«Не отставать от русских»: что стоит за проектами США по созданию оружия с термоядерными двигателями
Стабильный и компактный
Американская военно-промышленная корпорация Lockheed Martin получила в феврале 2018 года патент на создание мобильного термоядерного реактора.
Об этом накануне сообщили американские СМИ, ссылаясь на заявку на получение патента под названием «Инкапсулирующие магнитные поля для ограничения плазмы», опубликованную на сайте Ведомства по патентам и товарным знакам США.
В документе содержится общее описание компактного термоядерного реактора, способного уместиться в боевом самолёте или на корабле. Хотя энергия термоядерного синтеза — слияния ядер изотопов водорода (дейтерия и трития) — используется в так называемых водородных бомбах начиная с середины XX века, эффективно использовать её в мирных целях пока ни у кого не получалось.
Главный вопрос в том, как сделать управляемым термоядерный синтез, который позволит получить гораздо больше энергии, чем образуется в процессе деления тяжёлых ядер в реакторах современных АЭС. Десятилетия учёные разных стран бьются над этой проблемой, но пока не смогли создать установку, которую можно было бы использовать в промышленных или военных целях. Ни один из существующих термоядерных реакторов не производит энергии больше, чем потребляет. Кроме того, все они достаточно крупные.
«Основная проблема термоядерных реакторов — это неустойчивость, которая требует больших объёмов плазм. В маленьком объёме, то есть дёшево, пока что это никому не удавалось, — отметил в интервью RT Александр Бурдаков, заместитель директора по научной работе Института ядерной физики СО РАН. — Вторая проблема — это взаимодействие плазмы с поверхностью: удержание должно быть таким сильным, чтобы плазма не касалась стенки реактора».
В заявке на патент, поданной сотрудником Lockheed Martin Томасом Джоном Макгуайром, утверждается, что американцы близки к решению этой проблемы. В ней содержатся общие чертежи устройства термоядерного синтеза, построенного по принципу токамака — тороидальной камеры с магнитными катушками, где разогреваемые до состояния плазмы изотопы водорода удерживаются магнитным полем.
Отмечается, что в термоядерных реакторах, существующих в научных лабораториях, возникают проблемы удержания разогретых частиц, которые Макгуайр предлагает решать, используя специальную систему «магнитных зеркал». По его словам, разрабатываемое Lockheed Martin устройство «удерживает плазму внутри магнитосферы во многом так же, как это делает магнитное поле Земли».
«Инкапсулированные магнитные поля представленных устройств более мощные и менее нестабильные, а кроме того, и более компактные, что является значительным улучшением по сравнению с обычными системами», — утверждается в заявке на патент.
Термоядерное будущее
Lockheed Martin объявила о проекте создания компактного термоядерного реактора в 2014 году. Разработкой проекта занимается Skunk Works — подразделение компании, ответственное за приоритетные исследовательские программы. Однако первые патенты в области термоядерного синтеза, зарегистрированные на оборонную корпорацию и Томаса Джона Макгуайра, были оформлены ещё в 2013 году. Всего за это время компания подала восемь заявок в патентные ведомства США и ЕС, семь из которых были одобрены в 2013—2014 годах и только одна — в 2018 году.
В 2014-м предполагалось, что в 2015 году Skunk Works создаст прототип реактора, а в 2019-м можно будет уже получать энергию. Её, по мнению разработчиков, должно хватить на обеспечение работы энергетической установки авианосца или энергопитания города с населением 50 тыс. человек.
Среди других предложений американских оборонщиков — установка термоядерных двигателей на самолёты, что позволит авиатехнике летать круглый год без дозаправки, или использование термоядерного реактора для освоения дальнего космоса.
Lockheed Martin не единственная американская частная компания, планирующая создать компактный термоядерный реактор. Так, в марте 2018 года Массачусетский технологический институт заявил о разработке такой установки совместно с компанией Commonwealth Fusion Systems. Создать рабочий реактор планируется к 2032 году.
В 2017 году американские СМИ сообщили, что финансируемое Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) исследовательское бюро Princeton Satellite Systems работает над проектами компактных термоядерных реакторов, которые планируется использовать для создания ракетных энергетических установок.
Ещё одной разработкой в этой области занимается непосредственно само американское аэрокосмическое агентство. 30 марта 2018 года NASA сообщило, что работает над двигателем, использующим одновременно реакцию термоядерного синтеза и деления тяжёлых ядер радиоактивных изотопов, что позволит совершить полёт к Марсу менее чем за один месяц. Ранее полёты аппаратов к Красной планете занимали порядка 200 или более дней.
По словам Александра Бурдакова, несмотря на грандиозные проекты, стоит дождаться конкретных достижений в сфере термоядерного синтеза. «От заявлений до результатов в такой области очень далеко», — отмечает эксперт.
«Это частные компании, и это их рекламная работа, — подчеркнул учёный-ядерщик. — Есть магистральный путь, не такой впечатляющий, — это международный токамак ИТЭР и развитие других традиционных направлений, таких как стеллараторы, открытые ловушки, которыми занимаются в нашем институте. Это путь сложный, но, конечно, он приведёт к успеху».
Нельзя игнорировать
«Я думаю, что это в какой-то мере ответ на заявление нашего президента и достижения нашего ОПК», — прокомментировал в беседе с RT работы Lockheed Martin над термоядерным реактором руководитель Бюро военно-политического анализа Александр Михайлов.
Он подчеркнул, что работы над созданием российской гиперзвуковой ракеты с ядерным двигателем «Буревестник» начались довольно давно, как и исследования американцев в этой области, но России удалось опередить США.
«Для американцев это имиджевый удар, поэтому они давят на крупнейшие военные корпорации с требованием показать результат, — подчеркнул эксперт. — Штаты только пытаются достичь технологий, которыми мы уже обладаем».
Ракета же или самолёт с термоядерной установкой, с точки зрения имиджа, выглядят более совершенными по сравнению с российским ракетами с ядерными двигателями.
«Это попытки продемонстрировать, что они не отстают от русских», — утверждает политолог.
«При этом надо отнестись ко всем таким заявлениям очень серьёзно — это корпорация очень мощная, очень богатая, её бюджет сопоставим с несколькими бюджетами нашего Минобороны, — считает эксперт. — Как пример — $1 трлн, ушедших на создание бомбардировщика F-35».
По мнению Михайлова, несмотря на критику этого проекта, который в буквальном смысле дорого стоил Пентагону, американским оборонщикам всё-таки удалось на нём обкатать многие новые технические решения. Кроме того, в военной отрасли, по его словам, могут быть использованы и наработки космической индустрии.
Ранее, в 2017 году, Пентагон распорядился проанализировать программу по созданию истребителей-бомбардировщиков F-35. Истребитель уже установил антирекорд по затратам, став, как сообщает CNN, «самой дорогой боевой системой в истории». По данным Forbes, программа по созданию этих самолётов оценивается в $1,5 трлн.
Сейчас в США продолжаются работы над созданием атомного ракетного двигателя, использующего энергию разогретого обычным ядерным реактором газа, — формально под предлогом исследования космоса. В 2017 году NASA заключило контракт с фирмой BWXT Nuclear Energy на $18,8 млн с целью создания такого двигателя. Аналогичные космические проекты есть также в России и Китае.
Разработки боевого беспилотника с ядерным двигателем в 2008—2011 годах в Соединённых Штатах вели Сандийские национальные лаборатории Министерства энергетики США и корпорация Northrop Grumman. Как говорится в отчёте по проекту, исследователи «были удовлетворены результатами, но разочарованы тем, что политические реалии не позволят их использовать».
«Американцы также исследуют эти технологии, потому что за ними будущее, — пояснил Александр Михайлов. — Будущее за гиперзвуком, будущее за двигателями, которые могут работать в разы дольше, чем те двигатели, до уровня которых дошла сейчас оборонная промышленность. И это ещё одно подтверждение правильности оборонно-промышленного курса, взятого нашей страной, того, что мы сосредоточились именно на этих технологиях».
Реквием по Lockheed L-1011 или история о том, как удачный самолет не достиг успеха
В 1966 авиакомпания American Airlines разработала требования к ближне-, средне- и дальнемагистральным авиалайнерам, которые могли бы обслуживать пассажирские сообщения с большим пассажиропотоком. В связи с тем, что самолету предстояло обслуживать маршруты продолжительностью от 500 км, он его должны были принимать аэропорты со слабой инфраструктурой и со сравнительно короткими RWY/DS (взлетно-посадочная полоса). Это повышало требования к оборудованию будущего самолета. Были также определены четкие требования относительно дальности полета: от 500 км до 11 000 км. Самолет должен был брать на борт 380 пассажиров в конфигурации с одним классом (эконом) или около 270 пассажиров в смешанной конфигурации. Такие требования на одной машине были трудно выполнимы. Но на нее возлагали большие надежды и другие крупные авиаперевозчики. Среди них была авиакомпания Pan Am (Pan American Airlines), которая провела переговоры с концерном Boeing (1965). Авиакомпанию интересовал самолет, способный перевозить 400-500 пассажиров и иметь дальность до 10 500 км. Определяющим критерием был маршрут Нью-Йорк – Рим, 6 897 км (4 286 миль), который самолет должен был преодолевать с полным салоном пассажиров.
К выполнению задачи приступили три компании: McDonnel Douglas (DC-10), Lockheed (L-1011) и Boeing (747). Первые две компании разработали машины, оснащенные тремя турбореактивными двигателями. Компания Boeing работала над колоссом B 747, который должен был стать и транспортным самолетом для ВВС США.
Авиалайнер DC-10 стал первым совместным проектом после слияния McDonnell Aircraft Corporation и Douglas Aircraft Company. Новая компания получила название McDonnell Douglas. McDonnel Douglas подписал контракт с American Airlines, которая одобрилв предлагаемые решения.
История Lockheed
Компания Lockheed была основана в 1916 году под названием Lockheed Aircraft Company. После реструктуризации в 1926 году компания изменила свое название на Lockheed Aircraft Corporation. До 1970-го она производила военные и гражданские самолеты, военные вертолеты, ракеты, электронные устройства и другие элементы авиационной техники. Наиболее известными конструкциями были Lockheed L-22/P-38 Lightning («молния»), первый американский турбореактивный самолет Lockheed L-80/P-80 Shooting Star («падающая звезда», 1944 г.), Lockheed F-104 Starfighter (1954 г.), разведывательный U-2 (1958 г.), Lockheed SR-71 (1964 г.), грузовые и пассажирские Lockheed L-49 Constellation (1943 г.), Lockheed C-130 Herkules (1954 г.), Lockheed L-188 Electra (1958 г.), Lockheed C-141 Starlifter, Lockheed C-5 A Galaxy (1968 г.) i Lockheed L-1011 Tristar (герой этой статьи, 1970 г.).
Программа тяжелого транспортного самолета для ВВС США
На этом этапе стоит упомянуть о программу тяжелого транспортного самолета для ВВС США. В 1961 году несколько американских аэрокосмических компаний приступили к разработке тяжелого турбореактивного транспортного самолета, который заменил бы использующийся Douglas C-133 Cargomaster и Lockheed C-141 Starlifte. Политические и военные цели заключались в необходимости обеспечения транспортировки большого количества грузов в Индокитай. В 1963 году компания Lockheed представила новую концепцию транспортного CX-X с собственным весом 250 000 кг, максимальной грузоподъемностью 82 000 кг и скоростью 919 км/ч. Размеры грузового отсека составляли: 5,20 м в ширину, 4,10 м в высоту, 30,00 м в длину, с доступом со стороны переднего и заднего грузовых люков. Самолет должен был оснащаться 6 турбореактивными двигателями.
Исходя из этого, в 1964 году в ВВС США была разработана новая спецификация для CX-HLS (Heavy Logistics System), которая должна была оснащаться всего 4 двигателями. В конце 1964 года требование к транспортному самолету были направлены концернам Boeing, Douglas, General Dynamics, Lockheed и Martin Marietta.
До основного этапа конкурса на CX-HLS дошли только два производителя: Lockheed и Boeing. В конце 1965 года комитет USAF выбрал проект Lockheed с моторами General Electric, и таким образом был создан C-5 A Galaxy.
Из этой информации видно, что Lockheed был в то время мощной компанией, которая работала над двумя большими программами почти одновременно: C-5 A Galaxy и L-1011 Tristar.
В первой половине 60-х годов авиация в Соединенных Штатах располагала турбореактивными двигателями с тягой до 100 кН. Такой двигатель не мог быть силовой установкой нового военного транспортного самолета, у которого было всего четыре двигателя. В связи с программой SST (пассажирского сверхзвукового самолета) уже началась работа над двигателями GE-4 с большой тягой – 290 кН. Однако такие двигатели были рассчитаны на совсем другие скорости. Для предлагаемого транспортного самолета необходимы были дозвуковые двигатели с тягой около 180 кН. Поэтому разработка двигателей была предложена компаниям Curtiss-Wright Corporation, General Electric и Pratt & Whitney. Первая вскоре отошла от всех программ, а затем и вовсе прекратила деятельность.
General Electric разработала турбовентиляторный двигатель TF39 (военный вариант для C-5 A Galaxy) с тягой в 180 кН, который в гражданской авиации получил обозначение CF6. Pratt & Whitney разработала (1966) турбовентиляторный двигатель JT9D с тягой 180 кН, ставший первоначальной силовой установкой для B 747. Rolls-Royce также начал работу над большим турбореактивным двигателем, который был известен как RB.211.
Все эти двигатели положили начало больших семейств турбовентиляторных двигателей, что позволило построить много успешных коммерческих самолетов.
Lockheed L-1011 Tristar
Большинство перевозчиков на самом деле не рассчитывали на самолеты, способные принять на борт 500 пассажиров. В своих пожеланиях они указали количество в 350 пассажиров. Именно поэтому L-1011 Tristar рассчитан на 400 пассажиров в конфигурации с одним классом. Его дальность полета с полным салоном пассажиров была рассчитана на 4000 морских миль (7 408 км). В то время уже было известно, что силовой установкой для новой машины станут новые двигатели Rolls-Royce RB.211 с тягой около 170 кН. Для такого большого пассажирского самолета было бы достаточно набора из двух двигателей. Однако для того, чтобы машина могла оперировать более коротких ВПП, необходимо было увеличить тягу. Поэтому была выбрана трехмоторная схема. Это позволяло также совершать трансокеанские рейсы, хотя в тот момент самолет предназначался, главным образом, для американского рынка. Два двигателя были установлены на пилонах прямо под крыльями. А третий был размещен в хвосте фюзеляжа в вертикальном оперении. В военной авиации такая система уже использовалась, однако в гражданской авиации такое решение было применено впервые. Также впервые на коммерческой машине была использована система автоматической посадки.
Прототип поднялся в воздух в июле 1968 г. Самолеты L-1011 и DC-10 очень остро конкурировали друг с другом. Какое-то время чаша весов склонялась в пользу то одного, то второго. Однако основными игроками были перевозчики. Можно предположить, что изначально American Airlines выбрала DC-10. Но она всячески демонстрировала большой интерес к L-1011, чтобы заставить Douglas снизить цену, которую он просил за DC-10. Однако самолет L-1011 был заказан авиакомпаниями TWA и Eastern Air Lines. В первый год Douglas опережал Lockheed из-за задержек в поставках двигателей RB.211. Проблемы с самолетом возникли с неожиданной стороны. Из-за финансовых проблем Rolls-Royce, поставки двигателей сильно запаздывали. Но Lockheed был связан контрактами с Rolls-Royce и не предлагал других двигателей. Менять силовую установку было уже слишком поздно. Был проведен аудит компании Rolls-Royce. Появилась даже идея передать производство двигателей в Канаду в Orenda Engines. В результате назревающего скандала правительство Великобритании согласилось предоставить крупную государственную субсидию для возобновления работы Rolls-Royce на условиях, предложенных администрацией США, что также гарантировало банковские кредиты Lockheed, необходимые для завершения программы L-1011. Таким образом, Rolls-Royce стала государственной компанией.
17 ноября 1970 года Прототип № L-093 Локхид-Тристар-L101 совершил первый полет. Экипаж состоял из Х. Б. Диса (капитан), Ральф К. Кокели (второй пилот) и Г.Е. Фишер (инженер-разработчик). Самолет был оснащен двигателями RB.211-22 тян=гой 3×190 кН.
L-1011 получил сертификат 14 апреля 1972 года. Первый самолет был поставлен авиакомпании Eastern Air Lines 26 апреля 1972 года. Самолет имел массу до 195 000 кг. Производство L-1011 было размещено в Бербанке и Палмдейле, штат Калифорния. В 1972 году самолет совершил рекламный полет вокруг Земли. Производитель пропагандировал самолет как самый безопасный в мире. И это было фактически так, поскольку из-за проблем с машиной произошла только одна катастрофа, здесь уместно напомнить, что созданный и эксплуатированный примерно в то же время и примерно в таком же количестве Ил-62 унес жизни более 1000 человек, став причиной более одного десятка авиакатастроф.
Компания Lockheed рано обнаружила, что самолет имеет избыточную прочность конструкции. Поэтому они могли позволить себе увеличить MTOW с 409 000 фунтов (186 000 кг) до 430 000 фунтов (200 000 кг), а затем и до 225 000 кг. Так появились группы: Group 1, Group 2, Group 3.
Компания Lockheed позже, чем Douglas предложила дальнемагистральные вариант, поскольку что General Electric быстрее разработала более мощные двигатели CF6. В 1973 году Lockheed представил L-1011 с увеличенной дальностью полета и более мощными двигателями RB.211 имеющими тягу 3×214,50 кН.
В 1979 году появилась версия L-1011-500 с укороченным на 4.11 м фюзеляжем, но вес увеличился до 225 184 кг. В то же время размах крыльев был увеличен на 54 дюйма (137,16 см). Это позволило брать дополнительное топливо (24 516 кг) и перевозить 300 пассажиров на расстояние почти 10 000 км. (British Airways заказала вариант в двухклассной системе, 202 человека в эконом-классе и 30 – в первом классе. Они летали в Абу-Даби, на Ближний и Дальний Восток). Первый прототип L-1011-500 взлетел в октябре 1978 года, а второй – в январе 1979 года в апреле 1979 г. самолет получил сертификат FAA, а в мае 1979 года – британский сертификат. L-1011-500 получил название Mini-Trijet.
Вскоре появилось предложение от производителя двигателей RB.211-B с тягой 3 x 222,40 кН, RB.211-B4 с тягой 3 x 226.80kN, RB.211-G с тягой 3 x 244,00 кН. Эти двигатели позволили увеличить взлетный вес и появление версий L-1011-200 и L-1011-300.
В период 1968-1984 гг. было построено 250 машин, из которых до апреля 1980 года продано 236 бортов. Затем продажи пассажирских L-1011 упали и Lockhee вышел из этого сегмента авиационного рынка.
Самолет L-1011 не был ни провалом, ни успехом. Следует помнить, что не все зависело от самого производителя. Удачный самолет мог получить большую популярность, если бы не сбои в поставках от Rolls-Royce, находящегося в кризисе. До того, как все встало на свои места, в Европе уже появился самолет А-300, и предложения Lockheed на L-1011 для европейских компаний рассматривались без особого энтузиазма.
L-1011-LH2 Самолет на водороде
Экспериментальный самолет LH2 L-1011. 1980. Фото Lockheed. 1. Большой грузовой люк. 2. Водородные резервуары емкостью 22 700 кг.
Успех водорода (H2) в качестве ракетного топлива привлек внимание авиаконструкторов к этому источнику энергии как топливу для самолетов. Одной из причин был нефтяной кризис, разразившийся в 1973 году. Во многих высокоразвитых странах начались работы над самолетами с водородными двигателями. Из-за высокого риска взрывоопасного газа, внимание было обращено на грузовые самолеты. Lockheed даже достиг стадии летных испытаний. Один из его самолетов был переделан в экспериментальный, получивший обозначение L-1011-LH2. К самолету проявляли интерес такие страны, как США, Канада и Саудовская Аравия.
Целевой самолет должен был иметь увеличенный на 10,60 м в длину фюзеляж для размещения достаточного количества водородного топлива, чтобы пролететь через Атлантический океан (по оценкам, 22 000 кг водорода). Дальность полета с полной загрузкой (45 000-48 200 кг) должна была составить 6 600 км. Четыре аэропорта планировали построить объекты по производству водорода мощностью 20 000 кг/день. Но нефтяной кризис закончился и интерес к проекту упал.
Воздушный танкер L-1011
RAF TriStar KC1
В начале 1980-х годов Великобритания искала новый военный самолет, предназначенный для воздушной заправки и военного транспорта. В связи с этим началось сотрудничество между Lockheed и Marshall (Великобритания). В 1983 году был совместно разработан самолет L-1011 Model 385 Tristar K Mk.1. Но в конце концов британцы выбрали DC-10 в версии танкера. Однако в 1984 г. шесть машин L-1011 были приобретены у British Airways и три L-1011 у Pan Am. Все эти машины до конца 1985 года переделаны в заправщики для британской армии. Британские самолеты получили обозначение K Mk.1, а полученные от Pan Am – K Mk.2.
Авиакомпания Iberia намерена потеснить конкурентов на маршруте Мадрид-Нью-Йорк
SAS за прошедший месяц удвоила пассажиропоток
Угроза дельта-варианта коронавируса обрушила акции Southwest Airlines
Глава Amazon продемонстрировал проворные роботизированные руки
Читайте нас в Google Новости
Джефф Безос, генеральный директор компании Amazon, продемонстрировал роботизированные руки, достаточно чувствительные, чтобы крутить кубик Рубика. Презентация устройства состоялась на конференции в Лас-Вегасе. Безос утверждает, что представленные им «проворные роботоруки» будут готовы к коммерческому использованию в течение ближайших 10 лет, пишет Daily Mail.
«Проворные руки»
Высокотехнологичные механические руки — вариант робототехники для дистанционного управления объектами. На руки человека (на презентации это были руки гендиректора Amazon) одеваются высокотехнологичные перчатки. Между перчатками и механическими руками осуществляется бесконтактная связь, посредством которой человек управляет роботоруками.
В видео, выложенном на страничке Безоса в Twitter, видно, что, используя новинку, можно выполнять сложные манипуляции, в которых задействована мелкая моторика. Так, в одном из упражнений Безос перекладывает мячик из одной механической руки в другую. Ещё одна манипуляция: рука умело размещает пластиковые кольца вокруг перекладин. Безос надеется, что такие перчатки в недалёком будущем будут использоваться на складах Amazon.
Устройство, презентованное Безосом, появилось в результате совместной работы HaptX и Shadow Robot. В нём использована смесь сложного искусственного интеллекта (ИИ) и так называемой тактильной обратной связи. Как пишет Циклопедия, тактильная обратная связь — это передача через экзоскелетный интерфейс действия, сканируемого с каждой точки поверхности аватара, на аналогичный участок кожи человека. Такая технология передачи движений помогает обладателям перчаток не только перемещать предметы, но и чувствовать вещи, которые они держат, что значительно облегчает манипулирование роботоруками.
Безос рассказал, что уже в течение десятилетия появятся коммерческие роботы, которые смогут захватывать предметы так же надежно, как люди. С его точки зрения, это придаст определённый импульс процессу автоматизации складской работы по всему миру.
Я думаю, что в ближайшие 10 лет проблема захвата будет решена, — сказал Безос. — Это оказалось невероятно сложной проблемой, возможно, отчасти потому, что мы стали решать её с помощью машинного зрения.
Автоматизация складов
Различные компании и команды исследователей из университетов всего мира быстро развивают технологии роботизированных рук для выполнения задач, которые ранее считались сугубо человеческими. Например, такие руки можно будет использовать не только для сбора и укладки товаров, но и для домашнего ухода за престарелыми членами семьи.
Компания Amazon хорошо известна своим стремлением механизировать как можно большую часть своего бизнеса. Например, на одном из складов уже внедрено 800 роботов — эксперты считают такой уровень роботизации беспрецедентным шагом к полной автоматизации.
В настоящее время в Amazon работают сотни тысяч человек, многие из которых занимаются сбором, сканированием и размещением заказов клиентов на складах компании. Но прогнозы относительно будущего подобных рабочих мест свидетельствуют о том, что человеческий труд уступает роботизированному. В докладе, прозвучавшем на Всемирном экономическом форуме-2019, были обнародованы данные опроса, проведённого годом ранее. Были опрошены руководители, представляющие 15 млн сотрудников в 20 странах. Ожидается, что роботы, ИИ и другие формы автоматизации радикально изменят рабочее место уже к 2022 году. Одна из ожидаемых перемен — сокращение рабочего персонала на 50%.
Пункты выдачи на Луне
Помимо демонстрации механических рук, на той же конференции Re:MARS в Лас-Вегасе Джефф Безос заявил, что не исключает появления на Луне пунктов выдачи компании Amazon. В этом случае его компания будет поставлять на Луну жидкие водород и кислород, сказал он, отвечая на вопрос ведущего телеканала CNBC.
Это очень хороший вопрос. Я никогда не задумывался об этом. Мы начнём поставлять жидкий водород и жидкий кислород, — приводит ответ Безоса телеканал.
Безос отметил, что выбор (ассортимент товаров) будет очень маленький, но «зато очень важный». Кроме того, он рассказал, что возглавляемая им компания Blue Origin сосредоточена на исследованиях Луны ради «спасения Земли». Будут ли роботизированы склады на Луне, Джефф Безос не уточнял.
Ранее News.ru сообщал, что Amazon работает над устройством для распознавания эмоций.
Добавить наши новости в избранные источники
Робототехника Amazon Robotics
- Total 1
Когда клиент Amazon открывает входную дверь и забирает у курьера свою посылку, вполне возможно, что один из 100 тысяч роботов внёс свою лепту в её доставку. Робототехника Amazon Robotics — это инновационный подход в процессе перемещения груза, благодаря которому миллионы людей из разных уголков планеты заказывают товары на сайте Amazon.com. Сегодня мы поговорим вспомним, с чего всё начиналось, какие роботы работают на складах компании Amazon, а также расскажем интересные факты, о которых вы ранее не знали.
Немного истории
Вернемся в прошлое на 15 лет назад. В далеком 2003 году Мик Маунтц покинул Webvan — неудачную компанию по доставке продуктов онлайн. Это было судьбоносное решение, ведь именно в тот момент Мик понял: падение компании связано с негибкой системой обработки заказов и высокой стоимостью их выполнения.
Такая проблема стала толчком к созданию лучшего способа сборки, упаковки и доставки заказов через систему любым оператором в любое время суток. Для её реализации Маунтц попросил помощи у Питера Вурмана и Раффаэлло д’Андреа — экспертов в области машиностроения и робототехники.
В 2003 году Мик стал основателем и генеральным директором Kiva Systems благодаря партнерству с соучредителями Вурманом и Д’Андреа. В 2012 году компанию выкупила корпорация Amazon.com. Теперь всеми известная научно-исследовательская организация Amazon Robotics решает задачи эффективного перемещения груза в реальном времени, которое соответствует поступающим заказам. Она революционизирует деятельность Amazon, увеличиваясь в размерах и расширяя технологический устав.
Каких роботов использует Amazon?
Традиционно товары перемещаются по распределительному центру с использованием конвейерной системы или с помощью машин, управляемых человеком (например, вилочных погрузчиков). В подходе Amazon Robotics, предметы хранятся на портативных устройствах. Когда заказ вводится в систему базы данных, программное обеспечение находит ближайший автоматизированный управляемый робот к товару и направляет его для получения. На деле это выглядит следующим образом:
- Клиент нажимает кнопку «Купить».
- Заказ попадает в сложную систему выполнения заказов.
- Затем система назначает приоритет в зависимости от предпочтения доставки клиента — заказ «Super Saver» может подождать несколько часов, в то время как заказ «Amazon Prime» должен быть отправлен в тот же день.
- Как только приоритет определен, роботы начинают обнаруживать и перемещать контейнеры на назначенную упаковочную станцию, чтобы подготовить заказ к отправке.
Мобильные роботы перемещаются по полу со штрих-кодами. Каждый приводной блок имеет датчик, который предотвращает столкновение одного робота с другим. Когда приводной элемент достигает целевого местоположения, он скользит под капсулой и поднимается с земли при помощи штопора. Затем робот доставляет капсулу указанному человеку-оператору, чтобы забрать предметы.
Компания выпускает две модели роботов грузоподъемностью 500 кг и свыше 1500 кг. Максимальная скорость роботов составляет 1,3 метра в секунду. Мобильные роботы работают от батареи и должны заряжаться каждый час в течение пяти минут.
Роботы управляются централизованным компьютером, использующим для связи защищенную сеть Wi-Fi. У них есть два колеса с электроприводом, которые позволяют вращаться на месте.
В последнее время набирает обороты электронная коммерция, пополнение запасов в розничной торговли, дистрибуция деталей и распределение медицинского оборудования. Автоматизированная система погрузочно-разгрузочных работ Amazon Robotics более эффективна и точна, чем традиционный метод, при котором работники-люди путешествуют по складу, находя и собирая товары.
По состоянию на сентябрь 2017 года на своих складах в Amazon работало более 100 тысяч роботов. По словам главы компании, Джонатана Дарема, робототехника Amazon Robotics совместно переместила более 1 миллиарда контейнеров на рабочие станции и преодолела 93,2 миллиона миль — почти расстояние от Земли до Солнца.
Amazon Robotics в цифрах
Уверены, что эти цифры вас точно впечатлят:
- 300 000. С момента введения роботов в 2012 году было добавлено 300 тысяч рабочих мест на полный рабочий день, что опровергает ошибочное представление о том, что машины заменяют людей в рабочей силе. Союз человека и робота играет ключевую роль в формировании будущего инноваций в области робототехники.
- 100 000. Именно столько работает роботов оранжевого цвета на складах Amazon. Тысячи рабочих «лошадей» скользят по этажам склада, быстро доставляя как небольшие, так и огромные товары.
- 500. В настоящее время более 500 сотрудников обучаются на курсах робототехники, включая инженерные и компьютерные науки. В рамках программы Career Choice сотрудники, работающие в Amazon всего за один год, могут получить возмещение до 95% от стоимости обучения и оплату за получение сертификатов и ассоциированных степеней в профессиях с высоким спросом.
- 100. На сегодняшний день около 100 сотрудников Amazon закончили курсы, связанные с робототехникой.
Сегодня робототехника Amazon Robotics позволяет автоматически перемещать цепочки товаров в течение нескольких минут. Это в свою очередь облегчает работу сотрудников компании, сокращает время, затрачиваемое на перемещение людей по складу, а также оптимизирует расходы. Ну а конечный потребитель получает свой заказ в максимально сжатые сроки!
Самая совершенная на данный момент роботизированная рука (+видео)
При проектировании роботизированной руки ученые заостряют внимание на дизайне и функциональных возможностях. Руки робота должны быть просты и понятны с двумя или тремя пальцами для захвата. Но если у вас есть очень сложная рука с пятью пальцами, которые предназначены для точной имитации человеческой конечности, управлять ею будет намного сложнее.
Биомиметические антропоморфные руки неизбежно повлекут много компромиссов, чтобы работать должным образом, сохраняя человеческий формфактор. Ученые Чжэ Сю (Zhe Xu) и Эмануэль Тодоров (Emanuel Todorov) из Вашингтонского университета в Сиэтле построили самую подробную и кинематически точную биомиметическую антропоморфную руку робота, которую мы когда-либо видели, с конечной целью полной замены человеческих конечностей, – сообщает Robotics.ua.
Сю объясняет, почему это было так важно разработать новый вид руки робота:
«Традиционный подход к проектированию антропоморфных рук роботов часто заключается в механизации биологических деталей с суставами и связями в целях упрощения, казалось бы, сложных человеческих аналогов. Этот подход полезен для понимания и приближения кинематики человеческой руки в целом, но неизбежно вносит нежелательные расхождения между человеческой и роботизированной руками, так как большинство из важных биомеханических особенностей человеческой руки отбрасываются в процессе механизации. Присущее несоответствие между механизмами этих робототехнических рук и биомеханических человеческих рук мешает использовать естественное движение рук и непосредственное контролирование их. Таким образом, ни одна из существующих антропоморфных рук роботов не может достичь ловкости человеческого уровня».
Процесс создания
С новой конечностью Сю и Тодоров решили начать с нуля, дублируя человеческую руку механически точно, насколько это возможно. Во-первых, они сканировали лазером скелет человеческой руки, а затем создали 3D-печатные искусственные кости, чтобы соответствовать тому, что позволило им дублировать нефиксированные совместные оси.
Как объясняет Сю: «Движение нашего большого пальца опирается на сложную форму трапеции кости, расположенной в запястно-пястном суставе. Из-за неправильной формы трапеции кости точное местонахождение совместных осей не фиксировано. Таким образом, ни одна из существующих антропоморфных роботизированных рук не могут отобразить естественные движения пальца с обычными механическими суставами, которые требуют фиксированных осей вращения. Мы напечатали 3D искусственные кости на основе отсканированной модели скелета руки и соединили их с искусственными суставами пальцев, чей диапазон движения, жесткости и динамического поведения очень близки к человеческим аналогам. Дизайн нашей руки однозначно сохраняет важную биомеханическую информацию человеческой руки на анатомическом уровне».
Совместные связки (которые стабилизируют суставы и контролируют их диапазон движения) изготовлены из высокопрочных спектральных строк с резиновыми листами, заменяющие мягкие ткани, которые добавляют совместные движения. Разгибатели и сгибатели сухожилия также изготовлены из спектров, с большим количеством резиновых листов для сухожилий, которые представляют собой сложную перепончатую многослойную структуру, которая оборачивается вокруг пальцев, чтобы помочь управлять гибкостью и крутящим моментом. В заключительной части исследователи занялись искусственными мышцами, которые состоят из массива сервоприводов 10 Dynamixel, точно имитируя запястье человеческой руки.
Возможности данной конечности
Помимо впечатляющего дизайна, рука из UW способна очень точно имитировать разнообразные захваты при управлении с дистанционного манипулятора WALDO. Пользователи также могут выполнять сложные манипуляции руки без обратной связи и усилий, которые исследователи обычно прилагают с кинематическими руками, так тесно совпадающими с реальной человеческой рукой.
Это действительно ключ к разгадке: тот факт, что рука предназначена для имитации человеческой руки, означает, что она имитирует человеческую руку в основном благодаря своей конструкции, а не программированию. Это имеет много потенциальных преимуществ в дистанционном манипулировании, поскольку оператор может более плавно использовать ловкость своих рук.
Согласно robotics.ua, исследователи предполагают, что их рука могла быть использована «как 3D каркас для исследований регенерации конечностей»: «Контроль протезов рук опирается на человеческий мозг. Поэтому те же технологии нейропротезирования могут быть более эффективными, если конструкция протеза может быть более похожа на свой биологический аналог. Биосовместимые материалы теперь могут быть напечатаны с образованием костных структур, биоразлагаемых искусственных связок, которые были использованы для замены порванных передних крестообразных связок. Мышцы человека были успешно отображены внутри чаши Петри, а периферические нервы также можно регенерировать при благоприятных условиях. Все эти перспективные технологии требуют соответствующих каркасов для роста трансплантированных клеток. Мы будем сотрудничать с исследователями биологии и тканевой инженерии для дальнейшего изучения потенциала нашей технологии, чтобы служить развитию био-изготовленных устройств в областях нейропротезирования и регенерации конечностей».
Материалы по теме «Проектирование биомиметической антропоморфной робототехнической руки» Чжэ Сю и Эммануэля Тодорова из Вашингтонского университета будут представлены на выставке ICRA в Стокгольме, Швеция, в мае этого года.
В Amazon роботы начали принимать решения об увольнении людей, даже если они ни в чем не виноваты
Amazon создала алгоритм для увольнения водителей-курьеров. Программа отслеживает все их действия, а также сроки доставки посылок, и на основе всех данных принимает решение об увеличении числа заказов или, наоборот, лишении человека работы. Однако алгоритм не учитывает массу внешних факторов, влияющих на сроки доставки – поломанные постаматы, пробки, аварии, отсутствие жильцов. В итоге курьер может остаться без работы не по своей вине.
Умный робот-кадровик Amazon
Компания Amazon автоматизировала процесс принятия решений об увольнении своих работников. Как пишет Bloomberg, пока это коснулось только водителей-курьеров, работающих на Amazon по подряду через ее программу Flex. Другими словами, участники Flex в штат Amazon не входят, подобно водителям Uber или «Яндекс.Такси».
Умный алгоритм американской компании полностью контролирует водителей. Он отслеживает их действия на рабочем месте и на основе полученных данных формирует рейтинги, после чего принимает решение сохранить за ними рабочее место или же отправить их искать нового работодателя.
Алгоритм Amazon фиксирует ряд различных параметров. Например, он учитывает, успел ли курьер доставить заказ вовремя, или же клиенту пришлось ждать. Также при выставлении рейтинга умная программа «вспоминает», отдал ли водитель посылку непосредственно в руки заказчику, или же он просто оставил ее под дверью.
На основе всех этих данных искусственный интеллект определяет, кто из водителей останется на работе, и кто из них будет получать больше заказов, а кто – меньше. Они же влияют и на решение об увольнении того или иного курьера.
В случае, когда машина принимает решение оставить водителя без работы, ему без промедлений блокируется доступ к приложению Flex, где он получает заказы на доставку товаров. Однако при составлении рейтинга алгоритм не учитывает различные внешние обстоятельства и форс-мажоры, будь то пробки, ДТП или что-либо еще.
Водители недовольны
Программа Amazon Flex была запущена еще в 2015 г. В настоящее время водители, участвующие в ней, получают по $25 в час за доставку товаров клиентам Amazon. По информации Bloomberg, внедрение алгоритмов, принимающих те или иные решения, поддерживает и основатель компании Джефф Безос (Jeff Bezos). По его мнению, искусственный интеллект способен принимать решения быстрее и лучше людей, что снижает затраты компании.
Эксперты Bloomberg, узнавшие об умном роботе, увольняющем людей в Amazon, связались с несколькими водителями. Всего они опросили 15 бывших участников программы Flex, и четверо из них безапелляционно заявили, что были уволены незаслуженно или по ошибке.
Один из водителей рассказал, что Amazon отправила его доставлять несколько посылок в жилые комплексы, въезд на территорию которых оказался закрыт. Доставить эти заказы он так и не смог.
Другой же водитель получил поручение по доставке посылки в постамат, который на поверку оказался неисправным. Курьер связался со службой поддержки Amazon и получил рекомендацию вернуть эти посылки обратно на склад. Однако искусственный алгоритм посчитал это нарушением правил компании и занизил рейтинг водителя.
Спустя несколько недель после этого инцидента курьер получил письмо от Amazon. В нем сообщалось, что его рейтинг в программе Flex опустился ниже предельно допустимого уровня, и что он уволен.
Издание также привело в пример жительницу Техаса (США) Нидру Лиру (Neddra Lira). 42-летняя мать троих детей зарабатывала на жизнь тем, что водила школьный автобус, но потом решила подключиться к Amazon Flex.
С 2017 г. Лира доставила 8000 посылок, и все это время она имела очень высокий рейтинг в программе. Но однажды она проколола колесо, о чем уведомила службу поддержки, где ей посоветовали вернуть посылки на склад. Она последовала совету, однако сразу после этого ее рейтинг резко упал. Через несколько дней она получила уведомление об увольнении.
Проще доверять, чем разбираться
Офисные сотрудники Amazon тоже не очень лестно отзываются о виртуальном «кадровике». По их словам, данный алгоритм не учитывает реальные условия работы курьеров и не корректирует показатели на основе различных внешних факторов.
Бывшие сотрудники Amazon, не скрывая, сообщили, что в компании осведомлены о неидеальной работе алгоритма. То есть, людей увольняют с молчаливого согласия компании, потому что, по их словам, проще доверять искусственному интеллекту, нежели потом нести расходы и расследовать случаи ошибочных увольнений.
Со слов работника Amazon, старых курьеров очень легко заменить новыми. Сами курьеры не имеют почти никаких средств защиты от подобного увольнения. Как пишет Bloomberg, они могут обратиться в арбитраж, если считают, что их лишили работы по ошибке. Однако это будет стоить им $200, и большинство считают подобную затею пустой тратой времени и денег.
Согласно статистике AppAnnie, за все время существования программы Amazon Flex одноименное фирменное приложение скачали около 4 млн водителей. Из них 2,9 млн человек были из США. Притом темпы скачивания этого ПО растут. Например, за первые пять месяцев 2021 г. приложение Amazon Flex загрузили более 660 тыс. водителей в США – это на 21% больше в сравнении с аналогичным периодом 2020 г. (статистика SensorTower).
Программисты защищают свое детище
Софтверные инженеры, разработавшие ПО для Flex, по их словам, пытались сделать работу алгоритма максимально честной и прозрачной. Один из бывших программистов Amazon рассказал Bloomberg, что, несмотря на все усилия, искусственный интеллект пока не в состоянии учесть множество факторов при составлении рейтинга водителей.
В качестве примера он привел пробки и проблемы при доступе в жилые комплексы. Однако он подчеркнул, что с проблемами из-за работы алгоритма сталкивается подавляющее меньшинство водителей.
Со слов одного из работников Amazon, связанного с Flex, около 95% курьеров доставляют свои посылки вовремя и без каких-либо происшествий. Трудности испытывают лишь оставшиеся 5%.
Водители тоже не так просты
Курьерам Amazon Flex есть, что противопоставить умному роботу-кадровику. В сентябре 2020 г. CNews писал, что водители Amazon из пригорода Чикаго (США) реализовали легальную схему сбора заказов для их самостоятельного выполнения и получения дополнительных денег. Чтобы заказы не достались водителям-конкурентам, они стали развешивать смартфоны на деревьях около распределительных центров Amazon, потому что программа, раздающая заказы, отдает преимущество тем курьерам, кто находится ближе всех к таким центрам.
Курьеры были вынуждены пойти на этот шаг на фоне возросшей конкуренции в сфере доставок, что стало следствием пандемии коронавируса и роста безработицы. Развозить заказы Amazon стали даже водители Uber и Lyft.
Роботы-упаковщики Amazon заменят тысячи сотрудников-людей
Компания Amazon планирует с течением времени автоматизировать и роботизировать многие рабочие процессы. Один из них — упаковка посылок на складах. Сейчас этим занимается специально обученный персонал — люди стоят у конвейера, по которому беспрерывным потоком идут товары, помещая их в специализированную упаковку.
Сейчас Amazon начала устанавливать по два тестовых робота-упаковщика на нескольких десятках своих складов. В результате машины станут выполнять ряд операций, являвшихся прерогативой сотрудников-людей. Скорее всего, автоматизация приведет к увольнению или релокации 1300 сотрудников Amazon, ранее занимавшихся упаковкой товаров. Стоимость робота составляет около $1 млн, плюс операционные расходы. Деньги компания планирует отбить в течение двух лет.
Насколько можно понять, Amazon будет и дальше автоматизировать работу складов. Сейчас на многих из них трудятся роботы-грузчики и сортировщики, теперь пришел черед роботов-упаковщиков.
Автоматизация, по мнению специалистов, позволит снизить цену некоторых товаров и удешевить многие производственные процессы. «Мы вводим в работу новые технологии для повышения безопасности, а также ускорения процесса доставки и общего улучшения эффективности процессов в нашей сети», — заявил пресс-секретарь компании. Он также сообщил, что компания надеется на то, что сэкономленные средства удастся реинвестировать в новые сервисы для клиентов.
Количество сотрудников-людей в Amazon велико, штат один из самых больших в США.
Те сотрудники, кто ранее занимался упаковкой, будут направлены на курсы, которые позволят людям получить новые знания и устроиться на более интересную работу. Правда, неизвестно, будут ли обучать всех, или только часть экс-упаковщиков.
Роботы, которые называются CartonWrap, разработаны итальянской компанией CMC Srl. Они функционируют гораздо быстрее людей, производительность составляет 600-700 коробок товаров в час. Это в 4-5 раз быстрее, чем способен упаковать товаров опытный сотрудник компании. Правда, люди на такой конвейерной линии все еще нужны — всего требуется два человека. Первый загружает товары на линию, второй следит за тем, чтобы на линии не образовывались заторы.
У Amazon есть и другие роботы, они называются SmartPac и занимаются упаковкой небольших товаров в специализированные конверты. Замена роботов людьми приводит к тому, что число конвейеров на складе можно снизить с пяти до двух.
Кроме Amazon работают с машинами и другие компании. Так, JD.com Inc и Shutterfly Inc широко используют роботов в производственных процессах. Также машины устанавливает и крупнейший ритейлер мира Walmart Inc. Эта компания начала автоматизировать свои процессы 3,5 года назад, с тех пор роботы установлены на нескольких складах в США.
Обычно на складах люди выполняют разные задачи. Кто-то складирует товары, кто-то выполняет заказы покупателей, еще есть сотрудники, которые выбирают со склада нужные товары и размещают в коробках соответствующего размера, заклеивая их потом для отправки.
Ряд компаний и научно-исследовательских институтов занимались в прежние годы поиском возможности автоматизировать эту работу. Несмотря на то, что технология искусственного интеллекта позволяет увеличить функциональность машин, пока что не т гарантии исключительно точной работы. То есть никто не поручится, что манипулятор не раздавит коробку конфет и не запакует посылку в таком виде.
Тем не менее успехи в этом направлении есть, они весьма значительные. Amazon протестировала роботов ряда производителей и остановилась на продукции CMC Srl. Но для обслуживания робота нужны технические специалисты, поскольку машина может выйти из строя или просто начать неправильно выполнять порученную ей задачу. Так, например, горячий клей, используемый для проклейки коробок, попав на манипулятор, может привести к остановке производственной линии.
Как бы там ни было, но роботы выгодны для компании. Она уже использует машины на многих своих складах, включая Сиэттл, Франкфурт, Милан, Амстердам, Манчестер.
