«Бабочка» даст роботам человеческие руки
Компания «Образовательная робототехника» создала лабораторно-исследовательский комплекс «Робот Бабочка», способный строить адаптивные алгоритмы управления роботами, при которых качество работы механических рук сравнимо с работой человека или даже превышает его. Комплекс демонстрирует высокую точность управления объектом манипуляции без захвата. Три университета — Норвежский политехнический, Национальный мексиканский и «Иннополис» — закупили эти комплексы для обучения студентов. На очереди ведущие российские и, возможно, американские университеты. Если все пойдет по плану, выручка компании «Образовательная робототехника» вырастет в 10 раз в следующем году. Об этом «Инвест-Форсайт» узнал от гендиректора «Образовательной робототехники» Романа Усатова-Ширяева. Не железо, а матмодель железа Компания «Образовательная робототехника» занимается цифровым прототипированием движений робота-манипулятора. «Сейчас в роботехнике преобладающая и тупиковая ветвь, на наш взгляд, — это инженерный подход, — говорит Роман Усатов-Ширяев, — создается железо, потом его пытаются научить двигаться так, как хочется разработчикам. Этот путь очень дорогой, так как должно быть несколько модификаций этих роботов с последовательными улучшающимися характеристиками, и в результате мы получаем уникальную конструкцию, которую невозможно масштабировать». Даже самый известный андроидный робот Atlas от Boston Dynamics умеет хорошо ходить и делать сальто, но на этом его умения заканчиваются. То же самое можно сказать и про японских роботов, которые пока так и не могут разобрать радиоактивную АЭС в Фукусиме изнутри. Потому что роботы, заходящие на Фукусиму, управляются телеметрически, их кабели перетираются, они теряют связь с оператором и остаются на АЭС. «Образовательная робототехника» пошла другим путем. Она создает модель движения, которое нужно получить, а после этого подбирает компоненты для его реализации, и в результате получается масштабируемое решение для выполнения тех или иных манипуляций. Это сильно сокращает цикл разработки робота-манипулятора и снижает его стоимость. Компания занимается этим с конца 1990-х годов. Профессор Антон Ширяев, основной владелец в ООО «Образовательная техника» и брат Романа Усатова-Ширяева, разработал курс управления неполноприводными системами, который читался в Санкт-Петербургском университете ИТМО, Норвежском технологическом университете, университете Умеа (Швеция). Шарик катается по восьмерке Задачу управления движением «Робот Бабочка» (Butterfly robot), который способен очень точно управлять объектами манипуляций без захвата, сформулировал профессор Кевин Линч в 1998 г. (Kevin Lynch, NorthWest Unversity, USA). К 2015 г. братья Ширяевы решили эту задачу, создав лабораторно-исследовательский комплекс «Робот Бабочка». «Робот Бабочка» — это конструкция, в которой шарик катается по дорожке с траекторией, повторяющей цифру восемь, с выпуклостями и впуклостями. Алгоритм им управляет так, чтобы шарик не скатывался с траектории и не падал. «Бабочка» позволяет просчитать алгоритмы движения — например хирургического скальпеля или робота, режущего мясо, робота-шахтера, робота-фрезеровщика и пр. — там, где требуется ловкость человеческой руки. И сделает это в автономном режиме, без телеуправления. «Бабочка» в камеру видит движение шарика и дальше рассчитывает силу воздействия на объект манипуляции при помощи алгоритмов. Во многих случаях это рассчитать невозможно, например в хирургии: не на живых же людях тренировать роботизированный скальпель. «Бабочка» будет отрабатывать гипотезы, когда шарик будет не твердым, а как, скажем, мешочек с песком, он будет в салазках проваливаться. Цена неудачного эксперимента у «Робота Бабочки» — упавший шарик, это недорого, в особенности если сравнивать со здоровьем человека. Например, задача для робота-сиделки: рассчитать, какие усилия нужно применить, по какой траектории провести свои руки, чтобы поднять человека и, не сломав его, посадить. Какие сенсоры будут собирать информацию о состоянии и параметрах пациента при этом (весе, конституции и пр.) — второстепенная задача для «Робота Бабочки». Главное — найти правильные движения, которые можно описать в виде формул. В 2011 г. братья Ширяевы зарегистрировали компанию «Образовательная роботехника». Она вместе с «Компьютерной роботехникой», разрабатывающей конкретные коммерческие приложения, образует группу «Роботикум». В 2015 г. «Роботикум» была единственной российской компанией на самой крупной робототехнической конференции робототехники и автоматизации (ICRA) в Сиэтле и попала в топ-7 разработок из 2500 представленных проектов. Весной 2019 г. «Робота Бабочку» показали в двух самых престижных учебных заведениях США и мира — MIT (Массачусетском технологическом институте) и университете Мичигана. MIT делает подобного робота несколько лет, но у них не получилось. США под программу Третьей волны развития искусственного интеллекта выделяет миллиарды долларов, и все университеты бьются за разработки и бюджеты. Им требуется дешевое и практичное устройство, которое позволит отрабатывать базовые гипотезы по управлению роботами в автономном режиме. Это то, что может делать «Робот Бабочка», и стоит он всего 1,5 млн руб. В «Роботикуме» пока не видят конкурентов своей платформе. «Робот Бабочка» идет в университеты Ведущие технические университеты Москвы и Санкт-Петербурга оборудуют лаборатории робототехники: к «Роботу Бабочка» есть интерес у МФТИ, ВШЭ, МГТУ им. Баумана, МИФИ. На сегодня «Роботикум» поставил свою «Бабочку» в университеты «Иннополис», Норвегии (3 комплекса) и Мексики (1) для обучения физиков, математиков и инженеров. Университеты Мичигана (США), Монпелье (Франция), Лунда (Швеция) и Королевская технологическая школа (Швеция) заказали эту лабораторную установку. Платформа, разработанная «Роботикумом», позволяет создавать лаборатории, работающие в сетевом формате, и включаться в работу сети даже небольшим группам ученых. Фонд «Сколково» дал «Образовательной роботехнике» в 2015 г. 4 млн руб. для разработки этого лабораторного комплекса. В следующем году компания увеличит выручку в 10 раз — до 60 млн руб. — благодаря этим контрактам: 5 комплексов будет продано в этом году и 20 — в следующем. В «Роботикуме» знают, где нужны такие модели, и ими уже создано 30 кейсов для промышленного применения. Например, для роботизации вывода ядерных отходов, для роботизации полировки, сверления, шлифовки деталей автомобилей и самолетов, для хирургических операций, для обслуживания пожилых и больных людей, для сбора овощей и фруктов, управления беспилотниками и т.д. Свои промышленные продажи «Роботикум» не раскрывает. Но, например, компания Rolls-Royce готова за робота для адаптивной финишной полировки турбинной лопатки заплатить $2 млн. Операционный директор кластера ядерные технологии Фонда «Сколково» Владимир Туртиков говорит: «Если для управления движениями промышленного робота использовать математический аппарат, как тот, что используется в “Роботе Бабочка”, то увеличится его производительность — он станет быстрее двигаться, возрастет точность его движения». Автор: Наталья Кузнецова
