Наступающее завтра
Текст: Алексей Кириллов | 2017-01-20 | 653
Наверное, уже не за горами то время, когда во многих видах деятельности Роботы полностью заменят человека. Они способны работать в три смены, обходиться без света и отопления, выполнять сложные производственные операции гораздо точнее и быстрее человека. Благодаря развитию искусственного интеллекта роботы начинают проникать даже в те сферы деятельности, где, как считается, требуется серьёзная умственная работа. Они обыгрывают человека в Го и шахматы, перерисовывают фотографии на манер полотен известных художников и водят автомобили. О том, как развивается современная робототехника, мы поговорили с проектным менеджером робототехнического центра «Сколково» Алексеем Гонноченко.

– Алексей, наш разговор хотелось бы начать с некоторого анализа ситуации по роботизации в нашей стране. Какое-то движение в этом направлении есть?

Говорить о роботизации очень сложно, поскольку роботов в нашей стране по-прежнему практически нет. Даже робототехников в России больше, чем роботов. Роботизация промышленности находится на практически нулевом уровне, а российский рынок робототехники составляет всего лишь какие-то доли процента от мирового.

Причин отставания много, но основная заключается в том, что робототехника требует больших инвестиций. Вообще, любое современное инновационное, наукоёмкое производство – это большие, длительные и достаточно рискованные вложения. И работают они только тогда, когда все остальные ниши на рынке не позволяют извлекать большой прибыли. Только в этом случае, чтобы получить больший доход, вы готовы вкладывать в более рисковые продукты. У нас же экономическая ситуация обратная: на рынке присутствует много ниш, в которых конкуренция не сбила рентабельности. Нормальная рентабельность для бизнеса в Европе – 10?15%. Нормальная рентабельность для бизнеса в России – 100-200%. Любое предприятие, основанное на внедрении сложных технических решений, требует огромных инвестиций, и редко когда может дать рентабельность выше 15-20%. И если за границей на это готовы пойти, то в России есть куча вариантов, куда можно вложить деньги с меньшим риском, меньшим периодом возврата и гораздо большим доходом. И это очень сильно тормозит развитие робототехники. В то же время, если остальной мир будет двигаться в этом направлении, а Россия не сможет наверстать упущенное, то мы превратимся в страну третьего мира, вынужденную покупать все необходимые технологии у других государств.


Asimo, один из самых известных и узнаваемых роботов-андроидов. Создан корпорацией Honda. Способен распознавать движущиеся объекты, лица, окружение, звуки и жесты, пользоваться Интернетом и локальными сетями. Может выполнять достаточно сложные двигательные функции: ходить по лестнице, прыгать на одной ноге (на месте или передвигаясь в любом направлении), играть в футбол, брать и класть различные предметы.

Робот Cheetah, разработанный фирмой Boston Dynamics и специалистами Массачусетского технологического университета. Имеет очень высокую способность быстро передвигаться и преодолевать препятствия.

– На какие сферы опирается робототехника и от чего зависит её развитие?

Сейчас это, в первую очередь, сфера IT. Второе – микроэлектроника и связанные с ней области: материаловедение, технологии производства. Третье – это современное цифровое производство, куда входят 3D-печать, обработка изделий на станках с ЧПУ и им подобные технологии, позволяющие изготавливать детали напрямую по моделям, без разработки уникального технологического процесса. Это заметно сокращает цикл вывода изделий на рынок и, соответственно, повышает конкурентоспособность. Скорость вывода продукта на рынок – один из очень важных факторов, по которым Россия тоже колоссально отстаёт от остального мира. Если, допустим, в Азии робототехнический стартап путь от идеи до реализации может полностью пройти за один год, то у нас за год в лучшем случае только сформулируют то, что хотят сделать, и, может быть, из подручного материала соберут какой-то опытный образец.

Ещё одна сфера, которую часто связывают с робототехникой, – это механика. Но в последнее время каких-то революционных подвижек здесь не было, поэтому говорить о том, что механика сегодня влияет на развитие роботов, было бы неправильно.

– В России отставание идёт по всем этим направлениям, или в чём-то мы находимся всё-таки на достаточно приличном уровне, например, в том же программировании?

Да, программирование у нас находится на хорошем уровне. Но мы отстаём по количеству команд программистов, занимающихся робототехникой. Это, повторюсь, связано с тем, что программирование роботов требует капиталовложений. Если вы делаете какую-нибудь интернет-игрушку или мобильное приложение, то вам, кроме компьютера, не нужно ничего. Но если вы заняты каким-то бизнес-решением на основе робототехники, то помимо компьютера вам, как минимум, нужен робот и какое-то пространство для работы. Чем масштабнее задача, тем больше инвестиций необходимо для её реализации. Например, чтобы нормально заниматься беспилотниками, нужно купить автомобиль, обвешать его дорогостоящими сенсорами, с учетом климатических условий России приобрести для выполнения работ отапливаемый гараж и где-то найти трек для отработки решений. Из-за всех этих нюансов, несмотря на наличие сильных программистов, по программному обеспечению для роботов мы также заметно отстаём.

Но есть всё-таки отдельные направления, где мы занимаем лидирующие в мире позиции. Прежде всего, это системы распознавания образов, лиц, объектов, видеоаналитика. Российских команд, которые усиленно занимаются в этой области и успешно конкурируют на международной площадке, достаточно много. Это, в том числе, и наши резиденты «Сколково» – Вокорд, VisionLabbs и «Синезис». Алгоритм совсем недавно был признан лучшим по итогам открытых испытаний Megaface.



В робототехническом центре «Сколково».

– Для того чтобы страна находилась на передовом робототехническом уровне, обязательно ли, чтобы все смежные с робототехникой сферы хорошо развивались, или, например, тех же программистов будет достаточно?

В целом, достаточно программистов. Более того, соревноваться, допустим, в производстве «железяк» с Китаем практически невозможно – они убежали настолько далеко, что догонять их мы будем очень долго, а они за это время убегут ещё дальше. Поэтому единственное, в чём мы можем их догнать и перегнать, – это программное обеспечение. Но здесь, опять же, необходим ряд действий со стороны государства, которые бы улучшили климат страны с точки зрения интеграции в мировое распределение труда. «Железо» делают они, софт делаем мы – никаких границ для межрегионального взаимодействия в этом плане быть не должно. Но проблемы, связанные с переходом к замкнутой экономике, к политике импортозамещения, есть, и они существенно затрудняют нашу деятельность. Да, у нас есть успешная архитектура процессоров, которые показывают хорошие тесты в определённых задачах, но нельзя говорить о том, что мы своей электроникой закрываем всевозможный спектр вопросов. Кроме того, отстаёт от международной и наша электронная база. Соответственно, мы всё равно остаёмся привязаны к международному промышленному сообществу, и связи эти рвать нельзя.

– А как обстоят дела с подготовкой робототехников?

У нас сохранились фрагменты каких-то отдельных направлений, в которых мы ещё сильны. Наши ребята выигрывают олимпиады по физике, по математике, по информатике, но я не могу сказать, что это следствие отличной школы по всей стране. Я сам преподавал в университете и скажу, что уровень входящих студентов в региональных вузах крайне слабый. А значит, отставание в темпах образования есть не только в высшей школе, но также и в средней, и в начальной. Когда я руководил Ресурсным центром робототехники при ДГТУ, моя команда неоднократно принимала участие в международных робототехнических соревнованиях. И здесь отставание в уровне подготовки команд было наиболее показательным, даже в сравнении с командами таких стран, как Малайзия и Индонезия, которые никогда не ассоциировались с сильной робототехникой. При этом от других стран в соревнованиях принимали участие студенты первых-вторых курсов, в то время как мы были представлены пятым. О том, чтобы брать в проекты первокурсников, привлекать их к прикладным исследованиям, к разработке роботов, у нас вообще никто не помышлял – если они просто ходят на занятия и вовремя сдают сессию – то уже это можно считать достижением. После первых соревнований я поставил себе задачу сдвинуть планку хотя бы на второй-третий курс, но добиться этого получилось только через два года.


А вообще, хорошо известно, что наша общероссийская проблема заключается в том, что у нас образование делает акцент на фундаментальных вещах, в то время как в Азии или в Европе – на прикладных. В Сколтехе процесс прикладного обучения пытаются частично скопировать, называя его проектным обучением. Проект подразумевает физическую реализацию какого-то устройства. Пусть оно и не будет доделано до конца, но студент, по крайней мере, поймёт, что нарисовать на бумаге – это одно, а сделать в реальности и заставить работать – совсем другое.

Ещё одна очень и очень серьёзная проблема – отсутствие в стране существенного спроса на специалистов в области робототехники. Университеты выпускают робототехников больше, чем реально нужно – по сути, просто так, чтобы были. Единственная отрасль, которая создаёт ощутимый физический спрос на робототехников – это оборонка. Остальные выпускники идут наладчиками станков с ЧПУ и промышленных роботов на заводах, которых, как я уже говорил, тоже катастрофически мало. Но ведь эта работа – для выпускников колледжей, а не для выпускников университетов. В университете учат разрабатывать и проектировать роботов, а не кнопки нажимать, чтобы запускать ту или иную программу.

И до тех пор, пока не будет ощутимого спроса и внятного запроса от предприятий: «Нам нужны люди, умеющие работать в том-то, способные проектировать то-то и решать такие-то задачи», у нас не будет единого понимания, чему учить робототехников. А учат их у нас сейчас всему, чему только можно. На выходе такой робототехник не имеет никакой квалификации, то есть он понимает робота в целом, но нормально его сконструировать или запрограммировать не способен. На Западе же, наоборот: там вообще нет понятия «робототехник», но есть конструктор, специалист в области глубокого обучения, специалист в области технического зрения, программист на C.

– Какие основные вызовы стоят сейчас перед робототехникой?

Если говорить о сегодняшних основных вызовах в робототехнике, то это программное обеспечение и повышение интеллектуализации роботов. Глубокое обучение нейросетей развивается семимильными шагами. Их применяют в любых задачах, потому что они позволяют отойти от классического метода составления сложных программ, которые будут охватывать различные вариации входной сенсорной информации, и заменить это одной архитектурой нейросетей, которую можно обучить на экспериментальных данных. Это пограничная область, сформировавшаяся как теория искусственного интеллекта. Связана она, прежде всего, с математикой, биологией и нейрофизиологией. Это попытка скопировать процесс обучения из живой природы.

– То, что вы говорите, имеет отношение ко всем группам роботов или, допустим, для промышленных роботов это в принципе не нужно?

В какой-то степени это касается всех роботов. В промышленной робототехнике активно внедряется техническое зрение и активно разрабатываются дополнительные средства очувствления роботов, чтобы они могли в прямом смысле слова осязать окружающее пространство вокруг себя и безопасно работать в присутствии человека или каких-то объектов.

Вообще, при переходе к следующему этапу индустриализации робототехнике необходимо решить ряд проблем. Сегодня промышленных роботов жёстко программируют на определённую последовательность действий, которые они должны выполнять. Но это хорошо только в условиях массового производства, когда в течение длительного времени конвейер выпускает одну и ту же продукцию. Вы один раз вкладываете кучу сил, настраиваете кучу роботов, и они месяц за месяцем, как часы, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю выдают вам определённый продукт. Но интересы общества изменились в сторону индивидуализации желаний, что приводит к уменьшению масштабов производства. Новые модели машин выпускаются уже даже не раз в год, а чаще. Соответственно, затраты на перенастройку оборудования возрастают, и встаёт вопрос о том, что необходима более гибкая автоматизация системы, которую можно быстро и часто перестраивать. Получается, необходимы новые методы взаимодействия роботов с окружающим пространством.

– Какие, по вашему мнению, прорывные вещи в ближайшее время стоит ожидать от робототехники?

Самая ожидаемая революция в области робототехники и искусственного интеллекта – внедрение в нашу жизнь беспилотного транспорта. Это развитие интеллектуальных систем помощи водителю, которые будут снимать с нас часть рутинной работы по вождению. Это то, что внедряют в «Тесла» и будут постепенно развивать дальше, расширяя диапазон условий, при которых система способна работать эффективно.

Второе направление – автоматизация сельского хозяйства. Технологии позволят в очередной раз существенно повысить эффективность этой отрасли и тем самым ещё больше снизить человекозатраты на обеспечение нашей базовой жизнедеятельности. Напомню, что в 18 веке в сельском хозяйстве было задействовано порядка 90% населения, а сейчас – всего 10%. Но роботы могут сократить цифру ещё больше.

Третье направление – роботизация промышленности. Первый этап здесь практически завершён: всё, что экономически целесообразно можно было сделать с помощью жёстко программируемых роботов, сделано: к примеру, машины варят, собирают, красят роботы. Теперь же компании сфокусировали своё внимание на разработке технологий, которые позволят роботам работать вместе с человеком, и это существенно расширит ореол их внедрения и позволит ещё немного повысить эффективность производств.


«КамАЗ» – одно из немногих российских предприятий, где внедряют промышленных роботов. На данный момент  на «КамАЗе» задействовано 297 роботов. На фото: роботизированный комплекс для сварки каркасов кабин в процессе работы.

С развитием роботизации будет продолжаться миграция людей из производственной сферы в сферу услуг, хотя и сфера услуг тоже будет частично затронута робототехникой. Уже появляются роботы-официанты, роботы для ресепшена, роботы-экскурсоводы. Человеку не нужно относиться к этому как к катастрофе, будто бы роботы лишают нас работы. Наоборот, роботы заменяют нас в тяжёлых или нудных вещах и предоставляют нам возможность заниматься более творческими профессиями, изобретать, творить и просто общаться друг с другом.

– Если говорить о ближайшей перспективе – активном внедрении беспилотников, то какие проблемы сдерживают окончательное решение этого вопроса?

Конечно, технологии развиваются быстро, но пока они не готовы к тому, чтобы полностью заменить человека на дороге или в небе. На сегодняшний день и законодательно, и технически при управлении транспортным средством необходимо присутствие человека. Есть множество нештатных ситуаций, в которых данная система не справляется. Она хорошо работает в тех жизненных ситуациях, на которых её протестировали, проверили, обучили, но стоит ситуации отклониться от заранее заданной, и предсказать результат уже не может никто.

Беспилотник «Тесла» уже попал в несколько серьёзных аварий, включая аварию с летальным исходом. В итоге виновным в аварии был признан водитель грузовика, который разворачивался в неположенном месте, не заметив «Теслу». Беспилотник ехал по дороге, имеющей приоритет, но как бы то ни было, расположение сенсорных систем на машине «Тесла» не позволило интеллекту вовремя распознать возникшее препятствие, снизить скорость и предотвратить столкновение.

Юридически ответственность полностью лежит на водителе, потому что во всех правилах и регламентах написано, что система, установленная в «Тесле», не является системой автономного вождения. Это лишь система помощи водителю, который должен сохранять внимание и контроль над происходящей на дороге ситуацией, чтобы в любой момент быть готовым перехватить управление.

Конечно, случай разберут, сделают выводы, добавят их в систему управления, протестируют, исключат повторение подобного в будущем, но, тем не менее, факт остаётся фактом: роботы пока плохо справляются в непредсказуемых ситуациях, в которых нужно придумать нестандартное решение.


– А когда система будет считаться доработанной полностью? Когда она будет исключать даже малейшую вероятность какой-либо аварии?

Существует мнение, что на дорогах не будет безопасно до тех пор, пока хотя бы один человек будет водить машину сам. То есть только если всю систему управления автомобилями полностью передать роботам, дороги станут безопасны. Человек на дороге – это источник хаоса: он нарушает, он может заснуть, он может устать, он может сделать ошибку. Если же все машины будут находиться под управлением роботов, такие ситуации будут исключены. Но в этом есть и доля лукавства, поскольку в ряде ситуаций аварийности избежать не получится. Ведь даже если мы уберём водителя из автомобиля, люди вокруг автомобиля всё равно останутся. Дети, выбегающие на дорогу; кошки, бросающиеся под колёса; упавшие на проезжую часть деревья… Поэтому те, кто придерживаются точки зрения, что абсолютно безаварийной системы не может быть никогда, задаются иным вопросом: а что должен делать автопилот, когда аварии избежать невозможно, но можно попытаться минимизировать потери? Периодически на эту тему проводятся даже опросы – разработчики выясняют, что по этому поводу думают обычные люди. К примеру, спрашивают – как, с их точки зрения, должен поступить автомобиль, если перед ним неожиданно на дорогу выбежал человек – сбить этого человека или увести машину в кювет, что может повлечь гибель пассажиров.

Полностью исключить человеческие потери, на мой взгляд, невозможно, но мы можем их существенно снизить. Это и есть цель. Одна авария «Теслы» на сотни тысяч километров, которые они «намотали» – это значительно лучше, чем статистика по США. А если брать статистику по России, то, я думаю, лучше в несколько раз.

– И кто же в итоге будет определять, сбивать человека или уводить машину в кювет? Робот ведь в любом случае будет исходить только из того алгоритма, который заложат в него программисты?

Есть определённые люди, которые работают над этическими вопросами внедрения роботов в нашу жизнь и пытаются по всем направлениям сформулировать более или менее чёткую позицию. Но велика вероятность того, что достичь консенсуса не получится, и всегда будет существовать несколько сторон, придерживающихся своей точки зрения.

Стоит учесть, что среди установленных сегодня правил дорожного движения тоже есть такие, которые не исключают риски, а лишь минимизируют их. Например, люди ограничили максимальную скорость на автостраде 110 километрами в час. При этом очевидно, что если бы мы ездили по трассе со скоростью не более 60 километров в час, количество аварий было бы в разы меньше. Но установив это правило, люди пришли к компромиссу между скоростью движения и безопасностью. И в случае с робототехникой ситуация примерно такая же.

Для роботов должен быть разработан специальный регламент, набор правил, аналогичных компромиссных правил дорожного движения, и их разработка уже ведётся. Но это ответственность в большей степени законодателей, чем робототехников. Робототехники же сделают любую установку, и если общество, допустим, скажет, что «машина должна спасать жизнь пассажира», то она, в первую очередь, будет спасать жизнь пассажира.

Моральный выбор человека в этом плане даже очевиднее, поскольку зачастую сводится к тому, чтобы не сделать ничего. Нам ведь проще объяснить своё бездействие, чем отвечать за принятое решение и сделанные действия.



Подпишитесь на eRazvitie.org в Фейсбуке и ВКонтакте, чтобы не пропустить новые материалы.