Спутники будущего. Фантасты десятилетиями обещают появление роботов вокруг нас. Когда это станет реальностью?
10:39, 1 ноября 2021Роботы и искусственный интеллект все глубже проникают в жизнь человека, меняя ее привычный уклад. Тренд XXI века — упрощать решение трудозатратных бытовых задач с помощью новых технологий, посвящая освободившееся время самообразованию и творчеству. Ближайшее будущее уже невозможно представить без беспилотного электротакси, вызываемого голосовым запросом, и умной системы, позволяющей совершать покупки в магазине без использования кассы. О том, когда эти технологии войдут в жизнь каждого и стоит ли людям опасаться замены роботами на работе, — совместный проект «Ленты.ру» и Сбера.
Дело техники
«Представьте, что вы на пороге зарождения новой отрасли. Эта отрасль основана на самых передовых технологиях, но она еще не стала популярной: несколько крупных компаний выпускают штучные продукты для бизнеса, а небольшие стартапы заняты нишевыми игрушками для энтузиастов. Их проекты сложные и медленно развиваются, у них нет единого стандарта. Поэтому, несмотря на все внимание, никто не может точно сказать, когда эта отрасль станет массовой. Но когда это случится — она изменит мир», — так Билл Гейтс описывал роботизацию в 2008 году. Он уверен: в ближайшее время роботы станут привычным устройством в офисах, на улицах городов и в квартирах. В точности как компьютеры, которые буквально за пару десятилетий из стоящих целое состояние машин размером с комнату стали компактными и доступными каждому.
Слово «робот» впервые появилось в пьесе чешского писателя Карела Чапека еще в 1920 году — дословно оно переводится как «каторга» или «подневольный труд». В современном понимании это устройство, выполняющее работу по заранее заложенному в него алгоритму.
Труд таких «подневольных рабочих» начали использовать на заводах уже с 1960-х годов — но исключительно в строго контролируемых условиях и для простых задач. Уже концу XX века стало ясно, что простые задачи для роботов закончились. С начала нового тысячелетия на производстве, в сфере обслуживания и здравоохранении стремительно внедряются роботы нового поколения — так называемые умные роботы. Дальнейшее развитие робототехники напрямую зависит от темпов разработки элементов искусственного интеллекта, которые позволяют роботам воспринимать окружающий мир и обучаться.
Начиная со второго десятилетия XXI века в мире происходит четвертая промышленная революция: буквально на глазах возрастает сложность выполняемых роботами задач и открываются новые ниши для их применения. Крупнейшие технологические компании возглавляют этот процесс и своими разработками приближают удобное и безопасное будущее, где ИИ и роботы с их готовностью работать 24х7 в самых разных сферах станут традиционными участниками нашей жизни
Согласно исследованию Brookings Institution, использующему данные из государственных и частных источников в США, внедрение искусственного интеллекта и автоматизации затронет большинство современных профессий: к 2030 году до 39 процентов всех рабочих мест в США будет автоматизировано. Наибольшие изменения ожидаются в профессиях, связанных с выполнением рутинных задач, где вручную обрабатываются большие массивы данных. Среди таких можно выделить сферу общественного транспорта, строительства, охраны, делопроизводства, бухгалтерии. Меньше — в областях, связанных с творчеством и использованием человеком социального и эмоционального интеллекта: в здравоохранении, образовании и сфере услуг.
Американский изобретатель и футуролог Рэймонд Курцвейл уверен, что в конечном итоге люди выиграют от автоматизации и технологий искусственного интеллекта, поскольку вместо рутинной работы смогут больше времени уделять саморазвитию.
А международный эксперт в области искусственного интеллекта и интеллектуального анализа данных Ян Цян допускает, что сочетание технологий больших данных и искусственного интеллекта поможет некоторым развивающимся странам догнать и даже обогнать развитые: «В будущем конкурентоспособность страны будет определяться не столько состоянием ее экономики и финансов, сколько объемом и обработкой собираемых данных. Например, быстрое развитие интернета и мобильной связи в Китае позволило собрать большое количество информации, что ускорило развитие ИИ в стране. Это может изменить существующий мировой порядок».
Всему голова
Сегодня крупные корпорации, бизнесмены и главы государств часто говорят о развитии искусственного интеллекта и решающей роли, которую эта технология сыграет в перераспределении баланса сил в мире. Из 9100 патентов, полученных IBM в 2018 году, почти 18 процентов связаны с этой технологией. Основатель Tesla Илон Маск, который неоднократно называл ИИ угрозой человечеству, пожертвовал 10 миллионов долларов некоммерческой исследовательской компании OpenAI. По словам президента России Владимира Путина, искусственный интеллект станет основой очередного рывка в развитии всего человечества.
Основанные на технологиях искусственного интеллекта системы компьютерного зрения уже используются для обнаружения и классификации различных событий на беспилотном транспорте: устройство размером с обувную коробку может увидеть и распознать практически все. Например, в какую сторону смотрит водитель, когда управляет транспортным средством, как быстро он едет, где находятся пешеходы и другие автомобили. Программное обеспечение автоматически замечает опасность и сигнализирует об этом. Таким образом искусственный интеллект сокращает число несчастных случаев на дорогах.
Благодаря использованию чат-ботов выходит на новый уровень взаимодействие клиента и поставщика услуг. Во время тестирования метробот Александра, разработанный Сбером и командой Московского метрополитена, сумел обработать 88 процентов запросов пассажиров. Все компоненты чат-бота и диалоговой платформы ChatNavigator, на основе которой создан метробот, размещены в облаке.
Теперь повседневные дела можно доверить виртуальным ассистентам, которые закажут пиццу, расскажут о погоде, подскажут фильм для просмотра и вызовут такси. Вокруг собственных виртуальных и физических ассистентов крупные компании вроде Amazon, Google, Apple и Microsoft выстраивают целые цифровые экосистемы. Одна из крупнейших таких экосистем в России создается Сбером. Ассистенты семейства Салют получили три характера — эрудированный Сбер, жизнерадостная Джой и педантичная Афина — и доступны в ТВ-приставке SberBox, на домашнем экране SberPortal и в приложениях Сбер Салют и Сбер Онлайн.
Системы машинного зрения и слуха способны распознавать и классифицировать объекты и речь с точностью, значительно превышающей человеческую. Еще вчера считавшиеся футуристическими сказками и игрушками гиков разработки стремительно меняют облик производства и торговли, приводят к перестройке логистических цепочек и к заметным сдвигам на рынке труда. Если в прошлом веке на смену крестьянской лошадке пришел железный конь, сегодня уже впору говорить о цифровом коне, способном работать без устали и давать результат в считаные секунды
Дорога перемен
Роботом можно считать любую технику, выполняющую операции без участия человека, в том числе автомобили и прочий транспорт, включая роботов-курьеров. Первые эксперименты с внедрением беспилотных технологий в машины начались в 1920-х годах, когда американская компания Houdina Radio Control продемонстрировала на улицах Нью-Йорка радиоуправляемый автомобиль. С тех пор идея беспилотного автомобиля занимала умы ученых и инженеров, но в течение многих десятилетий оставалась в большей степени концепцией, чем реально воплощенным замыслом. Ситуация поменялась в 1980-х, когда управляемый компьютером и оборудованный камерами и другими датчиками фургон Mercedes-Benz развил скорость 63 километра в час.
В 1990-е в гонку над созданием беспилотного автомобиля, в которой уже участвовали США и страны Европы, включилась Азия. В 1993 году разработанный в Южной Корее беспилотный автомобиль проехал по Сеулу 17 километров. В 1994 году во Франции полуавтономные автомобили Daimler-Benz (VITA-2) и UniBwM (VaMP) проехали более 1000 километров по трехполосной автостраде в условиях интенсивного движения на скорости, достигавшей 130 километров в час.
Тем не менее развитие беспилотного транспорта в XX веке сдерживали многие факторы. Во-первых, не было высокопроизводительной платформы на основе ИИ, способной обрабатывать данные в режиме реального времени. Простыми алгоритмами подобную задачу решить невозможно — нужно, чтобы система была обучаемой и сама принимала решения по мере движения. Во-вторых, отсутствовали системы vehicle-to-everything (V2X), позволяющие автомобилям взаимодействовать друг с другом, дорожной инфраструктурой и окружающей средой. В-третьих, не было развитой технологии компьютерного зрения, использующей камеры и другие датчики для сбора информации вокруг автомобиля. И в-четвертых, отсутствовали карты высокого разрешения, учитывающие трехмерную геометрию дороги, правила передвижения по ней и информацию об окружающей среде — расположение светофоров и дорожных знаков.
Сегодня эти технологии, получив достаточное развитие, делают автономный транспорт все более доступным и популярным, особенно в США и Китае. По прогнозам Mckinsey, именно Китай в будущем станет крупнейшим в мире рынком автономных транспортных средств. Компания Aptiv, в свою очередь, прогнозирует, что к 2030 году большинство продаваемых автомобилей будут оснащаться системой, в той или иной степени являющейся автопилотом.
Перспективен рынок автономных шаттлов, перемещающихся по заранее определенным маршрутам. По состоянию на начало 2021 года компания EasyMile, специализирующаяся на производстве автономного транспорта, развернула свои шаттлы EX10 более чем в 30 странах мира. В России прототип автономного транспорта представил SberAutoTech. По международной классификации эта разработка, получившая название FLIP, получила максимальный (пятый) уровень автономности — то есть для ее работы вообще не требуется человек.
Отличительной особенностью FLIP является возможность замены электрических батарей менее чем за пять минут. Внешние габариты FLIP такие же, как у стандартного легкового автомобиля (3,62 на 1,95 метра), однако пространства внутри на 40 процентов больше. Шаттл спроектирован для эксплуатации в качестве беспилотного электротакси, в котором безопасность и персонализация пассажира обеспечиваются технологиями биометрии и коммуникацией с использованием ассистента Салют.
Уже в ближайшие годы стоит ожидать увеличения срока службы и скорости зарядки роботов за счет оптимизации структуры и программного обеспечения литий-ионных аккумуляторов. Развитие альтернативных источников энергии — например, водородных и солнечных элементов — позволит создавать беспилотные летательные аппараты, выступающие бюджетной альтернативой дорогостоящим спутникам. Например, в октябре 2021 года автомобиль компании Toyota установил мировой рекорд по дальности хода среди машин, работающих на водороде.
Золотые руки
За время пандемии коронавируса страны столкнулись с катастрофической нехваткой рабочих рук. Практически одновременно в России и США заявили о дефиците специалистов на стройках и производстве. На этом фоне тема роботизации стала актуальной как никогда.
По оценке Всемирной ассоциации робототехники (International Federation of Robotics), в 2018 году во всем мире было реализовано 422 тысячи промышленных роботов. В последующие два года наблюдался спад их производства, при этом в Китае продажи роботов выросли на 19 процентов. По мнению президента Всемирной ассоциации робототехники Милтона Герри, это свидетельствует о хороших перспективах для индустрии. Ожидается, что спрос на роботов в ближайшие месяцы повысится в Северной Америке и Европе.
Крупнейшим в мире производителем промышленных роботов является японская FANUC. Ежемесячно на ее заводах выпускается около 8 тысяч промышленных роботов, когда как максимально доступная мощность — 11 тысяч единиц. Недавно FANUC выпустила 750-тысячного робота — больше, чем любая другая компания на рынке промышленных роботов. Крупнейшие клиенты FANUC — автомобильные компании и поставщики комплектующих для них. В числе заказчиков японских роботов также предприятия микроэлектронной, фармацевтической, пищевой и медицинской промышленности. Одним из лидеров по динамике роста роботизации в 2021 году стала индустрия e-commerce. Взрывной рост онлайн-покупок сформировал потребность в развитии новой инфраструктуры для обработки миллионов заказов в день. Без внедрения роботов и других автоматизированных систем обеспечить бесперебойность и скорость доставки заказов просто невозможно.
По данным Сбера за 2019 год, наибольшая плотность роботизации в мире на 10 тысяч занятых достигнута в Сингапуре (918 промышленных роботов), Южной Корее (868), Японии (364), Германии (346) и Швеции (274). В России этот показатель составляет всего 10 роботов на 10 тысяч рабочих.
В Минцифры России подсчитали, что в 2018 году российский рынок робототехники вырос на 42 процента по сравнению с предыдущим годом. В 2018 году промышленные предприятия страны получили 1007 роботов, тогда как в 2017 году — 713 роботов. При этом по числу продаваемых роботов Россия заняла 27 место в мире с объемом рынка в 3 миллиарда рублей. Однако непосредственный объем рынка решений, затрагивающих робототехнику, оценивается в 9,1 миллиарда рублей. Наибольшую долю промышленных роботов занимает автомобильная промышленность (39 процентов), затем идут машиностроение (32 процента) и пищевая промышленность (16 процентов).
Согласно отчету Международной федерации робототехники, в 2020 году в число мировых производителей сервисных роботов с продуктом «ДезБот» вошел Сбер. Оснащенное мощными ультрафиолетовыми лампами устройство способно обрабатывать помещения разного типа, включая медицинские, обеспечивая уничтожение 99,9 процента патогенов, включая коронавирусы. Обработка помещения занимает от 3 до 12 минут, позволяя за час продезинфицировать до 10 кабинетов или до 6 палат стационара. С апреля по август робот успешно прошел тестирование в Европейском медицинском центре (ЕМС). Сегодня робот работает в офисах Сбера и поставляется партнерам.
Внедрение роботов с каждым десятилетием становится дешевле. По оценкам Минцифры, с 2005 по 2014 год стоимость внедрения роботов в производство упала на 30 процентов. К середине текущего десятилетия этот показатель может снизиться еще на 22 процента. В будущем значительно расширится и спектр процессов, в которых они будут задействованы. Это позволит перейти от серийного производства массовой продукции к выпуску персонализированных товаров, учитывающих интересы каждого пользователя.
В будущем количество коллаборативных (созданных для совместной работы с людьми) роботов вырастет за счет оснащения их режимом обучения и появления более совершенных сенсоров. Это позволит им выполнять все более сложные действия, а значит, каждый из нас с большой вероятностью в ближайшие десятилетия получит возможность передать роботу часть своей работы — сначала рутинные процедуры, а затем и более сложные, отнимающие время задачи.
Один за все
Способности роботов — как когнитивные, так и физические — будут продолжать развиваться. К примеру, использование для производства транзисторов нитрида галлия позволит появиться новым поколениям роботов, работающим при температурах до 500 градусов Цельсия.
Причем роботы не обязательно должны быть похожими на людей.
Отношение людей к новым технологиям зачастую формируется под непосредственным влиянием массовой культуры, а она навязывает образ робота как человекоподобного андроида. Между тем реальные роботы далеки от этого — их внешний вид предельно функционален и соответствует тем задачам, которые они выполняют
«Но есть и обратный пример: команда итальянского Технологического института создала робота-ребенка, и это было сделано абсолютно сознательно. Эта разработка призвана самообучаться, общаясь с людьми, и будет только лучше, если они будут относиться к нему снисходительно: повторять фразы громким голосом по несколько раз и не так нервно реагировать на его ошибки», — рассказал руководитель Лаборатории робототехники Сбера Алексей Гонноченко.
Одно из важных направлений современной робототехники — создание мягких роботов из материалов, подобных человеческим тканям. Главное предназначение мягких роботов — проведение хирургических операций. В будущем они смогут менять форму, перемещаясь внутри человеческого тела. Эти технологии также могут использоваться для создания гибких экзокостюмов. В отличие от жестких экзоскелетов, они не будут ограничивать естественные движения человека и с гораздо большей эффективностью поспособствуют медицинской реабилитации пациентов.
Эксперты сходятся во мнении, что главный недостаток современных роботов — их узконаправленность. Нынешние машины создаются под конкретную цель, и нет по-настоящему универсальных роботов, с которыми человек мог бы взаимодействовать на равных. Робот будущего сможет и управлять автомобилем, и помогать своему владельцу решать бытовые задачи, отвечать на письма и с ходу переводить иностранную речь.
Уже сегодня появляются человекоподобные роботы, которые оснащаются сенсорами, позволяющими имитировать человеческие органы чувств, и воспроизводящие механику человеческого движения. Японская компания Toyota использовала такого робота, получившего название T-HR3, для удаленного управления при помощи оператора. В далекой перспективе нельзя исключать появления Homo Extensis (человек дополненный) — эволюционировавшего Homo sapiens (человек разумный), оснащенного экзоскелетом и нейрокомпьютерными интерфейсами. Такой человек, как ожидается, физически будет гораздо выносливее современного и сможет быстрее решать задачи, непосредственно не связанные с творчеством.
Подобной идеей озабочен знаменитый инноватор Илон Маск. По его замыслу, человекоподобный робот Tesla Bot одновременно сможет выполнять рутинные действия и справляться с опасными задачами, защищая человека от травм. По словам Маска, этому роботу не нужны будут пошаговые инструкции, он сможет сам принимать решения, при этом оставаясь полезным для людей: ходить в магазин за продуктами, чинить технику, переносить грузы массой до 20 килограммов. Правда, пока этот проект максимально далек от реализации даже в виде прототипа.
Ожидается, что более интенсивное взаимодействие роботов и людей произойдет благодаря распространению технологии 5G. В будущем машины будут обучаться намного быстрее, чем сегодня, поскольку получат доступ к облачным сервисам, содержащим информацию о коллективном опыте. Соответствующие эксперименты с облачными технологиями ведут такие компании, как Amazon, Google и Microsoft. В России одним из крупнейших облачных сервисов (SberCloud) обладает Сбер.
Будущее рядом
Специалист в области робототехники и искусственного интеллекта Ханс Моравек, анализируя рост вычислительных мощностей современных компьютеров, выделил четыре поколения роботов. По его мнению, появившееся в 2010-х годах первое поколение обладает интеллектом уровня ящерицы. Второе, которое может появиться уже в 2020-х, будет обладать интеллектом мыши. В следующем десятилетии можно ожидать третье поколение роботов, которое по своему интеллекту будет сопоставимо с обезьянами. И, наконец, в 2040-х годах может появиться робот, уровень интеллекта которого будет поставим с человеческим.
Критики классификации Моравека указывают на то, что рост вычислительных мощностей современных компьютеров нельзя считать необходимым условием появления сильного искусственного интеллекта, по своим возможностям сопоставимого с человеческим. Однако они согласны с тем, что в будущем любые задачи слабого искусственного интеллекта будут доступны практически любому роботу.
Проблема экзистенциальных рисков сверхразума — появление искусственного суперинтеллекта, по своим возможностям на порядки превосходящего человеческий, — остается открытой. Согласно Future of Life Institute, искусственный интеллект наряду с ядерным оружием, экологией и биотехнологиями является одной из фундаментальных проблем человечества. Однако не все так мрачно: по мнению шведского философа Ника Бустрома, пока не появился искусственный интеллект, превосходящий человеческий, у человечества есть время придумать, как себя обезопасить.
