3 июля, 00:00

Антропоморфная робототехника перестает быть экзотическим явлением

Антропоморфная робототехника перестает быть экзотическим явлением: на конкурс Фонда перспективных исследований и Минобрнауки России по разработке программного обеспечения для робота Фёдора подали заявки более 30 российских вузов. Конкурс охватил территорию от Калининграда до Владивостока, а некоторые вузы выставили по несколько команд в одной номинации: сегодня все больше молодых ученых и разработчиков воспринимают антропоморфную робототехнику как основной вектор своего профессионального развития.
Руководитель проекта ФПИ Сергей Хурс рассказал об особенностях робота Фёдора и о том, почему конкурс по созданию нового программного обеспечения для знаменитого российского андроида проводится именно среди вузов.

- Расскажите, пожалуйста, об истории создания робота Федора. Почему робот-спасатель был создан антропоморфным?

- Антропоморфность – очень важное свойство для робота-спасателя. В инфраструктуре, созданной человеком и для человека, наибольшей эффективностью обладает он сам. Через его внешнее подобие мы приходим к решению задачи по созданию универсального робота, который действует среди людей в созданной для них инфраструктуре, оперируя привычным человеку инструментом и различными устройствами.
Мы создаём платформу, у которой моторные функции развиты не хуже, чем у человека. Далее платформу можно совершенствовать, постепенно превосходя человеческое тело в силе, скорости, точности и продолжительности непрерывной работы. А вот задачи, выполняемые антропоморфной робототехнической платформой (роботом), будут определяться только наполнением библиотек программным обеспечением стандартными действиями, типовыми задачами, миссиями, которые можно накапливать и тиражировать. Новые навыки и развитие профессиональных умений становятся вопросом дополнения программ управления роботом. Важно и то, что сегодня именно антропоморфные роботы оптимальны по критерию цена-задача.

- Как Вы считаете, в чем секрет популярности Федора?

- Самое главное в Фёдоре – то, что он наш, сделан в России, и сразу стал в одну линейку с мировыми лидерами в антропоморфной робототехнике. Фёдору уже принадлежит несколько рекордов: например, он самостоятельно садится в типовой легковой автомобиль, занимает место водителя, вставляет ключ в замок зажигания, заводит мотор, снимает с ручного тормоза, вручную включает передачу, ведёт автомобиль по шоссе, удерживает руль, нажимает на педали газа и тормоза. Он самостоятельно паркуется, глушит двигатель, ставит транспортное средство на ручной тормоз, извлекает ключ из замка зажигания и самостоятельно покидает автомобиль.
По геометрическим и силовым характеристикам Фёдор сопоставим с хорошим атлетом. Ему легко дается гантель массой 10 килограммов, он садится на продольный и поперечный шпагаты, может поднять голову и смотреть вертикально вверх, или опустить «взгляд» и смотреть себе под ноги. Всё это не причуды, а важные атрибуты его основной профессии – спасателя. Иногда возникает вопрос, зачем роботу смотреть вертикально вверх. На самом деле у робота нет никаких случайных умений: в данном случае он умеет ползать по-пластунски, и для этого ему нужно в положении лежа уметь смотреть вперёд. Шпагаты и умение ползать нужны для увеличения способности преодолевать сложные препятствия, которые способен преодолеть человек. Фёдор очень оригинально взбирается на выступ высотой 1 метр: подходит к выступу, ложится на него грудью, через поперечный шпагат поднимает и выносит ноги немного вперёд, обретает опору для ног, немного продвигается корпусом вперёд, и встаёт привычным для человека образом.

- Будет ли робот Федор обладать искусственным интеллектом?

- Элементы «искусственного интеллекта» у Фёдора обязательно будут, но только в той мере, в какой человек – в данном случае мы говорим не о конкретной команде разработчиков, а о человеке как таковом - сможет разобраться, формализовать и воспроизвести сам процесс мышления. Сегодня очень часто происходит подмена понятий, когда «интеллектуальным» становится всё что угодно - вплоть до стиральных порошков. И все же по отношению к интеллекту понятие «искусственный» является спорным, и это – тема для отдельного долгого разговора.

- В чем смысл проведения конкурса по созданию ПО именно для вузов? Какие результаты конкурса будут считаться успешными?

- Антропоморфная техника наиболее сложна в управлении из-за многозвенности и древовидности управляемого механизма (машины). Вариативность построения алгоритмов для решения одной и той же задачи очень высока, но при этом далеко не одинакова их эффективность и рациональность. Подходы к созданию программ автономного управления очень разнообразны, и можно сказать, что сколько есть талантливых разработчиков, столько будет подходов к созданию программ.
Именно поэтому мы обратились к российским вузам: сегодня именно они являются массовыми центрами активного «штурма» переднего края науки и техники, и во многих отечественных университетах уже создана или создается творческая среда, которая способствует появлению новых разработчиков и развитию научных школ.
Обращение вузам с их массовостью и активностью – это только первый опыт. Есть планы сделать конкурс ежегодным, привлечь другие категории разработчиков. Роботу Фёдору, как и другим антропоморфным роботам, нужны хорошие библиотеки стандартных движений, действий, функций и так далее. Кроме того, ему очень нужны адаптивные алгоритмы, которые существенно повысят функциональные (профессиональные) возможности применения робота, позволят превратить его из лабораторного макета, требующего неусыпного внимания разработчиков к каждому шагу, в робота-помощника, обладающего высокой самостоятельностью.

- Какие самые сложные задачи сегодня стоят перед создателями антропоморфных роботов? В какой области им предстоит решить самые трудные вопросы - это материалы для андроидов, ПО, энергообеспечение или что-то ещё?

- Можно без преувеличения сказать, что антропоморфная робототехника – та сфера, где востребованы самые прорывные решения сразу нескольких научных областей, от перспективной энергетики и новых материалов до машинного обучения. Нельзя выделить одну приоритетную область: разработчикам роботов критически важно постоянно находиться на переднем крае последних научных достижений в самых разных сферах.
В ближайшие годы Фёдор сохранит свой статус передовой разработки, однако конструкторы уже сейчас ставят задачи по уменьшению массы элементов конструкции, упрощению и облегчению приводов, снижению энергопотребления. Большое внимание уделяется пополнению библиотек стандартных действий, движений, операций, задач, циклов, миссий, от состава которых зависит самостоятельность робота.
Бортовая энергетика, определяющая ресурс автономной работы Фёдора, уже стала темой нескольких самостоятельных проектов. Очень нужны новые конструкционные материалы и технологии производства. Сегодня появились технологии полиметаллической, полимерной и композитной 3D-печати, когда сплав или полимер можно получать с переменным содержанием компонентов и различными механическими характеристиками в объёме детали. Мы видим, что такие материалы появляются: фактически мы наблюдаем рождение нового материаловедения с сопутствующим созданием новых технологий производства и, соответственно, появлением новых возможностей для робототехники.