Это сейчас, говоря о дронах, мы представляем почти наступившее будущее с безлюдной доставкой, а при упоминании роботов вспоминаем опыт взаимодействия с андроидами Алексом и Дашей из столичных МФЦ. Роботы и беспилотники нечасто пересекались в истории, но почти наверняка вместе будут формировать наше будущее. Они уже берут на себя самую трудоемкую и небезопасную работу: в шахтах и на подземных рудниках, на больших заводах и в полях, в боевых сражениях и в космосе. О том, как развивались эти направления, к чему они пришли сейчас и что нас ждет в будущем — в материале «Ленты.ру» из проекта «КиберРеальность».
В конце XVIII века братья Монгольфье запустили в небо воздушный шар, наполненный дымом, с тремя пассажирами — бараном, уткой и петухом. В итоге шар упал, а о судьбе животных историки умолчали. Именно этот полет некоторые считают первым задокументированным опытом использования беспилотного летательного аппарата. Правда, тогда еще никто не думал, что такие полеты можно сделать управляемыми, то есть задать не только начальную точку маршрута, но и конечную.
На то, чтобы создать дистанционно управляемый аппарат, ушел век. В конце XIX века Никола Тесла продемонстрировал устройство, которое сегодня принято считать одним из первых роботов: управляемую с помощью радиоволн лодку. Изобретение, которое он показал в пруду нью-йоркского Мэдисон-сквер-гарден, впечатлило и случайных прохожих, и военных. Вскоре по всему миру начали интересоваться, как можно использовать беспилотные устройства для уничтожения армий противника. То, что разработка привлечет внимание скорее военных, признавал и сам Тесла: он считал, что беспилотники обладают «безошибочной и неограниченной разрушительной силой».
Идея создать военный летательный беспилотник возникла вскоре после того, как американцы братья Райт впервые взлетели на самолете. Однако первые подобные аппараты появились только в 1930-е годы. Британцы разработали беспилотник под названием Queen Bee (буквальный перевод — «пчела-королева», так на английском называют пчелиную матку). Устройством, разработанном на базе биплана, можно было управлять по радио с корабля. Британские военные использовали его для отработки приемов воздушного боя. Именно этому проекту дроны обязаны своим названием: слово drone («самец пчелы, трутень» на английском) предложил использовать американский адмирал Уильям Стэндли. Он наблюдал за учениями с использованием британских бипланов, а затем потребовал разработать аналогичную систему в США.
Управляемые радиоволнами небольшие беспилотники (по сути — бомбы с крыльями) применялись и во время Второй мировой войны. Однако даже спустя 50 лет после падения Третьего рейха дроны все еще использовали в основном военные: технология была слишком дорогой для обычных людей или бизнеса.
Некоторые считают, что роботом можно назвать придуманного Леонардо да Винчи рыцаря-андроида, который автономно вращал головой и шевелил руками. Но в современном мире к этой технологии относят другие механизмы — те, что способны работать в автономном режиме или действовать на свое усмотрение.
Стремительное развитие робототехники пришлось на годы после Второй мировой. В 1950-х годах ХХ века началась разработка первых механических манипуляторов, умевших повторять движение рук управляющего ими человека. Первый из них, созданный компанией Unimation, был опробован на General Motors в 1961 году. Роботизированная рука весом почти две тонны переносила тяжелые литые детали с конвейера и приваривала их к кузовам автомобилей. Подобная работа была крайне опасной для сотрудников: они рисковали отравиться производственными газами или уронить на себя гигантские детали при транспортировке. Позже к испытаниям подключились Chrysler и Ford. Уже к концу 1960-х такие устройства начали поставлять в Европу.
К середине 1980-х мировым лидером промышленной роботизации стал Советский Союз. В стране использовалось около 40 тысяч автономных устройств. Однако вскоре ситуация изменилась: на Западе появлялись первые микропроцессоры и развивались языки программирования — это позволяло делать устройства более интеллектуальными. Уже в 1980-х роботы участвовали в проведении хирургических операции: в Ванкувере им доверили ассистировать во время операций на мозге.
После развала СССР лидерами в робототехнике стали Япония, ФРГ и США. Некоторые их разработки были исключительно развлекательными, как, например, придуманный в конце 1990-х инженерами Sony робопес Aibo с мультяшной внешностью. Правда, он был похож скорее на тамагочи, чем на реального робота. Собаку нужно было воспитывать, а если пользователь не справлялся, Aibo просто спал целый день.
Тогда же появился и последний большой успех 1990-х — и робот, и беспилотник, и марсоход, получивший название «Соджорнер». Две технологии — беспилотники и роботы, развивавшиеся параллельно, но до этого не пересекавшиеся, — впервые объединили в одном устройстве. Марсоход умел самостоятельно выстраивать безопасный маршрут и отклоняться от него в случае необходимости, составлять 3D-карты местности, проводить спектрографические исследования пород и отправлять на Землю фотографии. После окончания миссии «Соджорнер» потерялся где-то на Красной планете. Возможно, однажды колонисты найдут его и доставят обратно на Землю.
На отработку технологии ушло десятилетие. На Западе первую посылку с помощью дрона доставила компания Amazon. Однако первыми были россияне: в 2014 году в Сыктывкаре пиццерия «Додо» доставила несколько заказов с помощью беспилотников. Впоследствии эксперимент повторять не стали, его цели были связаны скорее с маркетингом, чем с развитием технологии.
Несмотря на множество успешных примеров, беспилотную доставку пока используют в исключительных случаях. Ее тестировали Mercedes-Benz в Цюрихе, Walmart в Техасе, Flytrex в Рейкьявике, Google в Канберре. Однако все эти эксперименты не привели к тому, что дроны стали доставлять грузы на постоянной основе.
До недавнего момента единственным постоянным, а не пилотным опытом с роботами в России была доставка из «Яндекс.Лавки» в татарстанском Иннополисе: еду из ресторанов жителям города развозит робот-курьер. А в октябре 2021 года роботов-доставщиков «Яндекса» начала использовать «Почта России». Эксперимент проходит в Москве, 36 роботов нового поколения доставляют посылки из 27 отделений столицы. Заказать доставку роботом можно через приложение «Почты России». Если адрес входит в зону покрытия, то робот приедет по нужному адресу, а стоимость доставки составит всего один рубль.
Куда охотнее по всему миру внедряют промышленных роботов. Первый полностью роботизированный завод появился в Китае в 2015 году. Компания Changying Precision Technology Company, выпускающая компоненты для мобильных телефонов, отказалась от услуг 650 рабочих и заменила их на 60 рук-манипуляторов. На фабрике остались работать только 20 офисных сотрудников.
Инновации, разработка которых раньше занимала годы, сегодня можно внедрить за считаные недели. Именно поэтому современные исследователи четко выделяют шесть основных задач, которые должны выполнять роботы, и две задачи — для дронов. Правда, развитие военной техники стоит немного особняком: армейские механизмы выполняют другие задачи.
Задачи современных роботов: умение перемещаться, ориентация в пространстве, возможность перемещать предметы, готовность контактировать с другими роботами, свободная коммуникация с человеком, способность самостоятельно принимать решения.
Задачи дронов и беспилотников: мониторинг и доставка.
В промышленности, самом динамичном из всех секторов гражданской экономики, эти восемь задач уже решены. На зрелость сегмента указывает средний ежегодный рост глобального рынка промышленных роботов — 12,3 процента. Ожидается, что в ближайшие пять лет объем рынка вырастет с 42 до 75 миллиардов долларов.
Сегодня в России работает около 6,5 тысячи промышленных роботов, по этому показателю страна не входит в число мировых лидеров. Это значит, что у российского рынка есть серьезный простор для развития и внедрения таких устройств.
«Пандемия коронавируса внесла серьезные корректировки в планы многих крупных промышленных предприятий. Те компании, которые раньше не задумывались об экономической целесообразности внедрения робота на производство, уже прорабатывают такие проекты. Это связано с тем, что бизнес был вынужден сокращать бюджеты, в том числе на IT. Не исключено, что эта ситуация даст серьезный толчок отечественным разработкам в этой области. Пока почти все используемые в стране промышленные роботы произведены за рубежом», — говорит руководитель дирекции по работе с промышленными предприятиями компании «Систематика» Дмитрий Буторин. Компания, в которой он работает, разрабатывает и внедряет на государственном уровне сложные информационные системы и инфраструктурные решения.
Тем временем в Китае, одном из мировых лидеров роботизации, корпорация Xiaomi строит полностью автоматизированный завод. В 2023 году он без участия человека начнет выпускать по одному смартфону каждые три секунды.
Роботизированные предприятия появляются и в России. По такой модели в Кашире с 2018 года работает производство сырокопченных колбас «Черкизово». Люди практически не принимают участия в процессах на заводе. Все, что от них требуется, — разгрузить фуры с фаршем на автоматизированном складе. Все остальное делают роботы: сортируют сырье, определяют его качество, перевозят на производство, делают колбасу и проверяют конечный продукт на наличие дефектов или недовеса. Затем они упаковывают его и отвозят уже готовый к продаже товар на склад.
В компании говорят, что у автоматизированной фабрики множество преимуществ. К примеру, она исключает человеческий фактор, а также обеспечивает биологическую безопасность производства.
«На российском рынке появляется все больше роботизированных решений, связанных с управлением и мониторингом различных технологических процессов. Они приносят бизнесу очень понятный и легко исчисляемый эффект», — подчеркивает директор по стратегическим проектам российского IT-холдинга «ЛАНИТ» Сергей Литвинов.
У дронов задач меньше, и сами они дешевле, чем конвейерное производство, нафаршированное дорогими интеллектуальными манипуляторами. Промышленные гиганты уже тестируют отправку грузов дронами, однако основное их применение сегодня — мониторинг объектов, как правило, удаленных или труднодоступных.
К примеру, «Газпром нефть» с помощью беспилотников обследует состояние большей части своих нефтепроводов. Дроны быстрее людей и легче преодолевают препятствия, поэтому компания использует их для доставки проб нефти от месторождения до лаборатории. 40 километров по воздуху дрон преодолевает в два раза быстрее, чем машина по земле, при этом он способен поднимать до семи килограммов веса. Преимущество беспилотника еще и в том, что он не зависит от качества дорог в разное время года и погодных условий.
«Норникель» уже тестирует австралийский дрон, который способен работать на опасных участках шахт. В первую очередь — глубоко под землей, где не ловит даже GPS. Дрон оснащен лазерным устройством, которое сканирует пространство на 360 градусов. Благодаря этому специалисты «Норникеля» могут создавать исчерпывающие 3D-модели подземных горных выработок, очистных камер и других мест, куда человеку просто не проникнуть. Сканер помогает дрону еще и избегать столкновений.
И беспилотники, и роботов взяли на вооружение в сельском хозяйстве. Дроны давно и успешно заменили самолеты старых моделей в деле опрыскивания полей. Их также используют, чтобы составлять детальные карты угодий, анализировать состояние почвы и каждого растущего на ней куста, делать прогнозы урожайности, высеивать семена. Дроны даже выступают в роли чучел, отпугивая нежелательных гостей из животного мира.
Существует целая ферма, на которой трудятся исключительно фермеры-дроны и роботы-тракторы. Ферма Hand Free Hectare находится в Великобритании, и люди на ней не работают в полях, а занимаются исключительно стратегическими задачами: рассчитывают, как повысить урожайность и как расширить бизнес.
Роботов-фермеров, которые умеют выпалывать сорняки и выращивать помидоры, уже используют в США и Японии. По некоторым прогнозам, в ближайшие пять лет этот рынок вырастет почти в четыре раза.
Более широкому внедрению беспилотников и в России, и на Западе мешают законодательные ограничения. Проблема заключаются в том, кто будет нести ответственность, если падение дрона нанесет кому-то вред или если беспилотник перехватят киберпреступники. Пока непонятно, какими системами обнаружения должны быть оборудованы такие устройства и кто должен их мониторить.
Немаловажно и то, как законодательно закрепить использование беспилотного автотранспорта под управлением искусственного интеллекта. Аналитики Сбера добавляют, что внедрение роботов может создать и этические проблемы, например, перспективу массовой безработицы. Именно поэтому обе эти сферы в России не регулируются практически никак.
«Роботы уже выходят на массовый рынок, причиной чего стала не только востребованность самой технологии, но и удешевление стоимости комплектующих, — говорит Литвинов. — Дополнительным драйвером становится развитие технологий искусственного интеллекта, а также сетей связи пятого поколения. Поэтому неудивительно, что на рынок робототехники приходят все новые и новые игроки».
Повышенным спросом пользуются и беспилотники. Метро Копенгагена уже отказалось от услуг машинистов, автомобили Google возят пассажиров в Фениксе, Uber — в Калифорнии, а «Яндекс» — в Иннополисе, в США и Германии активно тестируются фуры-беспилотники, аналогичным проектом занимается и «Газпром».
Беспилотные такси и грузовики — уже вполне сегодняшний день, ими никого не удивишь. Будущее — за воздушными такси. В Китае уже создали такие машины и даже начали их использовать — правда, пока только в качестве игрушки для туристов. В Европе тем временем уже тестируют беспилотную воздушную скорую помощь. Добрались тесты и до Москвы: в 2021 году в «Лужниках» провели испытания дрона-такси Hover.
«Наша общая цель — превращение Москвы в город будущего, где передвижение будет возможно без пробок и светофоров, и где сэкономленное время можно будет уделять разным приятным вещам. Начало массового применения дронов-такси в составе транспортной инфраструктуры города станет очередным доказательством того, что с помощью технологий возможно все», — объясняет автор проекта, изобретатель и футуролог Александр Атаманов.
Роботы и дроны постепенно дешевеют, а значит, теперь их можно применять даже там, где раньше это было невозможно или попросту невыгодно. Эти устройства могут произвести прорыв в медицине и социальной сфере.
Современные роботы-хирурги настолько самодостаточны, что могут работать практически самостоятельно. Они меньше повреждают ткани во время операций, им чужд человеческий фактор. Механические хирурги уже выполняют операции на сердце, применяются в урологии, гинекологии и при пересадке волос. Пока главным барьером остается их высокая стоимость. Срок окупаемости робохирурга может достигать шести лет. За это время роботу придется провести до 1,5 тысячи операций.
Роботы — совсем необязательно только про четкость и методичность. Некоторые из них способны быть друзьями и создавать приятную атмосферу. Есть целый отряд таких роботов — роботы-питомцы и роботы-компаньоны. Самый современный из них был анонсирован компанией Amazon осенью 2021 года. Робот под названием Astro умеет охранять жилище, лениво слоняться по дому в отсутствие каких-либо задач, но приходить, если его позвать, и приносить тапочки.
По мнению отдельных специалистов, современные роботы-компаньоны стоят довольно дорого, поэтому рассчитаны скорее на тех, кто живет технологиями и инновациями. Времена, когда механизированный питомец будет доступен каждому, еще должны наступить.
Однако уже сегодня роботов активно привлекают на службу в государственных органах. Россия здесь на передовых позициях в мире. Андроиды отечественной компании Promobot уже появились в МФЦ в Москве и Перми, а два экземпляра эмигрировали в Бразилию и заговорили на португальском.
Дроны тоже начали участвовать в социальных экспериментах в России. Так, «Билайн» и «Лиза Алерт» задействуют беспилотники в поиске пропавших людей. Дроны вместо людей прочесывают леса и другие труднодоступные места, а также ведут фотосъемку местности в высоком разрешении. После этого специально обученная нейросеть сортирует снимки и ищет на них что-то, что может хотя бы отдаленно напоминать человека. Результаты работы оценивают люди, они же принимают решение об отправке поискового отряда или другого дрона для более детальной съемки.
Но быстрее всего новые технологии внедряют военные. Только за первый месяц осени 2021 года на рынке появились американская боевая робособака со снайперской винтовкой на спине, китайский дрон-невидимка, разгоняющийся до тысячи километров в час, российские беспилотники, которые могут вести разведку на высоте до пяти километров, а также израильский робоавтомобиль, способный вытаскивать раненых с поля боя, попутно отстреливаясь из пулеметов. Технологии, которые использую оборонные ведомства и космическая промышленность, очень дороги, однако со временем их можно адаптировать под нужды «гражданки».
Фантасты и эксперты предсказывали, что в будущем люди не будут участвовать в войнах — вместо них на поле боя отправятся механизмы. То, что еще 50 лет казалось фантастикой, сегодня претворяется в жизнь. Десятки стран, включая Россию, США, Китай, Великобританию, Францию и Израиль, работают над разработкой роботов, способных воевать без человеческого участия. Это позволит сократить людские потери во время боевых сражений: в будущем люди будут исключительно управлять ходом военных действий, но не участвовать в них.
К 2025 году в России планируют создать и начать внедрять беспилотных боевых роботов с широким набором функций: они будут способны применять стрелково-гранатометный модуль, использовать миномет, запускать одноразовые дроны. Беспилотные роботы будут практически автономными, оператору нужно будет прикладывать минимум усилий, чтобы ими управлять.
Внедрение подобных разработок — вопрос неоднозначный. Искусственный интеллект сегодня недостаточно хорошо развит для того, чтобы люди могли предсказать, как именно поведет себя робот с оружием в реальных боевых действиях. Сможет ли он идентифицировать врага и обнаружить противника, который маскируется под своего? С другой стороны, внедрению технологии мешают правовые аспекты.
«Как я вижу беспилотные авиационные комплексы в перспективе? Это будет некая нейросеть, элементы которой смогут взаимодействовать между собой. Причем эта сеть будет многоуровневая, начиная от вычислителя миссии внутри летательного аппарата и заканчивая взаимодействием между этими летательными аппаратами на обширной территории ведения боевых действий, включая все компоненты — не только воздушные, но и наземные, космические и морские», — обрисовал в интервью ТАСС образ будущего Николай Долженков, генеральный конструктор компании «Кронштадт», которая считается одним из ведущих российских разработчиков беспилотных летательных аппаратов.
Ученые воспринимают подобные препятствия скорее как вызов. Сегодня многие уже говорят о четвертой промышленной революции — переходе к новому экономическому укладу, который будет спровоцирован тотальным внедрением IT в производственные процессы.
Предприятия будущего со временем станут полностью цифровыми. От современных они будут отличаться тем, что в них практически моментально можно будет перенастроить процессы. При наличии необходимого программного кода запустить новые линии или переориентировать производство станет вопросом нескольких минут.
«Роботизация — один из столпов четвертой промышленной революции, во всяком случае в той ее части, что напрямую завязана на промышленности, — считает Дмитрий Буторин. — Я уверен, что без промышленных роботов вообще нельзя говорить о четвертой промышленной революции, это два взаимодополняющих явления».
***
Когда роботы и дроны окончательно внедрятся в ключевые сферы реальности и изменят течение нашей жизни — вопрос, который остается предметом для дискуссии. Некоторые исследователи говорят, что мир кардинально изменится к 2040 году, другие считают, что уже к 2030-му.
Заводы, которые работают без людей, роботы-хирурги, которые не допускают ошибок, и беспилотные автомобили, которые не попадают в ДТП — такое будущее ждет человечество не в книгах фантастов, а в ближайшем будущем.
Какие законы понадобятся для того, чтобы роботы и беспилотники приносили только пользу, — вопрос, на который человечеству еще только предстоит дать ответ. Ясно одно: грань, отделяющая действительность от будущего, которое рисовали самые смелые мечтатели, сегодня ощущается не так остро, как это было в 1899 году на пруду в Мэдисон-сквер-гарден.