Новые законы робототехники

Роботы в России как цветы — расцветают весной. Одно за другим в апреле проходят мероприятия, по которым можно судить о состоянии робототехники в мире и о возможностях России развивать это направление. «Затравочным» мероприятием стала сессия по роботам и искусственному интеллекту (ИИ) на Российском интернет-форуме. А уже через день прошла международная конференция по робототехнике Skolkovo Robotics 2017 — крупнейшее мероприятие в России по этой тематике: более 5500 зарегистрировавшихся.

Перемены на рынке

Пока основную массу роботов на рынке составляют индустриальные роботы, применяемые на производстве, но в ближайшие год-два ожидается существенное изменение рынка. Итоги предыдущего года еще не опубликованы, но в 2015 году общий оборот рынка роботов составил 35 млрд долларов.

По прогнозам Международной федерации роботов (IFR), с 2016 по 2019 год в мире будет установлено 1,4 млн индустриальных роботов. Поставки на этом рынке растут в среднем на 14% в год, и в текущем году прогнозируется установка 322 тыс. индустриальных роботов. Эти данные были представлены Гудрун Лиценбергер, генеральным секретарем IFR.

Многоцелевая робототехническая платформа «Муром»

Фотография: Мария Крючкова

Госпожа Лиценбергер напомнила, что по общим поставкам роботов лидирует Китай — 68 556 штук в 2015 году (данные за 2016-й еще не опубликованы), который почти вдвое обгоняет Южную Корею, установившую 38 285 роботов в 2015 году. Однако при расчете «плотности» обеспечения робототехникой Поднебесная оказывается на вторых ролях: 49 роботов на 10 тыс. рабочих промышленной сферы — это меньше, чем в среднем по миру (подводит большая численность населения). Самая роботизированная страна — Южная Корея, в которой на 10 тыс. сотрудников приходится 531 робот. Следом с значительным отставанием идут Япония, Германия и США. Напомним, что в России «плотность» индустриальных роботов оценивается в два устройства на 10 тыс. человек. При этом отмечается падение числа установок после 2013 года — видимо, из-за повышения курса доллара и санкций.

Отметив эту грустную тенденцию, Гудрун Лиценбергер показала и новую точку роста для нашей страны. Она отметила взрывообразный рост другой категории роботов — сервисных, помогающих человеку в рабочей или домашней деятельности. Под это определение подходят и уже привычные роботы-пылесосы, и сельскохозяйственные аппараты для ухода за скотом, и еще мало распространенные роботы социального назначения, помогающие осуществлять уход за больными.

Стоит отметить, что IFR очень придирчиво подходит к названию «робот», потому что с 2016 по 2019 год прогнозируются поставки 31 млн устройств для помощи по дому и еще 11 млн развлекательных. Из трендов в сфере сервисных роботов для человека IFR отмечает медицинские устройства (для обследования пациентов и проведения операций), а также экзоскелеты (для восстановления больных и облегчения операций, требующих тяжелых физических нагрузок).

Что касается профессиональных сервисных роботов, то быстро развивается сектор логистики: в 2016–2019 годах поставки роботов для автоматизации складов обгонят по поставкам все оборонные и сельскохозяйственные устройства, вместе взятые: 175 тыс. против 75 и 35 тыс. соответственно.

Коллаборативные роботы

Гудрун Лиценбергер отметила, что одна из основных тенденций в робототехнике — развитие коллаборативных роботов, коботов. Им также был посвящен отдельный доклад доктора Михаэля Хофбаура из института Joanneum Research, специализирующегося на робототехнике и механотронике.

Он указал, что сейчас наблюдается значительный рост продаж роботов нового типа. Первоначально индустриальные роботы были рассчитаны на единоличное использование, их даже огораживали, чтобы не нанести вреда рабочим на производстве. Однако, несмотря на повышение производительности в разы, роботы не смогли показать такую же гибкость в операциях, как связка робота и человека. Поэтому сейчас наблюдается взрывной рост производства коллаборативных роботов, способных выполнять совместные действия с людьми или с другими роботами.

Безопасность деятельности коботов описывается стандартом ISO 10218. Чтобы выполнять его, они должны быть более точными, чем обычные индустриальные роботы, дабы не нанести травму при работе в одном пространстве с человеком. Они должны быть и легче, чтобы облегчить последствия случайных столкновений.

Один из элементов коботов — сенсорная кожа: они должны остановиться, если почувствуют касание. Аппараты ранжируются по безопасности, кроме точных движений и сенсорного контроля свободы пространства, должен быть предусмотрен контроль скорости и ограничение прикладываемого усилия. В конструкции должна быть предусмотрена обработка элементов, с которыми взаимодействует человек, чтобы он не поцарапался, когда чинит или настраивает их. Всего предусмотрено четыре варианта работы на конвейере: робот—робот, робот и человек, работающие рядом над своими задачами, робот и человек, работающие над одним объектом, и человек—человек.

На выставке Skolkovo Robotics Московский технологический институт (МТИ) представил аппарат одного из мировых лидеров по производству коботов Universal Robots и настроил его на раздачу кофе (включение кофемашины и подача наполненного стакана). При этом устройство не было огорожено. Жертв зафиксировано не было.

Беспилотный трактор сам вспашет поле, засеет и соберет урожай

Фотография: Мария Крючкова

Нюансы российской революции

Хотя духу Индустрии 4.0 близка концепция «производство роботами роботов» (без участия человека), до сих пор возможность ее принципиального осуществления показана на считаном числе предприятий. Для большинства заводов более эффективно сотрудничество робота и человека. При этом важно включить людей в киберфизические системы, не только оцифровав стадии производственного цикла, но и отслеживая деятельность человека.

Казалось бы, вопрос в определении эффективности линий разного рода: состоящих только из роботов и сочетающих в технологических процессах быстроту и точность автоматов с гибкостью человеческого подхода. Однако на международной инвестиционной конференции Russian Tech Tour, прошедшей 26–27 апреля 2017 года в Москве и Иннополисе, отметили другой аспект роли человеческого фактора при осуществлении промышленной революции четвертого поколения в России.

Заместитель министра экономического развития РФ Олег Фомичев считает, что переход на Индустрию 4.0 будет увязан с регулярной переподготовкой: «Ключевой вызов — это человек, это образование. С этого года начинаем терять трудоспособное население по 800 тысяч человек в год». По его мнению, решением проблемы будет переобучение населения, которое работает сейчас. Раньше вакансии в новых областях закрывали выпускники учебных заведений — они обладали нужными компетенциями или получали их в процессе работы. Сотрудники более старшего возраста дорабатывали, используя старые навыки. Однако сейчас так не получится из-за дефицита рабочей силы.

Помощник президента Российской Федерации Андрей Фурсенко отметил, что важно приобретать не только навыки в определенной профессии, но «софт-скилс», неспециализированные способности, повышающие производительность труда (например, навыки переговоров, совместной работы и т. п.). Он отметил, что необходимо понимать, не только как осуществить технологическую революцию (или даже серию технологических изменений), но и цель ее осуществления.

Родившаяся в России венчурный капиталист Александра Джонсон подтвердила, что в США, в частности в Кремниевой долине, необходимость постоянного обучения для осуществления технологических изменений удовлетворяется за счет множества образовательных мероприятий. Начинающий бизнесмен в Долине получает опыт сотрудничества с уже состоявшимися предпринимателями, а также имеет возможность в любой момент повысить свой уровень профессиональных или неспециализированных навыков.

Российские производители готовы к образовательному процессу, который Олег Фомичев считает необходимым для совершения в стране четвертой технологической революции. На выставке Skolkovo Robotics было представлено несколько комплектов для создания роботов, которые позволят энтузиастам практиковаться в робототехнике, механотронике и даже в применении нейротехнологий. Так, «КБ Аврора» демонстрировала набор RoboRace для создания беспилотных машин, а проекты «Юный нейромоделист» и «Учебный конструктор БАС» (сбор дрона) получили финансирование в рамках Национальной технологической инициативы.

По словам экспертов, присутствовавших на Skolkovo Robotics, Россия — одна из немногих стран, создающих собственные комплекты для обучения робототехнике, которые значительно расширяют вариативность программ обучения по сравнению со стандартным подходом — использованием Lego Mindstorm.

Конфликты людей и роботов

На Skolkovo Robotics, кроме выставки существующих образцов и обзора состояния дел в различных областях, были проведены дискуссионные панели с экспертами в области искусственного интеллекта (ИИ), робототехники и социальной проблематики. Так, Александр Крайнов, руководитель службы компьютерного зрения «Яндекса», считает, что рассуждения о потенциальной необходимости наделить роботов правами личности происходят из-за недостаточного понимания сути их работы. В качестве иллюстрации он предлагает представить их несколько веков назад — тогда их и богами могли бы признать: «До того момента, когда они реально смогут показывать уровень, достаточный для принятия участия в нашем обществе, еще очень-очень далеко».

Promobot — знаменитость, его уже продают и в России и за рубежом

Фотография: Мария Крючкова

А вот договоренности людей о том, как должны себя вести роботы, необходимы. Ольга Ускова, президент группы компаний Cognitive Technologies, считает, что у нас есть всего несколько лет, чтобы установить международные правила для беспилотных автомобилей. К 2021 году ведущие автопроизводители планируют завершить эксперименты и начать массовый выпуск беспилотных автомобилей: «Если к этому времени мы не договоримся, то нас могут ждать кровавые времена из-за смешанного движения», — предупреждает г-жа Ускова. Хотя специалисты по этике считают, что автономный автомобиль должен выбирать образ действий, который принесет наименьшие повреждения всем участникам движения, производители могут иметь свое мнение.

Например, представитель Mercedes объявил, что их беспилотные автомобили всегда будут заботиться о безопасности пассажиров, даже если придется пожертвовать пешеходами. Позднее руководство компании заявило, что слова сотрудника были не вполне верно истолкованы. Очевидно, что производители автомобилей не заинтересованы в повышении их опасности для покупателей, пусть и в целях заботы о пассажирах (и покупателях). Однако Александр Крайнов предсказывает, что открытое пренебрежение интересами тех или иных участников движения приведет к запрету на автомобили, которые будут действовать по этим правилам.

Участники панели «Роботы и человек» отметили, что текущие системы, называемые искусственным интеллектом, пока не тянут на такое гордое название, а просто представляют собой примеры машинного обучения. Ранее на РИФ-2017 Альберт Ефимов, руководитель робототехнического центра «Сколково», отметил, что сейчас распространен специализированный ИИ, нацеленный на выполнение определенной задачи. При этом ИИ уже успешно отнимает работу у людей, и далеко не всегда в низкооплачиваемых сферах, как предсказывалось ранее. Все участники панели — основатель компании Biolink Евгений Черешнев, руководитель рабочей группы «Нейронет» НТИ Андрей Иващенко и кандидат филологических наук, доцент кафедры гуманитарных проблем информатики Томского государственного университета Надежда Зильберман — отметили проблему с роботами. Распространение использования роботов в производстве порождает неравенство — как социальное (кто-то теряет работу, кто-то нет), так и между странами (применяющие роботов резко повышают свою производительность), но безболезненного выхода из ситуации практически нет.

Российский задел

Немало проектов в российской робототехнике в медицинской области. Пожалуй, наиболее интересное устройство — «Экзоатлет». Это экзоскелет, возвращающий людям с нарушенной двигательной функцией возможность передвигаться. В прошлом году он прошел медицинскую сертификацию, и 20 устройств были поставлены в московские клиники. Стоимость устройства составляет 3,5 млн рублей, но для частных покупателей планируется разработать за 1,5 млн рублей. По данным производителя, это дешевле западных аппаратов с аналогичными функциями.

Отечественные производители показали успехи в нейроассистивных технологиях — создании устройств, помогающих инвалидам приблизиться к нормальной жизни: протезов, электрифицированных инвалидных колясок; кроме того, они продемонстрировали нейроинтерфейс. Свою конкурентоспособность отечественные разработчики доказали, заняв высокие места на международном соревновании «Кибатлон-2016» в прошлом году. Пять российских команд заняли места с четвертое по шестое, пропустив вперед только коллективы, представлявших лидеров этого рыночного сегмента — компании Ossur, Otto Bock и подобных. При этом компания «Орто-Космос» участвовала в соревнованиях с протезом бедра, производимым серийно. Резиденты «Сколково» Motorica и Kleiber Bionics разработали программируемые протезы рук, которые позволяют совершать действия, требующие работы пальцами.

Roborace компании «КБ Аврора Роботикс» позволяет покопаться в устройстве беспилотного автомобиля

Фотография: Мария Крючкова

Заявление Илона Маска о создании компании Neurolink, которая будет разрабатывать инвазивную систему с большим количеством электродов для точного измерения электрических потенциалов мозговой активности, подогрело интерес к этой теме. Но работа в этом направлении в мире ведется уже давно, причем достаточно большой прогресс достигнут и в неинвазивных системах (не требующие сверления черепа и проникновение электродов в мозг). В частности, системы «мозг—компьютер» позволяют парализованным людям набирать текст на экране или управлять инвалидной коляской. Компания Neurobotics показала, что ее программные разработки находятся на мировом уровне (она заняла шестое место на «Кибатлоне-2016» в категории BCI, «интерфейс мозг—компьютер»). Если нейроинтерфейс войдет в повседневную практику, то у России есть хорошая теоретическая подготовка и программные наработки в этой области. Хотя компоненты для сборки шлема, снимающего сигналы мозговой активности, применяются зарубежные.

Еще одна сфера, в которой российские компании работают на международном уровне, — беспилотные аппараты. Чаще всего летающие, реже — беспилотные судна, автомобили и даже автопогрузчики.

Например, стартап TraceAir создал облачную веб-платформу для контроля качества и стоимости строительства. Видеоданные собираются беспилотными летательными аппаратами, а их анализ и визуализация проводятся с помощью фирменных алгоритмов и ПО. Стартап оказался насколько удачным, что его основная деятельность перенесена в Кремниевую долину.

Компания «Геоскан» создает не только трехмерные карты местности, но и дроны собственной конструкции. На заседаниях рабочей группы «Аэронет» НТИ регулярно рассматриваются проекты беспилотных летательных аппаратов, имеющих характеристики на уровне мировых аналогов. Если рынок любительских коптеров плотно оккупировали DJI и GoPro, то в сфере аппаратов для B2B-рынка пока остаются ниши — задач много, техника нужна слишком разная, что позволяет российским компаниям создавать аппараты, специализированные под конкретные задачи: мониторинг, обработка сельскохозяйственных посадок и т. п. 

На Skolkovo Roborics 2017 КБ «Аврора», занимающееся самоуправляемыми транспортными средствами, представила беспилотный трактор Agrobot, испытания которого начались осенью прошлого года. Компания в конце 2016 года также начала продажи вышеупомянутого конструктора для создания беспилотника RoboRace. Он включает в себя макет электромобиля и датчики, в том числе навигационный чип и камеры для ориентации в пространстве. Управление производится с пульта управления или с ноутбука.

Компания RoboCV продемонстрировала работу беспилотного автопогрузчика. Эта компания использует собственные разработки по компьютерному зрению. На выставке ее аппарат совершал операции по перевозке и укладыванию паллет на территории, отгороженной от людей.

Есть в России и попытки создать своих антропоморфных роботов. Компания Promobot привезла на выставку одноименное устройство. Аппарат не очень походит на человека, но умеет распознавать и запоминать собеседника и поддерживать несложную беседу. Он позиционируется как аппарат для привлечения клиентов в торговых центрах и банках и для общения с посетителями. На данный момент проданы десятки экземпляров в России и за рубежом.

Робот «Деревяка» отлично ладит с детьми: за разгаданные загадки он дает конфету

Фотография: Мария Крючкова

Более человекоподобный экземпляр — AR-600Е, производимый компанией «Андроидная техника», — был показан как образец робота для обучения студентов программированию такого рода устройств. Возможно, сотрудничество с учебными организациями позволит сделать из него полноценного сервисного робота. Напомним также, что в середине апреля была продемонстрирована стрельба с двух рук роботом по имени Федор, предназначенным для работы в космосе.

Национальная особенность робототехники

Гудрун Лиценбергер, рассказывая о мировом рынке роботов, основываясь на данных IFR, отметила, что ассоциация насчитала в 2015 году 600 производителей сервисных роботов. Для России обнаружилась особенность в распределении производителей: почти всю продукцию производят стартапы, тогда как в развитых и развивающихся странах — меньше трети. Это показывает неразвитость этой отрасли в России, но можно и порадоваться за институты развития, которым удалось создать условия для развития молодых бизнесов в этой отрасли.

В России у стартапов есть типичная проблема: те из них, у которых амбиции вырастают за пределы страны, стремятся переехать в Кремниевую долину или в другие локации в развитых странах. Участники Russian Tech Tour обсуждали, что может помочь оставить стартапы в России. Полностью или частично — например, сохранить за Россией часть интеллектуальных прав или отдел исследований и разработки компании.

Александра Джонсон считает, что бесполезно удерживать стартапы, когда они вырастают до международного уровня, можно только работать над тем, чтобы местный рынок стал для них привлекательным.

Протезами Kleiber bionics и «Моторика» владелец может действовать почти также, как здоровой рукой

Фотография: Мария Крючкова

А вот Алексей Тукнов, инвестиционный директор Maxfield Capital, настроен более оптимистически: «Ключевая задача стартапа на ранней стадии — привлечение инвестиций и первые продажи. Если компания не решает эту задачу, она закрывается. Чтобы стимулировать компании оставаться в России, необходимо работать над увеличением концентрации компетенций, экспертизы и капитала. На практике это может быть реализовано в доступе к smart money — квалифицированным венчурным фондам, которые могут помочь с выходом на внешние рынки, а также с доступом к крупнейшим корпорациям, которые могут выступить клиентами стартапа».

Александра Джонсон также отметила необходимость развития института частных инвесторов в стране, потому что венчурные капиталисты традиционно предпочитают синдицированные сделки (когда вложение осуществляется несколькими инвесторами), поэтому им необходимы партнеры в России.

Важно также, чтобы решения, которые сейчас рождаются в нашей стране, перестали быть единичными. Вокруг разработок, которые смогли стать конкурентоспособными, необходимо выращивать экосистему, обеспечивающую решение сопутствующих задач: от инжиниринговых решений и проблем развития ИИ до поисков финансирования и продаж по всему миру. Иначе разрозненным компаниям будет слишком легко и соблазнительно оторваться и перенестись туда, где среда пусть и конкурентная, но способная поставлять кадры и клиентов.