Человекоподобные роботы: польза и проблемы антропоморфных механизмов
Идея сделать робота максимально похожим на человека появилась раньше, чем сами роботы, — в пьесе Карела Чапека R.U.R. (термин тоже придумал Чапек) роботы были полностью похожи на людей. Но нужны ли человекоподобные роботы на самом деле? Где используются андроиды и почему они так скупы на эмоции? Рассказываем в новой статье.
Специализированные роботы при сборке автомобилей, переносе грузов и выполнении других программ справляются со своими задачами значительно лучше людей, но кроме выполнения своего узкого круга обязанностей такие роботы ни для чего иного не годятся. Если нам нужен максимально универсальный робот, он должен комфортно чувствовать себя в человеческой среде и инфраструктуре, а значит, ему необходимо быть похожим на человека — в конце концов, робот-пылесос не сможет достать чашку с полки, а робот-сварщик не расскажет, как пройти в библиотеку.
Яркие исторические робоперсонажи
В 1927 году, спустя семь лет после написания пьесы R.U.R., американская Westinghouse Electric Company представила Мистера Герберта Телевокса — робота, принимавшего через телефон сигналы, которые активировали заложенную в нём программу. По утверждению создателя, Телевокс мог включить плиту или проверить, работает ли свет в доме. В некотором роде, Телевокс был не просто роботом, а составляющей «умного» дома. Антропоморфность в Телевоксе была лишь беcполезной декорацией.
Один из Телевоксов со своим создателем Роем Уэнсли. Источник: Acme Telepictures/NEA
Появившийся спустя 10 лет в США робот Elektro был ростом с человека и мог выполнять 26 различных действий, в том числе ходить. Он управлялся при помощи голоса, но реагировал не на слова, а на их число — два отдельных услышанных слова включали движение, три значили остановку, четыре любых сказанных слова возвращали Elektro в начальное положение. Отдельный мотор во рту помогал роботу надувать воздушные шары и… курить. Именно с тех пор человекоподобные роботы в основном сохраняют развлекательную направленность.
Робот Elektro и его робопёс Sparko. Источник: Daderot / Wikimedia
Лишь в 1970 году в Японии был представлен созданный Университетом Васэда первый человекоподобный робот, способный переносить грузы, — WABOT-1. Он умел общаться на японском языке, вычислял расстояния, выбирал направление движения и переносил в руках предметы.
WABOT-1 — первый человекоподобный робот, способный приносить пользу. Источник: Waseda University
Современные роботы и что с ними не так
Со дня появления Мистера Телевокса прошло 90 лет. Технологии за это время совершили колоссальный рывок, а человекоподобные роботы как были, так и остались развлекательным или информационным устройством с очень ограниченной сферой применения.
Одним из самых прославившихся в последние годы роботов стала Sophia от Hanson Robotics. Она умеет выражать до 60 эмоций, распознавать речь и генерировать ответы на основании собственного опыта и данных из интернета. София представляет собой лишь демонстрационную разработку, приносящую пользу как промо-проект, — по признанию экспертов, пока робот является обычным чат-ботом с весьма специфической мимикой, ничего по-настоящему полезного София не умеет.
Sophia — очень эмоциональный робот, но прозрачная крышка на затылке немного пугает. Источник: International Telecommunication Union
Другой робот-консультант, Айко Чихира (Aiko Chihira), созданный Toshiba, имеет более традиционную внешность и меньший, но более реалистичный набор мимики. Айко была представлена в 2014 году и сразу произвела фурор, а полгода спустя даже поработала пару дней консультантом в торговом центре в Токио. Чихира двигает глазами, головой и руками, в ней задействованы 43 двигательных механизма, робот распознает голос и отвечает репликами на хорошо поставленном японском или английском.
Робот Айко Чихира от Toshiba рассказывает о себе на выставке CEATEC 2014
В Toshiba Айко называют роботом для взаимодействия с людьми (communication robot). Разработчики рассчитывают использовать таких робоконсультантов в сфере услуг, а также в медицине для наблюдения за пациентами и общения с ними, однако все это случится в не самом ближайшем будущем. Айко не умеет ходить и сейчас может выполнять только функцию стационарного справочного бюро.
Айко Чихира на своём временном рабочем месте в торговом центре. Источник: Toshiba
Есть множество других человекоподобных роботов, менее известных, но не менее интересных: Actroid-SIT во время разговора смотрит в глаза и может прикасаться к собеседнику, а Harmony стала первым роботом для интима, способной поддержать разговор на пикантные темы. Но при текущем уровне развития технологий все они — дорогие стационарные собеседники и не больше. Учёные же мечтают о роботах-спасателях, разгребающих завалы, роботах-исследователях, работающих с инструментами в экстремальных условиях, роботах-помощниках, повторяющих ручной труд людей.
Универсальный антропоморфный робот — это очень сложная совокупность опорно-двигательного аппарата, механических конечностей, системы распознавания голоса, пространства и нейросетей, способных обрабатывать и понимать окружающую обстановку и голосовые команды. По отдельности в этих областях достигнуты определенные успехи.
Так, современные роботы могут поддержать разговор на уровне голосовых ассистентов типа Siri, однако пока разговор между машиной и человеком далек от диалога двух людей.
Прямохождение на двух ногах также совершило большой рывок за последние тридцать лет — стоит сравнить хотя бы неторопливые движения Honda E0 и пробежку Atlas. Правда, для обеспечения такой подвижности Atlas получил оборудования на 80 кг и рост около 180 см. Что же умеет этот, пожалуй, самый впечатляющий робот современности? Пока, только переносить пятикилограммовые коробки. Кстати, присмотритесь к голове робота — там вращается лидар, сканирующий окружающее пространство и составляющий объемную карту мира вокруг. Это позволяет роботу максимально точно реагировать на препятствия, а именно обходить или перешагивать их. О работе лидаров мы рассказывали в нашем материале о беспилотных автомобилях.
Так SpotMini видит мир с помощью компактного лидара Velodyne VLP-16 Источник: кадр из видеоролика Boston Dynamics
Самой большой сложностью является мозг робота. Машины могут адекватно реагировать на людей и мебель, избегать опасности, разговаривать и более-менее понимать, чего от них хотят. Но уровень самостоятельности у современных человекоподобных роботов где-то на уровне двухлетнего ребенка — он сообразит взять кубик или открыть дверь, но на более сложные вещи, не предусмотренные чёткой программой, робот не способен. Пройдут многие годы, прежде чем робот сможет взять в руки обычный строительный инструмент и без какой-либо помощи со стороны построить простейший сарайчик.
Если объединить самые современные компоненты для создания антропоморфного робота, то в результате получится не очень ловкое, не очень сообразительное и не очень полезное создание с космической ценой. Например, каждый Honda Asimo — маленький робот, умеющий ходить по лестницам и пинать мяч, — обходится в миллион долларов, а в лизинг его можно взять за $150 тысяч в месяц. Вывод, к сожалению, очень прозаичный: современные человекоподобные роботы остаются специализированными машинами (а-ля робот-консультант). Создать по-настоящему универсального робота не позволяют технологии и финансовый аспект.
«Зловещая долина» роботов
Элементы человеческой внешности, то есть кожа, глаза, волосы, не являются необходимыми для робота, они — не более чем украшение для повышения привлекательности механизма. Большинство антропоморфных роботов представляют собой голый «скелет» (см. случаи российского Фёдора, Atlas от Boston Dynamics, Honda Asimo). Каркасная конструкция без кожи упрощает доступ к компонентам, облегчает разработку благодаря отказу от лицевой мимики и избавляет робота от потенциальной проблемы «зловещей долины».
Этим термином обозначается эффект, при котором объекты, выглядящие и действующие как люди, вызывают у наблюдателей отвращение — так как недостаточно на них похожи. Название эффекта произошло от провала на графике, представленном в исследовании японского учёного Масахиро Мори. Тот в 1978 году провёл опрос, показавший, что в определённый момент похожесть робота на человека уже не привлекает, а отталкивает. Общепринятого объяснения этому психологическому механизму до сих пор не существует. Предполагается, что человек неосознанно замечает внешние отклонения других людей от некой привычной нормальности.
График из исследования Масахиро Мори, отражающий симпатию человека к рукотворным объектам в зависимости от их похожести на людей. Источник: Wikimedia
При определённом уровне реалистичности объекта человеческий мозг думает, что перед ним находится живой человек. Но затем мы видим неестественные движения рук, «мёртвую» мимику и нечеловеческий голос, из-за чего наступает когнитивный диссонанс, выраженный в испуге и неприязни. Робот создаёт иллюзию человека, а мы подсознательно перестаём понимать, что находится перед нами, и чувствуем в этом угрозу.
Антропоморфные роботы существуют уже давно, и сейчас они как никогда похожи на людей. Внешне. Функционально любой андроид проигрывает любому специализированному роботу и человеку — несмотря на немалую историю робототехники мечта об универсальном помощнике так и остается мечтой.
Ну и напоследок, минутка юмора — свидание Уилла Смита с роботом Софией. С роботами «метод Хитча» работает так себе.
Почему нас пугают роботы-андроиды. Разбираем «эффект зловещей долины»
В чем суть «эффекта зловещей долины»
«Эффект зловещей долины» — это гипотеза о том, что робот или любой другой объект, который выглядит или ведет себя как человек, вызывает неприязнь и отвращение у людей-наблюдателей. Пугает не само сходство, а любое отклонение от нормы в поведении — например, заторможенная мимика.
Впервые об «эффекте зловещей долины» заговорил японский ученый-робототехник Масахиро Мори. В 1970 году он написал эссе Bukimi No Tani, а через восемь лет название его работы перевели на английский как Uncanny Valley («Зловещая долина»). Мори выдвинул идею: чем сильнее мы будем стараться, чтобы роботы были похожи на людей, тем больше отторжения они будут вызывать. Это будет происходить, пока не удастся преодолеть гипотетический провал, обозначенный как «зловещая долина». Для наглядности ученый создал график того, как может выглядеть этот путь развития человекоподобных роботов.
С момента выхода эссе Мори ученые неоднократно проводили исследования, чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу. Например, в Индианском университете опросили группу людей, предлагая оценить андроидов разной степени «человечности». Большинство исследователей сходились во мнении, что говорить об эффекте зловещей долины еще рано: нет достаточных доказательств. Но с 2018 года эффект стал подтверждаться все чаще. Например, в публикации Хельсинкского университета было обозначено, что явление стало более устойчивым. Перейти эту «долину» до сих пор не смог ни один робот.
Какие роботы вызывают «эффект зловещей долины»
Не каждый андроид способен довести до мурашек. Чтобы это произошло, мы должны подсознательно поверить, что перед нами человек. Тогда любая его оплошность — неестественная речь, дерганная улыбка или странное выражение эмоций — может привести к «эффекту зловещей долины».
Евгений Магид, профессор Казанского федерального университета, руководитель Лаборатории интеллектуальных робототехнических систем (ЛИРС), PhD:
«Набор винтиков, датчиков и программ не вызывает у нас страха и недоверия — такой робот не выглядит как человек. Мы не ожидаем от него сногсшибательных успехов или подвохов. Зато роботы, которые близко подошли к нам по внешнему виду и интеллектуальным способностям, например геминоиды (роботы, имитирующие человеческую внешность. — РБК Тренды) гения XX века профессора Хироси Исигуро или робот София вызывают ту самую смесь разочарования, страха и недоверия, опуская нас на самое дно «зловещей долины».
Одного из самых реалистичных роботов в мире Geminoid DK вполне можно перепутать с человеком, если увидеть его на фото. Но в движении его мимика может создать жутковатые ощущения.
Кроме того, «эффект зловещей долины» могут вызывать:
- застывшее лицо: если андроид выглядит очень реалистично — вплоть до родинок и капель пота на лбу, но при этом закрыл глаза и не двигается, наша психика может решить, что перед нами труп;
- артикуляция речи: когда робот не проговаривает слова ртом, кажется, что они доносятся откуда-то извне;
- дерганные движения, нереалистичные эмоции;
- неестественная механическая речь.
Немецкие ученые нашли область мозга, которая отвечает за «эффект зловещей долины». Она находится в префронтальной коре — той зоне, благодаря которой человек может размышлять. Одна часть коры пытается отделить людей от не людей, а другая, исходя из этого, оценивает, приятен ли мозгу этот субъект. Это значит, что, если однажды ученые создадут робота, которого мозг не сможет отличить от человека, «эффект зловещей долины» не возникнет.
Почему нас пугают антропоморфные роботы
Ученые до сих пор расходятся во мнениях, почему мы испытываем смешанные чувства к человекоподобным роботам. Разберем основные причины.
Влияние теории восприятия угрозы. Люди подсознательно чувствуют угрозу от неизвестного им объекта. Историк Минсу Канг предположил, что из-за этого может возникать когнитивный диссонанс при виде андроида. С одной стороны, он выглядит и ведет себя как человек, с другой — сохраняет повадки машины. Непонятно, к какой категории относить такого реалистичного робота, — отсюда тревога и неприязнь.
Невозможность сопереживать. Люди привыкли проявлять эмпатию к живым существам. Для этого им нужно распознать их эмоции и сопоставить со своими. Но не все проявления в поведении и речи робота возможно идентифицировать. В результате люди испытывают тревогу: кажется, что рушится контроль над ситуацией. Такую гипотезу выдвинула исследовательница Катрин Миссельхорн. По ее мнению, из-за невозможности сопереживать роботу сильнее всего «эффект зловещей долины» чувствуется, когда андроид стоит совсем близко к нам.
Невозможность получить адекватную обратную реакцию. Ученая Анжела Тинвелл считает, что проблема не в том, что люди не могут сопереживать роботу, а в том, что он сам не может проявлять эмпатию. Если живое существо, похожее на человека, неспособно к обратному эмоциональному отклику — например, не может рассмеяться над вашей шуткой или кивнуть головой, когда вы рассказываете историю, — это пугает. Люди могут воспринять такого робота как психопата, который может сделать все что угодно, ведь эмоции ему чужды.
Евгений Магид:
«Во-первых, у пользователей слишком большие ожидания, которые роботы пока не в состоянии оправдать. Они общаются с роботом как с живым человеком. Но технологии еще далеки от успехов природы, поэтому первое чувство восторга постепенно сменяется разочарованием и отвращением. Все как в жизни, когда человек не оправдал доверия.
Во-вторых, подсознательно люди могут чувствовать страх. Они боятся, например, что робот опасен для их жизни и здоровья, может отнять работу и даже заменить их в семье. Страх подпитывается современным кинематографом, причем настолько активно, что образованные и вполне адекватные люди спрашивают меня как эксперта: «А скоро ты сделаешь Терминатора, который нас всех уничтожит? Может, не стоит? »
В-третьих, многие люди просто не доверяют роботам — из-за общего непонимания робототехнических технологий, процессов дизайна, конструирования, программирования и тестирования роботов. Мы стараемся пролить свет на эти вещи — в Казанском федеральном университете наши магистры программы «Интеллектуальная робототехника» изучают вопросы, связанные с «эффектом зловещей долины», и принципы дизайна робота, который должен взаимодействовать с человеком».
Как работают с «эффектом зловещей долины» в сфере робототехники
Магид выделяет два способа решения проблемы зловещей долины: избегание и преодоление.
Избегание. Этот подход требует от дизайнера остановиться на кривой графика Масахиро Мори до того, как наступит пик правдоподобности.
Для большинства роботов внешнее сходство с человеком не требуется, объясняет Магид. Главное — качественное выполнение заложенного функционала: «Например, нам не нужен человекоподобный робот-сварщик с двумя ногами и головой, потому что статический промышленный манипулятор для сварки и обойдется гораздо дешевле, и справится со своей специализированной задачей лучше».
Компании-производители хотят продавать функциональный и полезный продукт, а не отпугивать потенциальных пользователей своими экспериментальными разработками.
Преодоление. Этот способ сложнее: он бросает вызов «эффекту зловещей долины» и предлагает создать робота, максимального похожего на человека.
При разработке роботов-геминоидов требуется преодоление «эффекта зловещей долины», когда робот — как минимум по физиологическим характеристикам в статике и динамике — не будет отличаться от человека. Это сложный и трудоемкий подход: по мнению Магида, пройдет еще минимум 20-30 лет, прежде чем мы увидим первых антропоморфных роботов, которые способны поддерживать восхищение пользователя продолжительное время.
Массовое производство таких роботов ученый ожидает не ранее конца XXI века. Однако, учитывая религиозные и нравственные нормы общества, которые нередко становятся преградой на пути развития науки и технологий, возможно, что роботы, которые могли бы перепрыгнуть «Марианскую впадину» «зловещей долины», так и останутся единичными лабораторными экземплярами.
Сможем ли мы преодолеть эффект зловещей долины: мнение эксперта
Евгений Магид:
«Я считаю, что технически «эффект зловещей долины» — явление временное. Когда мы сможем создать геминоида, который будет постоянно поддерживать в пользователе чувство восхищения, мы победим первичные признаки этого эффекта. Но есть и более глубокие подсознательные причины: страх и недоверие. Чтобы побороть их, нужно постепенно внедрять роботов во все сферы жизни и обучать детей так, чтобы они еще в детсаду понимали базовые принципы робототехники и учились программировать роботов.
Чем больше роботов появится вокруг нас — промышленных, сервисных, домашних, — тем более привычными предметами они станут для нас.
Представьте себе страх неандертальцев перед огнем или луддитов перед станками — и вы поймете, что я имею в виду. Когда роботы станут привычным элементом жизни, а принципы их работы будут понятны каждому, страх неизведанного уйдет. И роботы сделают нас лучше».
Невидимая революция: как пандемия стала «новым Чернобылем» для развития робототехники
Алиса Конюховская, исполнительный директор Национальной ассоциации участников рынка робототехники, вице-президент Global Robot Cluster, представитель от России в International Federation of Robotics, соорганизатор международного форума «Роботы против COVID-19», ведущая проекта «Среда роботов на Робостанции», в интервью Forbes Life рассказала об индустрии робототехники в России, Японии и мире, о том, как пандемия поменяла рынок, какие предрассудки мешают его развитию и почему роботы незаметно, но уверенно проникнут во все сферы нашей жизни.
— 2020 год, когда произошли колоссальные изменения из-за пандемии, повлиявшей на все сферы жизни, подходит к концу. Какие изменения произошли на рынке робототехники (в первую очередь, в области робототехники сервисной)?
— Робототехника стала одним из заметных технологических трендов, стала ясна ее актуальность, потребность в ней. И когда начиналась эпидемия, появилось ощущение, что она послужит драйвером, толчком для развития робототехники, аналогичным тому, какой вызвала авария в Припяти. В тот момент у нас в стране как раз после катастрофы случился бум развития робототехники, проводились исследования, направленные на ликвидацию последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Говоря о работе для роботов, обращаются к формуле 4D: Dull, Dirty, Dangerous, Dear — рутинная, грязная, опасная и дорогая. Например, в медицинской сфере уже давно роботов внедряют из-за потребности в сокращении расходов, связанных с кадрами, — в западных странах рутинные операции выполняются роботами из-за высокой стоимости человеческого труда. Но сейчас на первый план вышел еще один фактор — опасность заражения. При подготовке совместного с Минкомсвязью отчета о возможностях применения робототехники для борьбы с COVID-19 мы узнали минимум о 30 решениях различных отечественных разработчиков: задачи дезинфекции на улице, в помещениях, роботы, направленные для того, чтобы помогать выполнять рутинные задачи медицинских работников, автоматические системы, выполняющие производственные задачи — такие как изготовление масок. Подробнее об этом мы поговорим 18 и 19 декабря на международном форуме «Роботы против COVID-19», который соберет ведущих робототехников и медиков со всего мира.
— Пандемия дала большой толчок к возникновению инновационных идей. Вопрос в том, кто возьмется за их выведение на рынок в момент экономического кризиса.
— Вопрос в том, насколько бизнес готов использовать новые технологии, тестировать и внедрять — в режиме сохранения денежных средств, оттока инвестиций, сейчас все хотят просто пережить этот этап. Когда происходят кризисы, происходит увеличение роста безработицы и параллельно происходит спад продаж роботов.
— Какие практики появились в мире — как в разных странах боролись с коронавирусом с помощью роботов?
— Решения для дезинфекции широко использовались в Китае — как с дронов, так и с помощью мобильных платформ. Датская робототехническая компания UVD Robots отправила сотни роботов для дезинфекции ультрафиолетом в Китай для борьбы с эпидемией коронавируса. Появились мобильные роботы, информирующие том, что нужно соблюдать социальную дистанцию. В Китае и Европе сейчас тестируется и реализуется много решений, которые связаны с доставкой роботами-курьерами. Получило развитие автоматизированное тестирование людей на COVID: датская Lifeline Robotics создала установку, которая умеет аккуратно брать мазок изо рта пациента для анализа на коронавирус: робот выглядит как укрепленный на специальной раме манипулятор, оснащенный системой компьютерного зрения и напечатанной на 3D-принтере «рукой» для взятия проб.
— Люди постоянно взаимодействуют с роботами: роботы пишут компьютерные алгоритмы, выполняют функции на производстве, они повсюду, и мы пользуемся искусственным интеллектом, нейросетями, но это все софт, автоматизированное производство, программное обеспечение, а многие представляют будущее таким образом, что люди будут окружены армией роботов в металлической оболочке. По какому пути пойдет развитие робототехники?
— Представление, которое у нас есть о робототехнике, сформировано кинематографом, СМИ и писателями-фантастами. Этот культурный бэкграунд очень сильно влияет на то, как люди воспринимают роботов, к чему они готовы, а к чему – нет. Само слово «робот» искусственное, его придумал чешский писатель Карел Чапек 100 лет назад, в 1920 году. Он описал в пьесе, как люди создали искусственных существ, которые работали на заводе и выполняли рутинные операции, а потом уничтожили своих создателей. Потом этот образ начали тиражировать в Голливуде и такой негативный контекст сохранился до сих пор. Робот стал антагонистом, который всегда нужен для литературы, кинематографа — для создания драматургии.
В 50-е годы два джентльмена, ныне отцы робототехники Джордж Девол и Джозеф Энглбергер начали создавать роботов и столкнулись с проблемой недоверия и неготовностью общества, потому что многие откровенно косо смотрели на эти идеи, многие были не готовы к внедрению роботов в повседневную жизнь. General Motors были одними из первых их клиентов. Однако разработки Джорджа Девола и Джозефа Энглбергера не нашли большого спроса в США, они продали патент на производство робота Unimate японцам в Kawasaki, которая в 1969 году начала его массовый выпуск. Япония стала лидером по использованию и по производству робототехники. Почему в Японии это взлетело? Там активно развивался автопром, японцы столкнулись с потребностью в снижении издержек на рутинных операциях. С другой стороны, в японской культуре присутствует положительное отношение к роботам — синтоизм предполагает, что все вокруг живое, и роботы в том числе. Такие, казалось бы, довольно абстрактные культурологические предпосылки определяют развитие индустрии робототехники. И сейчас Япония занимает первое место в мире по объему производства промышленных роботов — более 50%.
— Роботы-гуманоиды по-прежнему останутся в андерграунде и узкой сфере индустрии развлечений или все-таки выйдут на передовую?
— Разработка роботов — это очень дорогая история, она должна окупаться, в ней должен быть экономический смысл. Такая экономическая целесообразность есть в производстве, именно поэтому уже 50 лет развивается промышленная робототехника. Роботы создают мир, который нас окружает. Все наши смартфоны, компьютеры и автомобили произведены с помощью роботов. Мы просто про это не знаем и не задумываемся. А что касается сервисных роботов — тут нужно нащупать ниши, связанные с бизнес-кейсами и практическим применением. Например, российская компания «Промобот» предлагает решения для кафе, для госучреждений, аэропортов, разработаны роботы-администраторы, консьержи, экскурсоводы, промоутеры. Для клиентов использование таких роботов имиджевая история. Антропоморфные роботы привлекают внимание. В то же время разработки в это области могут быть нацелены на технологии будущего. Например, компания «Андроидная техника» разработала робота Федора. Или робот Атлас от Boston Dynamics
Кроме того, мы живем в среде, которая чисто функционально создана для человека. Это для нас лестница — сущая мелочь, а для роботов становится настоящим препятствием, у них должно быть особенное шасси, которое позволяет преодолевать пороги, лестницы. Или, например, двери и ручки — это сложная задача: определить, схватить и открыть. Как шутил один наш коллега, не бойтесь роботоапокалипсиса, можно просто не открывать роботу дверь. Много аспектов, которые технологически пока сложны.
Мы смотрим все эти фантастические фильмы, нам кажется, что таким должно быть наше будущее. Но роботы к нам будут подкрадываться незаметно, мы будем с ними все больше сосуществовать и не замечать, как никого не удивляет робот-пылесос или стиральная машина. Интерфейс взаимодействия с роботами становится проще — человеку не надо выполнять сложные задачи, связанные с программированием. Достаточно нажать кнопку, и оно поехало.
— Еще в 1980-е японский робототехник Масахиро Мори обнаружил закономерность: люди симпатизируют роботам, похожим на них, но только до определенной степени сходства. Как только сходство достигает критического уровня — людям такие механизмы сразу перестают нравиться — они начинают чувствовать страх или отвращение. С чем связан подобный парадокс?
— Когда робот становится слишком похож на человека, им не являясь, возникает ощущение того, что это не настоящее. Но в то же время неживое, которые начинает оживать, — как зомби, ходячие мертвецы. На уровне ощущения, культурного кода происходит считывание — что-то не так. Это так называемый «эффект Зловещей долины», когда другой объект, выглядящий или действующий примерно как человек, вызывает отвращение у наблюдателей. Поэтому производители специально стараются делать таких утрированно милых, няшных роботов — для того, чтобы они легче воспринимались. Но сейчас есть компании, которые пробуют преодолеть эту «Зловещую долину» с помощью новых технологий, создавая человекоподобных роботов такими, чтобы они располагали к себе. Так, например, пермский разработчик Promobot создал антропоморфного робота Алекса, внешне очень похожего на сооснователя компании Алексея Южакова.
Одна из самых важных тем развития робототехники — каким должно быть человеко-машинное взаимодействие. Здесь очень много различных социально-психологических аспектов, нуждающихся в исследованиях. Есть, например, исследование о том, как люди реагируют, когда кто-то обижает робота. В целях проверки общественной реакции экспериментатор оскорблял и грубил роботу. Люди проходили, и никто не заступался, не реагировал. А если, например, в этот момент там присутствовали еще и другие роботы, которые выражали эмоции грусти, потому что другого робота обижают, то случайные люди чаще вступались и останавливали обидчика, чувствуя эмоции со стороны роботов.
— Когда же произойдет системный сдвиг?
— На вопрос системного сдвига нужно смотреть и с точки зрения предложения, и с точки зрения спроса. Сейчас в самых разных областях происходит изучение возможностей применения робототехники и есть драйверы, которые будут этому способствовать.
В регионах нарастает большая потребность в кадрах — люди уезжают из деревень, немногие хотят работать на сельскохозяйственных или промышленных предприятиях. Этим предприятиям надо будет справляться с вызовами, делать эту работу более интересной, престижной, автоматизировать ее, справляться с меньшим количеством людей — с учетом огромных малонаселенных территорий с тяжелыми климатическими условиями. Для повышения уровня роботизации производств нужно также готовить кадры, которые смогут создавать и контролировать роботов.
Сейчас в российской промышленности эксплуатируется только 5000 роботов. Если мы хотим приблизиться к общемировым показателям, то роботов должно быть в 20 раз больше — 100 000 единиц. Мы подсчитали, что для обслуживания такого числа установок требуется 20 000 специалистов, а пока что их число немногим превышает 1000 человек на всю страну. К 2025 году эту потребность возрастет до 40 000 специалистов, а к 2030 году — до 66 000 специалистов. А например, согласно исследованию «Газпромнефти» для нефтегазового сектора до 2030 года нужно порядка миллиона роботов. Не менее актуальная тема — сортировка мусора. Таких интересных областей применения роботов довольно много, и необходимо проводить серьезные исследования потребностей и экономических эффектов от внедрения роботов.
Понимание экономики внедрения роботов позволит создавать и тиражировать востребованные технологические решения. В России очень много Кулибиных, талантливых разработчиков и инженеров. Но для робототехники нужно три компонента: технология, инвестиции и спрос. У нас есть технологии, но зачастую не хватает спроса или инвестиций. В то же время сильный разработчик технологий не всегда может быть успешным предпринимателем. И именно предпринимателей в робототехнике не так много, которые бы могли коммерциализировать разработки, создавали бизнес-процессы, продавали и продвигали продукты на глобальном рынке.
В России очень много Кулибиных, талантливых разработчиков и инженеров. Но для робототехники нужно три компонента: технология, инвестиции и спрос. У нас есть технологии, но зачастую не хватает спроса или инвестиций.
Не стоит забывать и о том, что сами люди могут быть сдерживающим фактором для внедрения технологий. Например, сейчас у нас довольно низкий уровень роботизации промышленности. Причем технологии существуют, им уже 50 лет — это велосипед, который уже не нужно изобретать заново. Но сами промышленные предприятия не ориентируются, не стремятся разобраться, что это за технологии, какие внедрять, как готовить кадры, откуда брать деньги. А в сельском хозяйстве еще более консервативные сообщества.
Бизнес-культура у нас в стране еще в процессе становления, ей, по сути, 30 лет. Если посмотреть на возраст руководителей в мировом робототехническом сообществе, в Японии им 70+, иногда даже 80+. В Южной Корее и Китае — 50-60. В Европе и США тоже в районе 50 лет. Это люди, которые на протяжении минимум 20-30 лет создавали робототехническую отрасль в их стране. А у наших руководителей роботокомпаний средний возраст составляет примерно 35 лет. В России за последние 5 лет рынок стал значительно развиваться, выходит из подполья, о нем начинают больше говорить, создается более качественный контент. Наши робототехники молодые, юркие, могут быстрее адаптироваться, создавать новые решения и продукты, менее зажаты в корпоративные структуры, но уступают в части упаковки и продвижения своего продукта на мировой рынок.
— В октябре Россия заняла второе место в мировом рейтинге производителей сервисных роботов — в России 73 компании занимаются производством сервисных роботов. Для сравнения — в Японии 50 компаний, а в США — более 200. Что значат эти цифры и какие проекты особенно выделяются на российском ландшафте?
— У японцев наблюдается сильный перекос в промышленную робототехнику и развлекательные проекты, связанные с антропоморфными роботами, — собачками, игрушками. А когда произошла серьезная авария на Фукусиме, они столкнулись с тем, что у них не оказалось роботов, которые могут справиться с этой ситуацией, туда направляли российских — у нас после чернобыльской катастрофы довольно высокая компетенция в этой области, например, роботов для ликвидации последствий аварии на Фукусиме разрабатывал Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики. Что касается цифр по количеству компаний — тут надо делать скидку на то, что многие могут не знать про рейтинг и само исследование. Мы, например, со своей стороны, продвигали создание списка наших компаний, чтобы в этот рейтинг вошло как можно больше российских представителей. В Китае тоже множество компаний — но они не принимают участия, не предоставляют данные о себе, ориентированы на локальный рынок в том же Китае — он гигантский, компании иногда даже не думают об экспорте, потому что у себя еще внедрять и внедрять, продавать и продавать.
— Всемирный экономический форум (WEF) прогнозирует потерю 75 млн рабочих мест к 2022 году. По прогнозам, только в одном ретейле роботы заменят в течение 10 лет более 7 млн работников. С роботами традиционно связаны и большие ожидания, и страхи человечества — причем чаще всего этот страх довольно иррациональный (и подогреваемый фильмами, мрачными прогнозами и предупреждениями от ученых и представителей ИТ-корпораций). Угрозу замены людей роботами расценивают как нечто совершенно новое — что радикально изменит образ жизни. Но в действительности ничего нового не происходит или это не так?
— Я бы смотрела на те области, где уже происходят революции и мы этого не замечаем. Например — банкоматы. 20 лет назад на предприятиях были кассы, где выдавали зарплату наличкой. Сейчас мы все получаем деньги на карту, нам уже не нужны кассиры на предприятиях, мы уже и в банк почти не ходим — потому что есть устройства и система, которые все это обеспечивают. Банки нанимают не кассиров, а IT-специалистов для того, чтобы эта система работала и обслуживалась. Или другая система, где уже такая революция произошла, — вендинговые автоматы, вместо которых были бабушки, торговавшие у метро или в ларьках. Все эти изменения происходят незаметно, без бунтов кассиров, потерявших рабочие места. Это даже не революция, а эволюция, которую мы не замечаем, технологии происходят медленно и неравномерно. А помимо того, что технологии не так уж и быстро развиваются и внедряются, меняются целые поколения людей. Молодые не захотят работать у станка, передавать детали, работать кассирами. Они хотят других профессий для себя и своих детей. Например, москвичи не хотят работать дворниками, что компенсируется рабочей силой из стран ближнего зарубежья. А в Японии нет мигрантов и дешевой рабочей силы, есть стареющее население, что приводит к активному развитию робототехники.
В самых роботизированных отраслях, например автопроме, внедрение роботов сопровождалось приростом занятых. И это важно. Внедряя роботов, предприятия становятся более экономически эффективными. Благодаря этому они могут сокращать издержки, продавать дешевле. Если они продают дешевле — значит, они могут продавать больше, их доля на рынке увеличивается, и им нужно наращивать производство. Они наращивают производство — соответственно, нужно нанимать новых людей и приобретать новых роботов.
Получается, что сейчас внедрение роботов не приводит напрямую к безработице. Хуже, когда предприятия не роботизируются и теряют конкурентоспособность, свою долю на рынке. В России очень много предприятий так обанкротилось — потому что люди не были готовы к инновациям, видели в них угрозы, а не возможности, которые нужно осваивать. Есть такой показатель, как плотность роботизации — количество роботов на 10 000 рабочих. У нас в стране это 6 роботов на 10 000 рабочих. А в среднем по миру – больше 100, в Южной Корее – более 700 или 800 роботов на 10 000 рабочих. В Китае — порядка 130 на 10 000 рабочих, а например, лет 5 назад этот показатель был равен 40. В Китае проводилась госполитика, направленная на поднятие уровня роботизации производства. С одной стороны, грустно, что в России такой низкий уровень роботизации, с другой стороны, все туда идут, мы тоже пойдем, и сейчас начнется бурное развитие этого рынка, уже сейчас мы видим прирост — это 40% ежегодно.
Человекоподобная железяка: об антропоморфных роботах
Что такое антропоморфный робот
Человекоподобный робот от Toyota. Выглядит дружелюбным
Когда технологии позволили начать проводить исследования в области роботостроения, ученые предлагали варианты именно человекоподобных роботов. Вот только сделать их было достаточно сложно, зато у них был один существенный плюс. Так как они были похожи на человека, они должны были располагать к себе. То есть, они с одной стороны не пугали человека, а с другой, показывали крутизну ученых, которые ”создали нового человека”.
Я не знаю, что такое робот, но когда я увижу его, я пойму, что это робот. — Джозеф Энгельберг. Американский ученый и инженер.
Хотя иногда с похожестью выходит перебор. Примером такого перебора может служить робот, которого создал и успешно использует Хироши Ишигура. Еще в 2009 году он создал свою полную копию, которая не просто выглядит как он, но и способна повторять его движения. Профессор, которого британцы удостоили места в третьем десятке ныне живущих гениев, использует его для общения со своими студентами и другими людьми, когда не может лично присутствовать на лекции или встрече.
Сам профессор утверждает, что люди быстро адаптируются к такому положению дел и принимают общение с андроидом за общение с настоящим Ишигурой. Это стало возможно благодаря проработанной мимике его детища. Именно мимика способна, при прочих равных, дать понять человеку, что перед ним не бездушная машина, а живой человек. Ну или заставить его так думать.
Сможете без раздумий сказать, кто из них Ишигура, а кто — его роботизированная копия?
Проблема в том, что андроида профессора Ишигура принимают за настоящего еще и из-за того, что он способен нормально говорить, так как по сути он просто транслирует речь живого человека.
Современные роботы уже могут строить диалоги, но пока у них это получается не очень хорошо. Они или немного подтормаживают, или строят такие фразы, которые не услышишь от живого человека. Если, при этом, оснастить такого автономного робота полностью человеческой внешностью, на манер андроидов Ишигуры, они будут не привлекать, а наоборот отталкивать. На эту тему даже проводилось множество соответствующих исследований. Они все пришли к выводу, что люди пока не готовы к слишком реалистичному роботу, так как не знают, чего от него ждать. При общении с таким они начинают заметно нервничать и ощущать дискомфорт.
Как создаются роботы
В разобранном виде робот для взрослых выглядит совсем не круто…
Гораздо больше пользы от роботов, которые зачастую имеют причудливые формы, но созданы для выполнения конкретных задач. Например, погрузчики, роботы для покраски автомобилей, подводные беспилотники и тому подобное. Все они заточены под выполнение, как правило, одной конкретной задачи, но зато справляются с ней очень хорошо. Тем более они не требуют сложных систем балансировки, как их антропоморфные коллеги, и их гораздо проще оснастить элементами питания.
Примерами более универсальных роботов могут служить творения специалистов из Boston Dynamics. Их роботы могут творить чудеса. Многих из них надо еще дорабатывать и дорабатывать, но на демонстрационных роликах они выглядят очень круто. Чего только стоят знаменитый робот-паркурщик и робот-собака. Хотя, последний при всех своих преимуществах и кажущейся пользе для армии, так и не был принят на вооружение из-за малой автономности и высокого уровня шума. Тем не менее, именно такие роботы могут приносить гораздо больше пользы, когда их доработают.
Зачем нужны человекоподобные роботы
А ведь это тоже робот. Просто не антропоморфный
В этом есть определенные плюсы, но пока создать таких роботов у ученых не получилось, и нам остается только ждать, когда это станет возможным. А учитывая скорость развития технологий, не думаю, что это займет слишком много времени.
Еще одним примером использования человекоподобных роботов может быть работа в труднодоступных местах. Они смогут повторять движения оператора, сидящего в безопасном месте. Также это может пригодиться в космосе. Для работы в безвоздушном пространстве не надо будет отправлять человека в скафандре на ограниченное время, тратя часы на подготовку к выходу и возврат обратно, можно будет выпустить робота. В этом случае для отдыха оператора надо будет просто остановить работу, а после этого снова занять свое место и продолжить работу. В теории управлять таким аватаром можно будет даже с Земли.
Робот FEDOR в деле. Правда, дело это пока не самое важное
Кстати, одним из примеров таких роботов является FEDOR, про которого недавно говорили из каждого утюга. Не будем сейчас вдаваться в его подробности и искать плюсы и минусы. Это просто пример того, где такой робот может пригодиться и, скорее всего, работы в этом направлении будут активизироваться еще больше, вовлекая в это все новые компании и исследовательские институты.
История робототехники
Вот научите роботов слишком многому, а они начнут за вас даже в компьютерные игры играть
Вы справедливо спросите, для чего нужно это промежуточное звено в виде человекоподобного робота? Нужно это для того, чтобы роботы помогали, а не заменяли нас. Приведенный пример описывает только одну ситуацию из множества, в которой роботы будут управлять роботами, но оставят место и для человека. Нельзя доверять им слишком многое. Каким бы романтичным не было такое будущее, перекладывать на роботов все свои дела нельзя, иначе мы получим антиутопию в реальной жизни.
«Человечество идет к тому, чтобы абсолютно все элементы тела были заменяемы»
В каких сферах активнее всего развивается робототехника, как далеко мы продвинулись в разработке бионических протезов и представителей каких профессий роботы потеснят в первую очередь? Рассказывает председатель совета директоров Biolink.Tech Евгений Черешнев
Фото: depositphotos.com –>
Что умеют делать современные роботы? В какой момент мы не сможем отличать человекоподобных роботов от настоящих людей и чем экзоскелеты лучше машин? Об этом в подкасте «Как это устроено» рассказал председатель совета директоров Biolink.Tech Евгений Черешнев. С ним беседовали Екатерина Кухаренко и Надежда Донских.
Надя: Давайте начнем с того, что волнует многих специалистов в самых разных сферах. В каких профессиях человек в первую очередь перестанет быть нужным и сколько вообще лет должно пройти, прежде чем это произойдет?
Евгений Черешнев: Никого не хочется расстраивать, но скоро практически не останется профессий, где человек будет нужен. Количество рабочих мест, которые уничтожаются ежедневно, просто космическое: в прошлом или позапрошлом году один только «Сбер» 70% своих сотрудников заменил машинным обучением — не 0,7% или 7%, это очень много.
Машины сейчас развиваются достаточно быстро в узких прикладных задачах, и они это делают настолько эффективно, что те вещи, которые 20 лет назад были несбыточной мечтой, сейчас совершенно реальны. Например, если машина смотрит на рентгеновские снимки, она намного четче ставит диагноз. Речь не идет о том, что врачей заменят сейчас, нет, конечно. Люди с такими сложными специализациями, как хирурги, например, длительное время будут вне опасности, но даже они, я думаю, рано или поздно будут заменены. Раньше машина не могла строить ассоциативные связи между абстракцией и конкретикой. Например, невозможно было пять лет назад надиктовать машине: «Нарисуй мне, пожалуйста, кресло, похожее на авокадо». Просто ничего бы не произошло. А в прошлом году это случилось. Надиктовываешь: «Кресло, похожее на авокадо», и машина рисует массу кресел, которые реально все похожи на авокадо. Это просто частный пример конкретного вектора развития технологии. Представьте, что теперь эта машина может делать не абстрактные картинки, а, например, вы научили ее собирать [другие] машины. Потребуется масса времени, чтобы машина поняла технологию, сопромат, массу тонких нюансов. Это очень-очень сложно, но не невозможно. В этом подвох: где здесь люди, которые работают на конвейерах? Люди на заводе действительно нужны все меньше, потому что машины работают все лучше.
Люди нужны сейчас с точки зрения выполнения каких-то менеджерских задач, завязанных больше на логику, мотивацию коллектива, политику и лояльность, нежели на какую-то экономическую целесообразность. Я считаю, что из восьми миллиардов людей 780 миллионов всегда будут трудоустроены, а что будут делать остальные — большой вопрос.
Сейчас запускается беспилотный транспорт, скоро водители не будут нужны, а в мире чуть больше 20 миллионов таксистов, куда они пойдут работать? И сами компании типа «Яндекс.Такси», Uber подливают масла в огонь. Естественно, компании вроде Chrysler, General Motors, Toyota тоже захотят кусочек пирога, поэтому у водителей нет шансов.
Вообще наблюдается классовое разделение. В недалеком будущем вы уже можете столкнуться с ситуацией, когда у вас очень много денег, а обслуживать вас будет специалист — человек, который очень много чего сделал, доказал, что он молодец, и в том числе помогал обучать машины. А всех остальных будут обслуживать машины: и лечить, и арестовывать, потому что так проще и дешевле.
Катя: В каких странах активнее всего сейчас занимаются разработкой роботов и каких сфер это касается?
Евгений Черешнев: В машинном обучении лидерство за двумя странами: США и Китаем. Китай в ряде областей, на мой взгляд, даже опережает США, потому что в Китае нет проблем с приватностью. Есть одно приложение WeChat, и у государства — 100% данных из этого приложения. У них сейчас действует система глобального скоринга, который в принципе уже сейчас оценивает человека: нужен он или не нужен. В квантовых компьютерах, например, в медицине и во всем, что связано с генетикой, я считаю, что китайцы — номер один.
Если говорить про робототехнику, мы там тоже есть, но в России рынок маленький и гражданская часть небольшая. Два лидера, на мой взгляд, — это «Яндекс» и «Лаборатория Касперского». Касперский входит в топ-3 разработчиков искусственного интеллекта в мире. Там работают монстры мирового масштаба в хорошем смысле, но есть специфика: они занимаются безопасностью. Они не занимаются какой-нибудь космической робототехникой, у них прикладная задача.
В робототехнике среди тех, кто собирает физических роботов (военных, полицейских и так далее), — лидеров четыре: США, Канада и, конечно, Япония и Китай. В Японии вся страна воспитывается на мультиках про роботов. Не хотелось бы снимать эту пелену романтики, но кто на самом деле двигает прогресс? Военные и порно. Если говорить про человекоподобных роботов, нравится или не нравится — это вопрос уже психологической оценки, но факт остается фактом: секс-куклы сегодня — это драйвер робототехники. Видимо, есть спрос, я просто не могу другого объяснения найти. Есть уже примеры, когда робот выглядит как человек. Все тяжелее определить, что это машина: есть мимика, кожу не отличишь от человеческой, есть вопрос и ответ. Условно, нет ничего сложного в том, чтобы встроить Siri в секс-куклу. Это развивается дальше, можно перенести технологию в рестораны, чтобы тебя на входе встречал не человек, а андроид.
Я думаю, что отличить визуально машину от человека лет через десять будет невозможно, Только когда ты вступишь в диалог, можно будет понять: нет, это не человек. Чтобы эта грань стерлась, пройдет еще много лет.
Надя: А что вы думаете про одну из последних громких разработок — американский марсоход Perseverance с дроном-вертолетом?
Евгений Черешнев: Огромное количество ученых работало над этим прототипом очень долго. Им приходилось прилагать титанические усилия математического характера. С точки зрения робототехники я считаю, что это вообще рывок вперед — это инопланетный дрон, который сделали люди на Земле для другой атмосферы. В космосе уровень надежности должен быть очень высокий. Ты запускаешь его [дрон] и больше никогда не увидишь, он должен десять лет давать какую-то полезную нагрузку, а иначе ты потратил миллиарды долларов непонятно зачем. Поэтому я очень доволен. Американцев надо с этим поздравить.
Это в принципе меняет подход разведки на другой планете. Сейчас невозможно человека привезти на Марс, и уж точно огромная проблема — вернуть его оттуда, потому что человек умрет по пути от жесткого радиоактивного излучения. А робот долетает, и ему хорошо. Роботы — это наши космонавты номер один, то есть это 80%, если даже не 99% всех астронавтов, которые будут исследовать Солнечную систему, и дальше это будут не люди, это всегда будут машины.
Катя: Сфера робототехники активно развивается. Насколько востребованы специалисты и хватает ли кадров, чтобы заниматься всеми этими разработками?
Евгений Черешнев: Огромная нехватка. Единственная страна в мире, которая себя более или менее обеспечивает, — это Китай. На собственном рынке он создал большое количество первоклассных вузов и лабораторий. Америка и Европа в меньшей степени решают ту же проблему за счет эмиграции, у них действительно очень грамотные программы, молодежь едет за деньгами. В России есть несколько вузов, которые готовят, я считаю, одних из лучших специалистов в мире: это МГУ и Бауманка. Это прямо очень крутые люди, но проблема в том, что они заточены под другую ментальность — советскую инженерную школу, которая десятилетиями существовала в парадигме «мы делаем великие вещи, денег не считаем, какую задачу решаем — непонятно». Мы можем решить самую сложную задачу, но, как продать ее на международный рынок, не знаем. Поэтому сейчас делают шикарные технологии, которые внезапно через год оказываются в Японии, Штатах, Италии, Германии, там они патентуются, и нам же еще их продают потом.
Надя: В медицине активно используются протороботы, бионические протезы разных частей тела. Насколько в этом продвинулось человечество и правда ли, что будущее за такими технологиями?
Евгений Черешнев: Продвинулось очень сильно. Есть очень дорогие пока, к сожалению, протезы, которые точно понимают мышечные движения за счет машинного обучения. Человек признается: он действительно забывает иногда, что это протез. Вы же не думаете все время о ноге, о том, как она двигается, — мозг управляет этим автоматически. Соответственно, конечность, которая была утрачена, меняется на бионический качественно сделанный умный имплант. Единственное, о чем вы думаете, что батарейку надо заряжать. Человечество идет к тому, чтобы абсолютно все элементы тела были заменяемы. Убил печень — заменил, курил — [получи новые] легкие. Это все более и более реально. У нас достаточно быстро развиваются технологии, мы серьезно понимаем биохимию, умеем проводить параллели по генетике: если есть какие-то предрасположенности, то можно повлиять на них, корректировать и в теории жить чуть подольше. Усиливается это как раз прогрессом в области бионики.
Есть стратегическая цель на продолжительность жизни, туда вкладываются миллиарды долларов. Если мы протянем еще лет десять, то реально можно будет ожидать какого-то скачка, как минимум для небольшого процента населения Земли. Понятно, что всем эти технологии будут недоступны, потому что это очень дорого.
Катя: Про экзоскелеты еще хотелось бы поговорить — когда человек может при помощи машины, дополнительных рук и ног поднимать тяжести. Была громкая сделка: Hyundai купила Boston Dynamics себе на заводы для производства машин. Насколько это направление перспективно и что проще и выгоднее делать — закупать производителей роботов-машин или улучшать способности отдельных сотрудников?
Евгений Черешнев: Иногда дешевле и надежнее доверить дело обученному человеку, который при помощи экзоскелета становится быстрее, сильнее, выносливее. Это все фантасты придумали давно, фантастику нельзя недооценивать. Огромное количество изобретений взято из книг и фантастических фильмов.
То же самое с экзоскелетами — это очень давно придумали фантасты. Стоит сказать, что эта технология востребована у военных, потому что солдат, который упакован в экзоскелет, может стоить тысячу солдат противника без экзоскелета. Но вообще экзоскелеты и машинизация людей, то есть появление так называемых киборгов, в разы более совершенны, чем человек. Потому что машина пока все-таки не может приблизиться к возможностям человеческого мозга, наш мозг — это 87 миллиардов нейронов. Экзоскелеты и слияние человека с машиной — это тот путь развития эволюции, который я считаю правильным, потому что, если мы этого не сделаем, машина просто будет доминировать.
Топ-5 самые крутые роботы в мире на 2 ногах 2021
Уже около века ученые пытаются создать робота, похожего на самих себя. Человечество близко к тому, чтобы внедрять умные машины в качестве помощников в промышленность, быт, применять их в опасных ситуациях. Это позволит упростить трудовые будни, снизить риск угрозы человеческой жизни. Современные роботы могут выполнять сложные задачи, разговаривать, спасать жизни людей. Рассмотрим Топ-5 самых крутых роботов в мире на 2 ногах 2021.
Будущее уже близко?
Робототехнические компании по всему миру разрабатывают и внедряют усовершенствованные машины, которые обходятся в миллионы долларов. Интерес к разработкам искусственного интеллекта появляется не только у иностранных компаний, но и в России.
Эксперты прогнозируют наступление «Эпохи роботов» уже в ближайшем будущем, к 2060 году. Они утверждают, что произойдет сокращение рабочих мест в пользу автоматизированных машин. А также случится вымирание большинства профессий в ближайшие 20 лет. Искусственный интеллект сможет создавать проекты, водить автомобили, переводить тексты лучше человека. Затраты на его обслуживание будут в разы меньше, чем оплата труда сотрудникам.
Еще 100 лет назад чем-то невообразимым казался первый изобретенный Генри Фордом автомобиль. 20 лет назад для людей экзотикой считались мобильный телефон и интернет. Сегодня эти изобретения прочно вошли в человеческое существование. Внедрение техники случилось раньше, чем предполагали ученые.
Такие же прогнозы делают аналитики в пользу искусственного интеллекта. По их мнению, робототехника прочно войдет в нашу жизнь уже к 2025 году и станет заметной частью нашей жизни. Последние два десятилетия экспоненциально развиваются алгоритмы и мощности компьютеров, приблизительно в два раза каждые два года. При сохранении этого темпа в ближайшие десятилетия роботы смогут дойти до интеллектуального уровня человека. А пока искусственный интеллект демонстрируют на выставках робототехники, показывая редкие образцы.
Какие новейшие прямоходящие модели роботов существуют сегодня?
Ученые создают роботов, способных выполнять большинство задач. Многомиллиардные проекты представляют на выставках. Современные разработки предлагают в разных обличиях, от насекомых до реалистичного человека, способного повторять движения людей. Такие модели могут выполнять много различных задач. Рассмотрим самые новейшие разработки прямоходящих роботов.
Talos
Ведущая робототехническая компания PAL Robotics создала модель робота-гуманоида Талос, которая интегрирует в себе новые новейшие передовые технологии робототехники. Он полностью управляется крутящим моментом благодаря обратной связи датчика крутящего момента во всех суставах, что обеспечивает многоконтактные движения.
Коммуникационная сеть EtherCAT позволяет выполнять креативные и динамические движения. Каждая рука способна поднимать до 6 килограммов веса. Проект разрабатывался для выполнения сложных задач в исследовательских и промышленных условиях. Робот Talos умеет ходить по пересеченной местности, видеть людей, окружающее пространство в 3D-изображении, использовать электроинструменты.
Робот-гуманоид полностью электрический, имеет 32 степени свободы, которые позволяют:
- перемещаться по лестнице;
- поднимать груз;
- сверлить отверстия;
- завинчивать гайки и многое другое.
Рост робота составляет 175 сантиметров, весит 95 килограммов.
Экзоскелет
Концепция увеличения человеческих возможностей постепенно переходит из теории в реальность благодаря разработчикам в области роботостроения. Экзоскелеты создаются для людей с ограниченными возможностями.
Компания Wonderdraft и Калифорнийский институт совместно разрабатывают экзоскелет, стабилизирующий тело парализованного человека без костылей. Движения и управление основаны на нейротехнологиях. Заставить так тесно сотрудничать технику с телом человека – настоящий научный прорыв в области роботостроения. Двуногий агрегат не только передвигается, но и должен нести вес человека.
Самое сложное в разработке таких моделей – создание нейроинтерфейса для управления роботизированным устройством. При этом доступность, долговечность, универсальность также являются важными показателями для пользователя, как и сама технология. На сегодняшний день первый самостоятельно ходящий экзоскелет уже создан.
Walker
Робот выпущен китайской компанией Ubtech в качестве двуногого помощника по дому. Модель Walker способна держать баланс, самостоятельно регулировать свой центр тяжести. 36 высокопроизводительных механизмов обеспечивают плавность, высокую точность движений.
Система «Computer vision» отвечает за обнаружение и отслеживание объектов, распознавание лиц и оценку позы человека. Система «Motion Control» позволяет копировать походку человека, навигацию, следование за целью и отвечает за координацию движений. А технология «Slam» обеспечивает передвижение по неровным местам, позволяет обходить препятствия. Мультимодальное взаимодействие обеспечивают голос, зрение и прикосновения. Робот весит 77 килограммов при росте 145 сантиметров.
Digit
Человекоподобного робота создала компания Agility Robotics. Внешне модель схожа с человеком, оснащена руками и ногами. Вместо головы установлен лидар, на торсе расположены стереокамеры для отслеживания препятствий на пути.
Усовершенствованная модель разработана с целью доставки товаров покупателям, для строительства, ремонта, поисково-спасательных операций. Робот-гуманоид способен перемещать груз весом до 18 килограммов.
Робот Digit имеет четыре степени свободы в руках и ногах. При падении способен самостоятельно подняться, а также перемещаться по ступеням вверх и вниз.
Атлас
Самый динамичный из всех роботов-гуманоидов, который способен бегать, прыгать, подниматься, если споткнется или его толкнут. Робот разрабатывается не для применения в определенной сфере, а как исследовательская платформа. Работа по усовершенствованию и изучению ведется в инженерной компании Boston Dynamics.
Модель обладает одной из самых компактных мобильных гидравлических систем в мире, которая при этом обеспечивает высокую мощность для любого из 28 гидравлических соединений. Большинство сложных элементов получились легкие и компактные благодаря созданию 3D-принтера. При росте 150 сантиметров Atlas весит 75 килограммов.
Прогнозы
Внедрение искусственного интеллекта – процесс прогрессирующий и необратимый. Роботы в скором времени начнут выполнять работу лучше человека. С одной стороны это поможет облегчить рутинную работу, повысить производительность труда. С другой стороны это приведет к расслоению в обществе. Богатые станут еще богаче, бедные лишаться возможности зарабатывать.
При такой ситуации государству придется вмешаться. Только как это будет выглядеть, никто не знает. Для человечества лучше начинать заранее искать выходы из таких ситуаций. Например, получать образование с перспективной профессией, обеспечивать высокий пассивный доход на десятилетия вперед.
Технология не стоит на месте в области робототехники, машиностроении, объединяя мир людей и машины. Усовершенствованные роботы, создаваемые корпорациями по всему миру, способны выполнять множество задач, упрощая наши повседневные будни. Возможности их велики, но разработчики не останавливаются на достигнутом, создавая и внедряя новые функции роботам.
«Дистанционная идентификация по ритму сердца — это действительно прорыв»
На днях Хайтек+ сообщил о новой разработке Пентагона, которая может идентифицировать человека на расстоянии до 200 метров по сердечному ритму. Head of R& D стартапа Mawi Виталий Саган написал для нас колонку, в которой рассказывает, как работает эта технология, где ее можно применить и какие еще инновации связаны с данными сердца.
Как работает сердце: краткий экскурс
Каждый удар сердца включает три стадии: систолу (сокращение) предсердий, систолу желудочков и диастолу (расслабление). Сокращения инициируются электрическими импульсами — из верхней части миокарда, через предсердия к желудочкам. Последовательное сокращение и расслабление всех отделов сердца называют сердечным циклом. Рисунок, который образуется при ударе сердца, уникален для каждого человека.
Чтобы получить данные о работе сердца, традиционно используются две технологии: электрокардиография (ЭКГ, ECG) и фотоплетизмография (ФПГ, PPG). PPG-датчики установлены в большинстве пульсометров, фитнес-браслетов и умных часов. Если говорить упрощенно, они светят на артерию и измеряют, сколько света поглощается, а сколько — отражается, и так фиксируют пульсацию крови в сосудах.
ЭКГ считается более точным методом: на определенные участки тела устанавливаются электроды, позволяющие измерить разность потенциалов между ними. В носимых кардиографах обычно используется два электрода, в больничных — десять и более. ЭКГ фиксирует каждый этап сердечного цикла. По кардиограмме можно отследить сокращения и расслабления разных отделов сердца, диагностировать нарушения ритма, электрической проводимости, повреждения миокарда и многое другое.
Данные сердца — новое слово в биометрике?
Данные о работе сердца уже несколько лет используются в биометрике, ведь их невозможно подделать. Технологию распознавания лиц можно обмануть с помощью очков, бороды и грима. Отпечатки пальцев — тоже не панацея: в 2014 году хакеры сделали слепок пальца министра обороны Германии, используя фотографии с пресс-конференции (больше подробностей — в публикации BBC ).
Что касается сердца, человек может повлиять только на частоту сокращений, но это не помешает его опознать.
Гипотетически, технологию «сердечной» идентификации можно обмануть, если искусственно вызвать аритмию с помощью медикаментов. Но даже в таком случае человек не сможет выдать себя за кого-то другого, а только скроет собственную идентичность.
До сегодняшнего дня данные о работе сердца чаще использовались для аутентификации, а не для идентификации. Аутентификация — это процесс подтверждения конкретной личности, когда пользователь доказывает системе, что он — действительно он. Обычно для этого используют данные ЭКГ, как наиболее точные. Например, в 2016 году на ScienceDirect вышла большая статья на эту тему, ее написали ученые из Universiti Sains Malaysia. Это не первая и не самая громкая работа, а только один из примеров.
Есть и коммерческие решения. Например, год назад мы представили на FinovateSpring 2018 технологию, над которой работали вместе с «ПриватБанком»: добавили в наш браслет-кардиограф NFC-чип для бесконтактных платежей и обучили нейросеть аутентифицировать пользователя по ЭКГ. Если браслет надевает другой человек, функция платежей просто блокируется. После презентации пресса стала называть нас биометрическим стартапом, хотя основной фокус компании — здоровье.
В чем заключается инновация Пентагона
Главное новшество Пентагона — работа на расстоянии, и это действительно прорыв. Их технология Jetson позволяет зафиксировать мельчайшие колебания тела, вызванные сердечными сокращениями. Во время учебы в институте я работал над похожим проектом: сажал человека перед камерой, снимающей в высоком разрешении, и фиксировал эти колебания. Но полученные данные позволяли разве что посчитать частоту сердечных сокращений. А то, что делают американские военные, — настоящая революция.
Ученые заявляют, что смогут идентифицировать человека с 200 метров. В будущем, возможно, рабочая дистанция станет еще больше. Правда, пока лазер не справляется с плотной одеждой и не работает с движущейся целью (она должна оставаться на одном месте минимум 30 секунд).
Сейчас еще непонятно, смогут ли разработчики решить проблему тяжелой одежды, но скорость обработки данных они точно увеличат. Об этом говорит наш опыт: год назад мы аутентифицировали пользователя за 5 секунд замера ЭКГ, а сейчас технологии достаточно одного удара сердца.
Сами разработчики говорят, что Jetson обеспечивает до 95% точности в хороших условиях. Распознавание по ЭКГ уже сейчас работает с точностью более 99%. Скорее всего, технология Пентагона не достигнет такой же точности, но показатель в 95% превысит. Ее можно будет использовать вместе с другими технологиями (например, с распознаванием лиц). Такое сочетание будет работать точнее, а главное — дистанционно и с большим количеством потенциальных целей.
Данные сердца и искусственный интеллект
Без сомнений, для обработки данных Минобороны США будет использовать алгоритмы искусственного интеллекта. Чтобы обучить нейросеть, понадобятся данные десятков или сотен тысяч людей.
У американских военных достаточно ресурсов, чтобы собрать такой датасет. Если общество получит доступ к этим данным (скажем, в неперсонализированном виде), это станет сильным подспорьем для развития превентивной медицины.
Недавно Medical News Today писали, что искусственный интеллект может предсказать болезнь Альцгеймера за 6 лет до появления видимых симптомов. ИИ способен на многое, но главная проблема заключается в отсутствии данных. Их либо мало, либо они «грязные». Данные для алгоритмов Jetson помогут выявлять не только сердечно-сосудистые заболевания, но и, к примеру, болезнь Паркинсона.
Перспективы технологии: публичный сектор
Новую технологию Минобороны США собираются использовать в военных целях и для борьбы с терроризмом. Но разработку можно применить и в публичном секторе — так же, как это произошло с интернетом и со многими другими технологиями, которые когда-то изобрели для военных.
Самая очевидная сфера — маркетинг: можно будет измерять, как меняется пульс зрителей, которые смотрят рекламный ролик или изучают новую вывеску в ТЦ.
Другая перспективная цель — HR. Сейчас данные носимых кардиографов позволяют определить уровень стресса и восстановления, оценить состояние физических и ментальных ресурсов. Для этого анализируется вариабельность сердечного ритма (ВСР) — показатель, который отображает влияние симпатической и парасимпатической нервной систем на организм. Jetson тоже позволит определять ВСР: менее точно, зато на расстоянии.
Jetson против болезней
Вернемся к медицинским перспективам: в статье говорилось, что разработка позволит врачам дистанционно следить за здоровьем пациентов. Датчики действительно можно установить в публичных местах, чтобы отслеживать опасные состояния прохожих.
Но дистанционно мониторить сердца пациентов можно уже сейчас. На рынке есть носимые ЭКГ-устройства, в том числе браслет Mawi Band, нагрудный кардиомонитор iRhythm, мини-кардиографы от пионеров отрасли AliveCor. Особую популярность технология получила с выходом Apple Watch 4. Все эти гаджеты позволяют получать более точные данные и выявлять нарушения сердечного ритма на ранних этапах.
Jetson не сможет в ближайшие несколько лет работать в таком качестве. Но если разработчики создадут для нее медицинский функционал, она станет еще одним инструментом для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, наряду с ECG- и PPG-трекерами. Больше людей получат шанс вовремя выявить нарушения ритма и потенциально — спасут себе жизнь. В мире снизится уровень смертности от ССЗ. Сейчас это причина смерти № 1 в мире, более 30% всех смертей. Снизив этот показатель на треть, можно спасти до 6 млн человек в год.
