacienta ve dvou párech a to oba páry v pravém úhlu. Na obrazovce se pak objevil obraz podobný Lissayousově elipse, tedy něčemu, co zná už dnes každý školák. Vtip byl v tom, že pro medikální účely to mělo ještě jiný význam: nepravidelnosti EKG křivky se tak daly lokalizovat. Dnes pochopitelně ultrazvukový skanr udělá lepší práci, ale i za tím byl nejříve zase nějaký dobrý nápad.

Při naší práci jsme bychom se už bez počítačů nikam nedostali a tak není divu, že většina analogových operací byla nahrazena digitálními, modelovalo se o sto šest a byli jsme i první na svetě, kteří plně zautomatizovali i bezpečnostní shut-down systémy. Potýkali jsme se s problémy malými i většími. Vzpomínám, jak jsem jeden vyřešil vlastně doma, na počítači Radio Schack II, tehdy nejlevnějším na trhu. Kvalita řešení totiž - věřte si to nebo ne - závisí hlavně na kvalitě programu a méně už na kvalitě počítače. Stalo se totiž, že při měření rychlosti pádu shášecích tyčí vykazovala kalibrační křivka jisté "plateau" a dokonce i nevysvětlitelný skok. Aproximoval jsem křivky a zjistil jsem, že nejlepší aproximace Taylorovou řadou je při použití exponenciály prvního a třetího stupně. Jelikož byla vstupní veličinou délka, jednalo se zřejmě o třetí mocniny vzdálenosti, tedy objem. Dalším výzkumem se pak už lehce zjistilo, že kabely tyčí byly místy pomačkány a i jinak deformovány.

Tehdy se začalo uvažovat i o imunitě elektronických obvodů. Naše TTL logika měla spínat při změně z 0,25 na 2,5 Voltu, ale přitom měla ignorovat špičky až tři kilovolty. Nejen, že se nesměla poškodit, ale ona ani nesměla přepnout! Zdálo by se to nemožné, kdyby si člověk neuvědomil, že šlo o špičky o trvání pár milisekund. Jindy jsme se měli problém, jak zjistit předem, kdy ta či ona valve (mechanický ventil) selže. Opět, v té době už existoval t.zv. voice-print, hlasová frekvenčně-energetická analogie otisku prstu (princip, na kterém mimochodem kdysi pracovali sovětší vědci-vězňové v GULAGu, ovšem tehdy ještě nenašli řešení, viz Solženicinův "První kruh". Stalin totiž chtěl po hlase identifikovat disidenty v telefonu). Byla to novinka a vymysleli jsme tedy "voiceprint" vibrací mechanických součástek, zapsaný v paměti počítače a srovnávali jsme ho den po dni, abychom zjistili zdraví našeho "pacienta".

Spolehlivost byla další taková doména, která se začala rošiřovat. Reliabilita bezpečnostních systémů na elektrárnách je dnes už asi stejného řádu, jako na kosmických raketách. Dociluje se toho nejen kvalitou součástek, ale hlavně sofistikovaným návrhem a redundancí, tj. náhradními obvody. Systémy jsou tak citlivé, že se naskýtá nový problém - náhodné špičky v procesu vám bezdůvodně zhasnou reaktor a jeden den prostoje pak znamená až milión dolarů, počítáme-li ušlý výdělek na vyrobené energii.

Pochopitelně ne každá technologická novinka se dá hned použít a ne každá se hodí zrovna na váš problém, ale přesto o všech musíte alespoň vědět, abyste našli to nejlepší řešení. Na to jsou tu technické časopisy, které na rozdíl od knih vám nedají bohaté informace, ale zato jsou aktuální a podporují vaši představivost. Pak pochopitelně následují semináře, odborné diskuze, firemní kurzy a technické debaty mezi kolegy. Státní výzkum také občas něco ukuchtí a publikuje, i když už třeba k aplikaci ani nedojde. Dalším, vlastně původním zdrojem by měly být univerzity - tedy jsou a nejsou. I když "aktuálnost" západních univerzit se udržuje stálým (a hlavně placeným) výzkumem přímo pro aplikační sféru, jako je třeba průmysl, soukromý výzkum je většinou daleko dál, i když je bohužel i hodně utajený. Tím, že "si na sebe musí vydělat", je nucen hledat konkretní a hlavně opravdu pracující řešení, tedy ta, která se dají brzo aplikovat a použít k výrobě. Protože našimi zákazníky byly elektrárny - i kanadské, ale hlavně ty v cizině - řešili jsme vždy problémy nejen konkretní, ale hlavně také naléhavé. To většinou u státního výzkumu chybí, problém si "vybírá" řešitel nebo jeho šéf. Záleží tedy jen na jejich odhadu, jestli nebudou vlastně vyvíjet jen "ještě kulatější" kolo.

V té době jsem se také nadchnul pro softvér. Co chcete, hodně programování už se dalo dělat i na "domácích" počítačích a po nějaké době tápání, kdy se vyrojilo tolik jazyků, že by na to nestačila ani babylonská věž, se konečně došlo k určitému kompromisu: to a to se hodí na to či ono. A tak jsem prošel kromě dnes už zcela neznámých "řečí" také Basic, Pascal, ano, byl jsem i členem Forth klubu na MacMaster univerzitě. Nakonec jsem přilnul k Prologu, který mi často udělal dobrou práci. Na standartní technické problémy už raději používám "matematické" programy jako třeba MathCad, anebo simulátory, pro opakované či menší výpočty stačí i spreadsheet.

Vzpomínám, jak si mi zcela nedávno jeden mladý programátor stěžoval, jak ti "pitomí elektroinženýři" neuměli tehdy ani programovat, pořád jen psali pomocí "go to", tedy to t.zv. "spagetti software". Byl překvapen, když jsem mu řekl, že tehdy ještě neexistovali univerzitou vyrobení programátoři, že se to psalo jen tak od boku a všichni se učili přímo "za pochodu", stejně tak jako on se v té době asi ještě učil počítat na prstech. Dovolil jsem si dokonce prorokovat, jak se bude jednou jeho syn divit, jakého měl zaostalého otce, když ještě programoval v jazyku C, Jávě a dokonce ještě používal klávesnici! To je tak: v každé době jsou vynálezci a kopíráci. A je také pravda, že obojí jsou nám potřeba, jenže větší nedostatek je těch z první kategorie.

Protože jsme se hodně věnovali průmyslové automatizaci, museli jsme se naučit i programovat t.zv. programmable controller, tedy PC (což je zkratka kupodivu starší než "PC" pro personal computers a pořád se ještě drží). Tyto gramované kontroléry pro průmyslovou auomatizaci se liší hlavně způsobem práce: ony totiž běží nekonečnou programovací smyčku, kde se všechny vstupy periodicky pořád čtou a přeruší je jen priority interrupt. Měly navíc svoji logiku, specielní programovací jazyky a silové výstupní členy. Také měly i jiné problémy, než jen najít správný algoritmus: většinou to bylo časování, sled signálů, mezní podmínky a nakonec to hlavní, spojení s živým světem a souhra s řízenými silovými členy, jako jsou motory a podobně. Dnes už se to děla i na těch druhých počítačích, podobných těm našim PC-čkám a i na to programování jsou pomocné programy, které uživatele téměř hýčkají a jsou t.zv. user friendly. Pro naše aplikace jsem ale raději používal námi navržené programované arrays (PAL čipy), opět asi tak pět let předtím, než se o jejich průmyslovém použití začalo mluvit už i ve slušnějších rodinách, už proto, že měly paralelní processing.

Také jsem uvítal, když se objevila nová disciplina: umělá inteligence (AI). Ne, že bych si myslel, že se mi té přirozené dost nedostává, ale už od začátku to vypadalo, že AI bude schopná nahradit nejtěžší lidskou práci - totiž myšlení. Že se tak nestalo, alespoň ne tak rychle, jak bychom chtěli, není ovšem vina našich počítačů. Náš mozek totiž pracuje úplně jinak a ty logiky, které jsme si pracně po tisíciletí vytvořili - přesněji řečeno zevšeobecnili tak, aby odpovídaly závěrům našemu způsobu myšlení, ty lze sice na dnešních počítačích aplikovat, ale sotva tam objevíme víc, než vymyslíme bez nich. Typickým příkladem jsou expertní systémy , které potřebují nejprve toho experta a které se od normálního člověka liší jen tím, že myslí lépe, rychleji a radostněji. I to je potřeba a má to svoje výhody. Podařilo se mi do jednoho takového programu vmontovat "pomocníka" operátora na elektrárně, tedy pro jeho určité funkce. Program mu pěti až deseti výběrovými otázkami - každou další otázku vybral podle předešlé odpovědi - dokázal zjistit příčinu problému. Srovnejte to s tím, že předtím musel operátor pokaždé listovat v 500ti stránkovém výtisku, přelouskat nejmeně pět poruchových flowcharts a ještě si dělat usuzování sám.

Pak se začaly objevovat discipliny, které se už víc přibližovali našemu ideálu AI : fuzzy logika, neural networks, genetické algoritmy a j. Pravda, umíme je sestavit, dávají (někdy) docela dobré výsledky, umí se také učit, ale k "myšlení" to má pořád ještě daleko. Však ani nevíme, jak naše lidské neurony pracují - mnohonásobné, paralelni propojení jejich výstupů ke vstupům dalších neuronů možná vysvětluje, proč těch několik tera-neuronů obsáhne rozsah vědomostí, o kterém se tisíckrát většímu giga-bytovému hard-disku ani nesní.

Přesto je AI moje oblíbená hobby a stále sleduji její pokrok, asi jako chodí lidé ke kartářce, i když jim už několikrát řekla, že příště určitě ten milion vyhrajou. Ale když už na ten milion čekáme, měli bychom se zatím my všichni trochu víc věnovat i té naší, nepříliš často a hlavně ne moc využívané, přirozené inteligenci.

(dokončení příště)

Copyright © 1999  Jan Hurych.
hurychj@hurontel.on.ca
Hurontaria, English-Czech magazine