Человекоподобные роботы считаются одним из перспективных направлений развития автоматизации. С одной стороны, снижение рождаемости в наиболее развитых государствах требует замены работников на позициях, предполагающих хорошую физическую форму, с другой — развитие искусственного интеллекта (ИИ) предполагает, что довольно скоро искусственные подобия человека смогут действовать не хуже, чем сами люди.
Многовековая мечта
В фильме «Приключения Электроника» главный герой Сергей Сыроежкин, которого копировал андроид Электроник, поет: «Вкалывают роботы, счастлив человек». Если прогнозы оправдаются, то слова из песни станут былью. По крайней мере в некоторых отраслях и странах. Об антропоморфных роботах человечество мечтает уже давно. В последнее десятилетие они стали реальностью. Но обязательно ли роботу быть так же похожим на человека, как Электроник был похож на своего прототипа?
Арабский механик курдского происхождения Аль-Джазари, который считается изобретателем коленчатого вала, в XII веке изготовил механических музыкантов, которые играли на бубне, флейте и арфе. Фактически это были просто автоматы, которые действовали по заранее заложенной программе. Выбор антропоморфного оформления был продиктован стремлением вписать их в привычную тогда модель потребления развлекательного контента, выражаясь современным языком. В то время источником музыки были живые исполнители. Поэтому и заменить их должны были похожие на людей аппараты.
В Европе одним из первых человекоподобного робота спроектировал визионер Леонардо да Винчи примерно в 1495 году — более 500 лет назад. Правда, этот механический рыцарь так и не был изготовлен.
Автоматоны — механические устройства, имитирующие людей или животных, — появились уже через несколько десятилетий. Но они могли выполнять очень ограниченный набор задач: совершать различные движения и издавать звуки. Хотя и этого уже было достаточно, чтобы изумлять зрителей.
На этих примерах видно, что антропоморфные роботы родились в воображении людей задолго до того, как появилась возможность создать действительно эффективный механизм такого рода.
Все модели ИИ требуют четкой формулировки задачи для достижения результата, а их эффективность тем выше, чем меньше у них свободы для выполнения
Слово, которое придумал Чапек
Именно человекоподобным машинам посвящена пьеса Карела Чапека «Р.У.Р.», в которой впервые появилось слово «робот». Она была написана в 1920 году, а само слово придумал брат автора художник Йозеф Чапек. Благодаря успеху этого фантастического произведения слово вошло практически во все языки мира — хотя в ранних переводах пьесы на русский использовалось слово «работарь». А описанный там мир изобилия, где люди избавлены от рутинной работы, поощрял мечты о создании такого заменителя человека.
Пьеса поднимала и возникающую при этом проблему: допустима ли безоговорочная эксплуатация механизмов, столь похожих на тех, кто их создал и кого они заменяют? Само слово, предложенное в пьесе Чапека, созвучно с чешским «robota», которое означает тяжелый, каторжный труд. И неудивительно, что сюжетом «Р.У.Р.» становится сначала идея освобождения роботов, а затем и их восстание.
Фото: Hulton-Deutsch/Hulton-Deutsch Collection/Corbis via Getty Images
Почти как люди
До создания андроидов, то есть роботов, которые практически неотличимы от человека, еще далеко.
Во-первых, нужны шарниры и приводы, вписывающиеся в размеры человеческого тела.
Во-вторых, необходим машинный интеллект, который будет ими управлять и обеспечивать гибкое реагирование в различных ситуациях.
В-третьих, приводы и система управления должны обеспечиваться энергией, и для этого нужны компактные и мощные аккумуляторы.
Прогресс по всем этим направлениям идет, но на данный момент даже уровень ИИ не таков, чтобы поставленный Чапеком и его последователями вопрос о правах роботов имел практический смысл. Все модели ИИ требуют четкой формулировки задачи для достижения результата, а и их эффективность тем выше, чем меньше свободы у них для выполнения.
Академик РАН Валентин Анаников считает ИИ очень полезным для работы химика и отмечает, что это помощник, который значительно ускоряет работу. «Одна из наиболее ярких областей применения ИИ — автоматизация синтеза новых соединений. Это позволяет использовать машинное обучение для прогнозирования свойств молекул, ускоряя процесс их создания и тестирования. Раньше синтез и тестирование новых веществ занимали годы, а с применением ИИ этот процесс можно сократить до месяцев», — говорил он газете «Коммерсантъ». Но до замены опытного химика на ИИ еще очень и очень далеко.
Совсем не как люди
Первые промышленные роботы появились в 1960-е годы в США, и выглядели они совсем не как люди. Разве что их манипуляторы в целом напоминали человеческую руку — что неудивительно, поскольку они должны были ее заменить.
Основными преимуществами роботов по сравнению с людьми стали гарантированная точность выполнения операций и возможность работы в условиях, где человеку нужна была бы защита. Например, на заводе General Motors первые роботы в 1961 году использовались для работы с раскаленными отливками, которые они перемещали в охлаждающую жидкость.
В течение следующих десятилетий промышленные роботы оставались узкоспециализированными устройствами, которые выполняют ограниченный набор операций. Но они делают их быстрее и точнее, чем человек: режут в точности как в чертеже и сваривают именно в тех точках, где указано, не промахиваясь.
Конечно, их программы можно настраивать и менять — скажем, на автомобильном конвейере, где собирают различные версии автомобилей, робот может выбрать именно ту разновидность детали, которая нужна для конкретной модификации, подъехавшей к нему в данный момент.
Манипуляторы робота позволяют ему сделать то, что человек не сможет. Роботы всегда соблюдают технологии — ничего не забывают, не устают и не отвлекаются. Поэтому автоматизация стала залогом высокого качества изготовления и сборки.
В отличие от промышленных роботов, которые могут работать только на том участке, для которого их проектировали, человекоподобные роботы не требуют никакого приспособления к ним рабочего места, они просто встают на место человека
Благодаря снижению стоимости электронных компонентов роботы со временем получают все более эффективную и сложную систему управления, которая может собирать и обрабатывать больше информации от различных датчиков, память их вмещает более сложные программы, и они уже могут адаптироваться и обучаться. Но выглядят они по-прежнему непохожими на людей.
Это просто рациональный подход: специализированное устройство лучше приспособлено к выполнению конкретной функции или спектра функций, чем универсальное, каким является человек. И, конечно, отказавшись от ненужных возможностей, можно удешевить устройство, причем значительно.
«Не совсем понятна область использования гуманоидных роботов. Создать полномасштабный аналог человека в принципе невозможно, поскольку робот представляет собой исключительно техническую систему», — говорил в интервью телеканалу «Наука» руководитель Информационно-аналитического центра «Наука» РАН член-корреспондент РАН Владимир Иванов.
Фото: Christoph Soeder/dpa/picture-alliance/ТАСС
Зачем нужен Электроник
Тем не менее во всем мире интерес к человекоподобным роботам остается стабильно высоким. Ими занимаются множество компаний в разных странах мира — прежде всего в США и КНР. Оптимизм исследователей и разработчиков иногда оказывается не совсем обоснованным — создаваемый на Tesla робот Optimus до сих пор не производится серийно, начало его выпуска отложено на 2027 год. Илон Маск говорил, что в перспективе роботы должны принести компании $10 трлн, однако, по всей видимости, это в лучшем случае дальняя перспектива.
В России этим направлением занимается «Корпорация роботов», созданная в 2014 году АФК «Система». На ее счету уже несколько разработок. Правда, практически все существующие образцы роботов в мире больше известны благодаря своим показательным выступлениям: они танцуют, иногда дерутся, ходят среди посетителей выставок… Опытные образцы упомянутого Optimus от Tesla должны были уже приступить к работе на заводе Tesla. Однако, как выяснилось, ничего полезного они делать не в состоянии: работают не они — работают с ними.
Но и показательные выступления с танцами нельзя считать бессмысленными: в них проверяются и отрабатываются технологии, это можно считать публичной частью испытаний. Так же, как автогонки способствуют прогрессу в автомобилестроении, так и эти выступления стимулируют прогресс в робототехнике.
«Робототехника сегодня является драйвером развития механики, электроники, материалов и других технологий, в том числе и в России. Развитие отечественной робототехники возможно только при создании собственных электронных и мехатронных компонентов», — считает исполнительный директор АО «Корпорация роботов» Евгений Дудоров. Сам факт демонстрации и подготовки к ней уже часть производственного процесса и в своем роде локомотив, который тянет за собой очень много процессов и решений во многих отраслях.
Идеи и методы их реализации, которые появляются во время создания человекоподобных роботов, будут полезными для не таких сложных конструкций.
Но для чего могут быть полезны андроиды или их упрощенные подобия? Прежде всего они ценны своей универсальностью — в отличие от промышленных роботов, которые могут работать только на том участке, для которого их проектировали, человекоподобные роботы не требуют никакого приспособления к ним рабочего места, они просто встают на место человека. Они идеально подходят в качестве помощника для пожилых людей или больных.
Правда, до сих пор не ясно, насколько быстро можно решить все технические проблемы. Несмотря на оптимизм Илона Маска и других руководителей компаний, проектирующих роботов, на данный момент, похоже, трудно даже планировать, когда появится первый человекоподобный робот, которого можно просто купить и который сможет работать хотя бы официантом. Может быть, человечеству все же удастся воплотить свою давнюю мечту? Многие вещи казались нам фантастикой до тех пор, пока не появились в магазинах. Возможно, и Электроник, которого Евгений Велтистов придумал в 1964 году, станет реальностью.
