Почему будущее все-таки за роботами
Роботом-пылесосом уже никого не удивишь, их становится все больше, и цены на них падают. Так будет происходить и со многими другими сферами нашей жизни, не только в быту. О будущем робототехники в мире и уникальных разработках в сфере роботов-манипуляторов рассказали ученые Университета «Сириус», которые сами создают на первой федеральной территории это будущее.
Уже второй год мы наблюдаем бум в области искусственного интеллекта. ИИ становится совершеннее день ото дня и уже заменяет сотрудников техподдержки, программистов, журналистов, художников видеоигр, графических дизайнеров и представителей других профессий при выполнении базовых задач. Правда, нейросеть — это программа, и она работает внутри компьютера. Взаимодействовать с реальными объектами способны только живые организмы или роботы, которые гораздо сложнее ИИ.
«Робот находится в окружающей среде и должен реагировать на реальные, а не происходящие в компьютере события. Причем очень быстро. Если беспилотное такси не успеет затормозить, случится катастрофа. Значит, роботу необходимо не просто уметь принимать решения, но и делать это вовремя.
Если робот опоздал — он провалился, каким бы умным он ни был
Именно поэтому в робототехнике важно действовать в реальном времени. Это осложняет нашу работу, но и делает ее интереснее», — рассказывает профессор Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта по направлению «Математическая робототехника и искусственный интеллект» Университета «Сириус» Сергей Гусев.
Беспилотники в «Сириусе»: как работает роботакси
ЧитатьОднако сегодня роботы могут выполнять только более или менее стандартизированные действия вроде изготовления электроники, бытовой техники или автомобилей. Объясняется это просто: в перечисленных отраслях используются жесткие материалы, а все процессы строго регламентированы. Для взаимодействия с податливыми объектами нужны машины со сверхчувствительными сенсорами и продвинутым ИИ, который сможет осознавать и выполнять не очень четко сформулированные задачи.
Ученых интересует не то, что есть, а то, что будет: что еще не сделано, куда двигаться, где перспективы
Сергей Гусев
Одна из таких идей будущего — от руководителя направления «Математическая робототехника и искусственный интеллект» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Университета «Сириус» Антона Ширяева. Ученый предложил научить роботов выполнять скоординированные движения, а не цепочку распределенных по времени команд. Скопировать таким образом поведение человека.
Постепенно сенсоры роботов становятся все чувствительнее
Фото: © Borkin Vadim / Shutterstock / FOTODOM
Когда мы двигаемся, у нас каждый сустав действует не сам по себе: движение одних определяет группа других. Сейчас роботам задают команду так: через минуту повернуть голову на столько-то градусов, а потом сдвинуть руку на столько-то сантиметров. Но сами люди так никогда не делают: у человека движения рук и ног согласованы друг с другом. Исходя из этого, метод Ширяева предполагает совершенно новый подход к организации движения роботов. Это позволит им действовать точнее, осуществлять более динамичные и ловкие движения по сравнению с методом управления по времени, который применяется сегодня.
По словам профессора Сергея Гусева, такой подход может быть более эффективен в некоторых робототехнических задачах. Вот одна из них.
Задача века!
Человек совершает разные движения. Их можно разбить на две большие группы — манипулирование с захватом и без захвата. Например, играет баскетболист — он ведет мячик. Мяч большой и в ладонь не помещается, поэтому игрок управляет наклоном ладони, скоростью и силой, которую прикладывает к снаряду. Ученые задались вопросом, почему никто еще не научил этому роботов.
В 1998 году профессор North West University в Чикаго Кевин Линч сформулировал задачу перемещения предмета без жесткой фиксации в руке робота. Он назвал его «роботом-бабочкой», вдохновившись контактным жонглером Майклом Мошеном, который изобрел такой вид жонглирования, когда не подкидывают предметы, а перекатывают их — с одной стороны ладони на другую через пальцы. Это движение называется «бабочка». Так же окрестили и робота.
Кто такой Майкл Мошен?
Американский жонглер. В 1980-х развил концепцию контактного жонглирования. Техника основана на взаимодействии тела и объекта друг с другом. Визуально кажется, что шарик движется сам по себе, парит над руками. Движение «бабочка» — одно из базовых в контактном жонглировании. В фильме «Лабиринт» 1986 года Дэвид Боуи выполняет трюк с прозрачным шаром. На самом деле это был Майкл Мошен, стоявший за спиной Боуи.
Долгое время ученые из Италии, США, России, Швеции пробовали разные подходы к решению этой задачи, но ни у кого не получалось. Сложность заключалась в том, что это движение трудно реализовать: нужно четко контролировать скорость за счет наклона ладони, ускорение можно придать шарику, только подгоняя его с помощью изменения угла наклона.
Впервые собрать работающую установку удалось лишь в 2014 году россиянину Максиму Сурову, который в своем решении применил теоретический опыт Антона Ширяева.
«Всему миру наш проект мы продемонстрировали в 2015 году на крупнейшей международной конференции по робототехнике IEEE International Conference on Robotics and Automation, проходившей в Сиэтле. На конференции присутствовал и Кевин Линч, который был приятно удивлен полученным решением», — рассказывает Максим Суров.
Работа российского ученого наряду с семью другими докладами вошла в список лучших на конференции.
В самом центре робототехники
Сейчас Максим Суров кандидат технических наук, доцент направления «Математическая робототехника и искусственный интеллект» Университета «Сириус». Вместе с коллегами он не только решает задачи по развитию и продвижению современных технологий, но и занимается подготовкой студентов, которым еще предстоит внедрять разработки на производстве. Здесь действует модульный принцип образования, который ни в одном другом российском вузе не применяется.
Почему в «Сириусе» лучшие возможности для изучения робототехники
Читать«Это интересное и, на мой взгляд, верное решение. При таком подходе дисциплину учат не в течение семестра или целого года, как в остальных университетах, а в виде отдельного модуля, который длится две-три недели. Для их проведения мы приглашаем ведущих специалистов из всех университетов страны. Именно тех, кто в этом направлении имеет максимальные компетенции и может лучше всего подготовить выпускника», — рассказывает Сергей Гусев.
Кроме того, Университет «Сириус» регулярно проводит бесплатные программы по робототехнике для бакалавров, магистров и аспирантов из других вузов. На них также приглашают читать лекции и проводить практические занятия ученых из ведущих учебных заведений России.
Так, в ноябре в Университете «Сириус» при поддержке госкорпорации «Росатом» прошла очередная осенняя школа «Современные методы робототехники и теории управления». После тщательного отбора для участия пригласили 100 студентов и аспирантов со всей страны. Они прослушали лекции ученых из ведущих вузов и научных центров, преподавателей направления «Математическая робототехника и искусственный интеллект» Университета «Сириус» и специалистов различных подразделений Росатома. Также в прекрасно оборудованной лаборатории робототехники Университета для них провели мастер-классы. Еще две подобные школы запланировано на январь и апрель будущего года.
«Наша цель — сделать так, чтобы любые сложные задачи, где умение управлять человеческой рукой является критичным, выполняли роботы», — говорит еще один сотрудник Университета «Сириуса» старший специалист направления «Математическая робототехника» Роман Усатов-Ширяев.
«В частности, где нужно работать в холоде или некомфортных условиях. Чтобы человек трудился в Арктике, нужна социальная инфраструктура: транспорт, дороги, дома, школы, электричество и прочее. Но если там будут роботы, которым такие условия не нужны и которые могут работать как человек или лучше, вопрос будет решен. Это дело не совсем далекого будущего», — уверен ученый.
Куда идет робототехника и почему машины бывают смертельно опасны
Читать
