На пути к «железному человеку»: как робототехника вышла на новый уровень

Слову «робот» исполнилось сто лет. Впервые оно было использовано в пьесе чешского писателя Карела Чапека «Р.У.Р.» («Россумские Универсальные Роботы»), поставленной в начале 1921 года. Почему же до сих пор роботы не окружают нас на каждом шагу?

Как рассказали «Профилю» эксперты, концепция робота как умной машины, умеющей делать все и при этом похожей на человека, сильно опередила свое время. Этот образ был подхвачен писателями и кинорежиссерами, но создать «терминаторов» в реальности не удалось – ни интеллектуальную составляющую, ни механическую оболочку. Правда, появилось множество индустриальных машин, выполняющих простые конвейерные операции, и их тоже стали называть роботами.

Теперь это двусмысленное положение проясняется. Независимо от промышленной роботизации все громче заявляют о себе проекты сервисных (социальных, бытовых) роботов, предназначенных для взаимодействия с людьми. По сути, из стен заводов (этап «индустрии 3.0») роботы выходят в повседневную жизнь («индустрия 4.0»), до сих пор не подвергавшуюся автоматизации.

Заветная мечта

Идея робота гораздо старше самого термина. С давних времен человека увлекала мысль о создании искусственных существ. Этот мотив повторяется в мифологии (можно вспомнить античный миф о Пигмалионе и Галатее или еврейскую легенду о Големе, созданном человеком из глины, как сам Бог создал Адама), позже – в классической литературе («Франкенштейн» Мэри Шелли).

Были и реальные попытки выступить в качестве «творца жизни». Арабский ученый XII века Аль-Джазари сконструировал механических музыкантов. Леонардо да Винчи оставил чертежи механического рыцаря. А с XVII века в Европе распространились автоматоны – куклы с запрограммированными движениями (иногда они еще «говорили» голосом сидевшего внутри карлика).

По сути, Карел Чапек лишь актуализировал древний архетип. На фоне достижений техники начала XX века казалось, что человек наконец подобрался к тому, чтобы создать улучшенную копию себя: безотказного, безустанного, полностью покорного робота. По мотивам пьесы Чапека был построен мировой хит конца 1920-х – британский робот Эрик с большими буквами «R.U.R.» на груди (пресса называла его «идеальным человеком»).

Робот Unimate Granger Historical Picture Archive/Vostock Photo

Первым роботом, получавшим команды извне, считается Unimate, представленный General Motors в 1961 году. В 1980-х с появлением дешевых и компактных микросхем началось массовое применение автоматики на производствах. Индустриальные машины работали по жесткому набору заданных команд, без каких-либо признаков самостоятельного «мышления». Между реальными и киношными роботами оказалась непреодолимая пропасть.

«Во времена Чапека напрашивалась идея, что робот скоро будет таким же автономным, как человек. Но написать набор программ, который сделал бы машину достаточно умной, оказалось неподъемной задачей. «Железные дровосеки» так и не обзавелись мозгами», – говорит футуролог, амбассадор Singularity University Евгений Кузнецов.

Решением этой проблемы занималась в первую очередь кибернетика – дисциплина, поставившая задачу описать работу мозга в математических формулах. Ее последователи предрекали, что через 10–20 лет компьютер сможет заменить человека на любой работе. Но вскоре стала очевидна утопичность таких прогнозов. Крупные заказчики заморозили финансирование проектов, и «золотые годы» искусственного интеллекта (ИИ) сменились «холодной зимой».

Носитель интеллекта

В 2010-х годах искусственный интеллект вернулся: благодаря усовершенствованному подходу (машинное обучение на статистических данных) состоялась «перезагрузка» технологии полувековой давности. Понятие «робот» пришлось уточнять: сегодня оно применимо и к «виртуальным» алгоритмам (поисковые роботы, боты и т. д.), и к любому оснащенному им девайсу (например, беспилотному автомобилю).

И все же сказывается сила традиции: роботами обычно нарекают конструкции, внешне напоминающие живые существа. Фактически робот стал одним из вариантов внешнего интерфейса самообучаемого алгоритма.

Благодаря ИИ новые роботы умеют распознавать лица, жесты и речь людей, подстраиваться под них, уступать дорогу. Таков, например, представленный в 2014 году франко-японский робот Pepper: с помощью нейросети он запоминает реакцию окружающих, накапливает опыт и совершенствует свои действия.

ИИ также помогает роботам ориентироваться в пространстве. Ведь процедуры, которые представляются для нас простейшими – развернуться, наклониться, взять, положить, – «железякам» даются нелегко. Вплоть до 2010-х робототехника, часть консервативной машиностроительной отрасли, мало продвинулась по этой части.

Однако в последние годы роботы компании Boston Dynamics показывают чудеса координации. Cheetah бежит стометровку быстрее Усейна Болта, Atlas делает сальто назад, SpotMini открывает двери, преодолевая сопротивление. В декабре 2020-го Boston Dynamics опубликовала видео, на котором группа роботов устроила зажигательный танец.

По словам собеседников «Профиля», только механическими средствами (совершенствованием гидравлической системы, гироскопов и т. д.) такого прогресса добиться бы не удалось. «В человеке за каждое движение отвечает своя нейросеть, и благодаря ИИ роботы наконец становятся квазиживым существом, обретают пластику, – поясняет Евгений Кузнецов. – Достижения Boston Dynamics уже пытаются копировать китайцы и японцы. Все подглядывают друг за другом и даже по небольшим видеороликам считывают технологии».

ИИ должен избавить разработчиков от необходимости программировать робота на все случаи жизни, рассказал «Профилю» основатель компании Robots City Айдар Кожахметов. «Пока приходится плотно работать над сопровождением речи жестами. Всякий раз, когда робот что-то говорит, программист прописывает набор установленных движений. Это неправильно, нужно, чтобы интонации и эмоции генерировались с помощью нейросетей», – делится Кожахметов.

По словам эксперта, главным ресурсом для обучения роботов сегодня стали облачные вычисления, а технологически узким местом – каналы связи.

«В робота больше не нужно погружать тяжелый процессор, только моторы и микроплаты, принимающие сигнал. Все вычисления перенесены в облако, – поясняет Кожахметов. – Но стандарты связи – проблема. Сегодня вы можете управлять роботом по Wi-Fi, Bluetooth или прямому радиоканалу – все эти диапазоны зашумлены, их пропускная способность мала. Отсюда провалы во время публичных мероприятий: например, немецкая компания Festo показывала своего робота Ангеле Меркель, а тот взял и улетел в стену. Робототехнике поможет распространение 5G-сетей, в которых есть выделенная полоса для коммуникации машин, – можно будет передавать сложные вычисления. В Корее и Японии, где 5G-сети появились раньше, «индустрия 4.0» уже свершившийся факт. Вообще, каждый год приносит интересные возможности. Например, раньше местонахождение роботов определяли по спутнику с метровой погрешностью, а в последние годы стала доступной технология Real-Time Kinematic, позволяющая уточнить локацию до сантиметра. Это сразу расширяет спектр применения».

Испытание робота Федора в рамках проекта «Спасатель» на базе НПО «Андроидная техника» Донат Сорокин/ТАСС

По образу и подобию

Эти новшества, однако, не означают, что теперь разработчики получили возможность создать универсального робота из произведений фантастов. Вместо «человекоподобного» интеллекта (human-like intelligence) пока доступны лишь прикладные алгоритмы, приспособленные под конкретные задачи (intelligent systems): автоматизируя каждую из них по отдельности, человек в итоге получает «распределенного Голема».

«Не нужно ждать от искусственного интеллекта, что он начнет решать за нас проблемы, – подтверждает Айдар Кожахметов. – Обучение нейросетей приходится контролировать: уже есть примеры, как, брошенные без опеки, они приходят к неправильным выводам. Пока нейронную сетку можно обучить узкому набору навыков, сделав робота либо продавцом, либо банкиром, либо гидом, но не всеми одновременно».

От поставленной задачи зависит и механическое исполнение робота. Танцующая команда Boston Dynamics все же является исключением: большинство роботов создается на колесных платформах – более громоздких и неповоротливых, зато устойчивых. Есть и гибридные решения: например, Hyundai в прошлом месяце представила робота TIGER X-1, совмещающего колесный ход с умением перешагивать препятствия. Аналогичным образом прорабатываются остальные детали. Нужны ли роботу верхние конечности? Что они должны захватывать и с какой силой? Должен ли он напоминать человека?

Любопытно, что известных роботов, предназначенных для работы в космосе – американского Valkyrie Robonaut 5 и российского «Федора», – все-таки сделали андроидами: у обоих есть руки и ноги. Но если для профильных задач не требуется антропоморфность, лучше обойтись без нее, считает Кожахметов: «Заставить робота шагать трудно, это можно сделать за счет суставов на основе ферромагнитной жидкости, но такие изделия не будут предназначены для массового потребления. Повседневного робота дешевле сделать на колесах или гусеницах».

Зачем нам роботы?

Итак, первая задача инженеров – определиться со сферой применения робота. Но как раз это дается труднее всего, признают эксперты. «Робот ходит, что-то говорит… А ради чего? – вопрошает Евгений Кузнецов. – Инвесторы обращаются к разработчикам с тем же вопросом. Мол, придумайте, зачем людям ваши роботы, и процесс пойдет. В мире инноваций так устроено: сначала придумывают рыночную нишу, а потом решают технические вопросы».

«Без практических сценариев остается лишь выпускать роботов в качестве занимательных поделок для образовательных задач, – сетует Айдар Кожахметов. – Мы организовывали сценические выступления роботов и отслеживали реакцию публики: если роботы танцуют на сцене сами по себе, без сопровождения людей-актеров, интерес в зале быстро теряется. То есть деятельность робота должна быть осмысленной, заточенной под нужды человека. Кстати, эта проблема есть и у искусственного интеллекта в целом. Возьмите голосовых помощников: если их запрограммировать поддерживать диалог на определенную тему, они справятся. Но не хватает людей, которые прописывали бы варианты таких диалогов».

Считается, что новая волна роботизации преимущественно затронет сферу услуг. В исследованиях на эту тему (например, в докладе Оксфордского университета The Future Of Employment) говорится, что, забрав у человека тяжелый физический труд, машины переходят к освоению среднепрофессиональных навыков.

При этом если бухгалтерия, юридическое сопровождение и другая офисная работа замещается «бесплотными» ИИ-алгоритмами, то «реальные» роботы нацелились на персонал, который мы привыкли видеть у витрин кафе, на стойках регистрации в отелях, у пунктов информации в аэропортах и так далее.

Теоретически его функции тоже могут быть обезличены: например, в 2017 году Amazon запустил супермаркет без единого сотрудника – сканеры автоматически распознают покупки и списывают сумму со счета клиента. Но если важно сохранить элемент интерактивности в обслуживании клиента, то без симпатичных гуманоидов не обойтись.

Пример – робот-соцработник в доме престарелых. Именно эта функция заявлена разработчиками нескольких популярных роботов, выпущенных в 2010-х: вышеупомянутого Pepper, Romeo (Франция), ASIMO (Япония), RоboThespian (Великобритания).

Робот Pepper Aurelien Morissard/IP3 via ZUMA Press/TASS

Есть и нетривиальные случаи: например, Pepper был обучен роли буддийского священника на японских похоронах. Сообщалось, что за ритуальные услуги робота компания-провайдер просит $450 вместо $2,2 тыс. за настоящего монаха.

«В Китае я сталкивался с роботами-официантами – все работало, все были довольны, – вспоминает Кожахметов. – Но, несмотря на то, что в сфере услуг есть множество рутинных операций, откуда людей можно безболезненно убрать, примеры роботизации остаются единичными. Однажды к нам в Robots City пришли представители британской компании, торгующей игрушками, просили робота для торгового зала. Но когда я предложил подумать, чем займется в зале робот, они смутились, ушли и не вернулись. Был и другой случай: заказчики из одного банка все-таки написали сценарий для робота. Но довольно странный: робот якобы должен и продавать цифровые продукты, и мыть полы, и охранять офис… Все это характерные казусы для ранней стадии развития технологии».

Конкурент или напарник?

По словам собеседников, пока «умная» робототехника остается на уровне лабораторий и стартапов, но в перспективе изготовление и обслуживание роботов, трудоустройство в смешанных робото-человеческих командах (cobots) – это крупная индустрия, сравнимая с рынком потребительской электроники.

«Будет немало роботов, для которых требуются люди-операторы, – прогнозирует Кузнецов. – С точки зрения коммерческой отдачи иногда выгоднее, чтобы «живой» сотрудник озвучивал выданную роботом информацию. Отсюда драма роботизации: люди из самостоятельных специалистов становятся всего лишь интерфейсами робототехнических систем. Впрочем, до этого еще далеко, а вот службы доставки будут роботизированы уже скоро – к середине 2020-х. Нам неудобно, если заказ из ресторана едет 30 минут вместо часа. Это более четкий запрос, и разработчики дронов уже проектируют системы цифровой логистики».

Помимо технических барьеров есть риск искусственного сдерживания роботизации. «Угроза массовых увольнений маячит в воздухе, – признает Кожахметов. – Однажды я пришел в агентство по бронированию диджеев в Нидерландах и показал видеоролик, где мои роботы играли диджей-сет. И вдруг девушка-менеджер возмутилась: «Как вы смеете отнимать у нас работу!». Наверное, для сглаживания социальных последствий однажды введут налог на роботизацию».

Дополнительным импульсом для роботизации, судя по всему, становится пандемия COVID-19, меняющая восприятие роботов в глазах общества. «Благодаря пандемии мы сэкономили примерно год от прогнозируемых темпов роботизации, – считает сооснователь фонда TMT Investments Герман Каплун. – Сейчас вопрос только в привыкании людей к технологиям, отсутствии страха перед ними. В нормальной ситуации срок получения разрешения на новое лекарство занимает лет 10, потому что речь идет о безопасности жизни. С роботами то же самое. Однако значительная часть этих 10 лет уже прошла. Роботы будут осваивать профессии поэтапно и в итоге заменят более 80% рабочей силы, включая даже программистов. Отчаиваться не надо: люди найдут себе занятия».