Революція 5.0. Роботи стали частиною нашого життя – як нам співіснувати

Перший робот Unimate, якого створили у 1954 році, був на вакуумних лампах, важив понад дві тонни та виконував обмежену кількість завдань, які зберігалися у нього в пам’яті на магнітній стрічці. 

Зараз робот-собака Spot вже складається з п’яти камер, тисяч мікропроцесорів, має по три двигуни в кожній нозі, важить 30 кілограмів, орієнтується в просторі, може керуватися вручну чи ухвалювати рішення самостійно. Його можна оснастити різноманітними датчиками та іншим корисним навантаженням і налаштувати для виконання конкретних завдань. 

Минуло 70 років. І ринок робототехніки з нуля досягне відмітки у $176 млрд до 2025 року. Для порівняння — річний ВВП України у 2022 році становив $160,5 млрд. 

В цьому тексті редакція LIGA.net хоче розповісти більше про еволюцію робототехніки та її можливості, а також дослідити питання, чи станемо ми безробітними через роботів. 

Цей текст ми підготували разом зі спеціалістами університетів Карнегі-Меллона, Тафтса, Людвіга-Максиміліана (Мюнхен), Scuola Superiore Sant'Anna (Піза), компаніями Boston Dynamics та Nvidia й спеціалістами аналітичної компанії Markets and Markets.

Людина з машини: як навчити роботів творити та мислити

Ми й озирнутися не встигли, як у 2020-х роках настала п’ята промислова революція. Зараз уже очевидно, що працювати можна з дому. Але віддалений доступ до робочого місця, як і пов’язані з цим нові бізнес-моделі, зокрема й співпраця людей зі штучним інтелектом – плоди індустрії 5.0.

Така еволюція не могла не вплинути на щоденний побут: непомітно і дуже швидко роботи стали звичайним для нас явищем. Фантастичні фільми минулих років сьогодні можуть здаватися наївними і ретрофутуристичними, адже роботи перестали бути для нас лише фізичним об’єктом.

Кордони між галузями як ніколи раніше розмилися. Роботи обслуговують вас телефоном у банку, пишуть курсові роботи, складають вірші і малюють картини. Але у цьому тексті ми хочемо зупинитися на конкретних фізичних роботах, у розвитку яких стався величезний поступ.

Сьогодні науковці не просто створюють автономні роботизовані системи. Наука пішла далі – дослідники намагаються створити роботизованих антропоморфів із різними аналогами комп’ютеризованих відчуттів, мисленням та здатними творити.

Університет Карнегі-Меллона у США – один із осередків, де народжуються саме такі машини. Докторка Катерина Фрагкіадакі створює роботів, які розуміють історії у відео, і навпаки, використовує відео для навчання машин. 

Її ціль — створити робота, який би розумів сюжети фільмів Інгмара Бергмана.

Поточне завдання у наукової групи докторки Фрагкіадакі не є легшим – фахівці вчать машини основ здорового глузду.

"Наші моделі постійно вивчають об’єкти, розміри, що корисно для виявлення 3D-об’єктів. Ми певні, що це допоможе навчити їх орієнтації у просторі та допоможе під час вивчення мови", – розповідає Катерина Фрагкіадакі LIGA.net.

Задля цікавості ми запитали у ChatGPT про те, що він думає про фільми Бергмана.

"Як штучний інтелект, я не маю особистих вражень або смаків, тому я не можу мати власної думки про фільми Бергмана або будь-які інші твори мистецтва. Однак я можу розповісти про Інгмара Бергмана як відомого шведського режисера, знаменитого своїми складними, глибокими та інтелектуальними фільмами", – сказав LIGA.net ChatGPT.

Аби робот зрозумів фільми та інші твори мистецтва, необхідно спершу знайти з ним спільну мову. Саме такими дослідженнями займається професор Живко Сінапов з університету Тафтса (США).

Понад 15 років він навчає роботів сприйняття, людської мови та передання інформації від людини до робота.

"Мене найбільше цікавить питання — що таке інтелект, і як його можна реалізувати у фізичному роботі", — каже дослідник.

Професор займався розробкою роботів, які можуть виконувати різноманітні завдання в будинках та офісах. 

Щоб покращити взаємодію із роботом, професор зараз використовує можливості доповненої реальності — візуалізує дані роботів у контексті реального світу, щоб не тільки робот краще розумів людину, а й навпаки. 

Ймовірно, результатом роботи дослідницької групи професора стане поява таких фахівців, як роботи-психологи, і ми краще зможемо відповісти на питання "Хто ми?" саме спілкуючись роботом.

Від виробництва до хірургії – де успішно застосовують роботів

У сучасному виробництві робототехніка стала невід'ємною частиною процесів. 

Наприклад, роботи від Fanuc та Universal Robots використовуються для автоматизації збирання на автомобільних заводах.  

Fanuc Corporation є однією з найбільших у світі компаній, що виробляють промислових роботів та системи автоматизації. Заснована в Японії у 1972 році, Fanuc швидко стала лідером у виробництві роботів для автоматизованих ліній виробництва та складів.

Шведська компанія Universal Robots — світовий лідер у сегменті роботів, які можуть безпечно працювати поруч із людьми. Заснована у 2005 році, компанія швидко стала популярною завдяки своїм простим у використанні та програмуванні роботам. Їх застосовують у різних галузях, зокрема у виробництві, логістиці та медицині.

За допомогою роботів у медицині, зокрема у хірургії, почали робити надскладні операції, де вартувати життя можуть навіть міліметрові похибки. Зараз це під силу системі Da Vinci Surgical Robot.

Це роботизована хірургічна система, яка використовує мінімально інвазивний хірургічний підхід. Виробник системи — компанія Intuitive Surgical (США). Її застосовують в урології, для відновлення серцевих клапанів, для ниркових і гінекологічних хірургічних процедур. У 2012 році цю систему використовували приблизно у 200 000 операцій у всьому світі.

Система da Vinci не оперує самостійно. Це робить хірург, сидячи за пультом управління роботом. Він бачить об’ємне 3D зображення в п’ятнадцятикратному збільшенні та керує роботом за допомогою маніпуляторів, які передають інструментам точні рухи його пальців. 

Робочих "кінцівок" у робота чотири, усі вони можуть обертатися майже на 360 градусів.

Руки тримають предмети і можуть діяти як скальпелі, ножиці або хватки. Остання рука керує 3D-камерами. Хірург використовує елементи керування на консолі, щоб маневрувати роботизованими руками візка збоку від пацієнта. Для роботи системи завжди потрібна людина-оператор.

Її вартість — $2 000 000.

Роботизовану систему використовують і в Україні. Так, уже 15 років вона працює у Дніпровській приватній лікарні Medical Plaza (IRIMI – GROUP), а також у комунальній лікарні Святого Пантелеймона у Львові. 

Роботи знайшли своє застосування не тільки у монотонних виробництвах чи надточних операціях у хірургії, а й у повсякденному житті, звільняючи час для людей. 

Наприклад, роботи-пилососи Roomba від iRobot або Ecovacs допомагають зберігати чистоту в приміщеннях, а кухонні роботи, такі як Thermomix, автоматизують процес приготування страв.

Компанію iRobot заснували у 1990 році працівники Массачусетського технологічного інституту (MIT), щоб реалізувати ідею про домашніх роботів-помічників. Сьогодні продано понад 30 мільйонів домашніх роботів у всьому світі.

Лінійка Roomba включає різні моделі з різними функціями та характеристиками, зокрема підтримку Wi-Fi, технології навігації, а також системи очищення та фільтрації повітря.

Roomba відома своїми передовими технологіями навігації, такими як система інтелектуальної картографії та навігації кімнатою. Деякі моделі також оснащені технологіями штучного інтелекту для вдосконалення розуміння середовища та оптимізації маршрутів прибирання.

Вартість такого роботопилососа коливається в межах 9000 — 33 000 грн залежно від моделі.   

Роботи нової генерації: собаки та гуманоїди

Компанії, такі як Boston Dynamics, відіграють ключову роль у розвитку робототехніки. 

Їхні роботособаки Spot та гуманоїдні роботи Atlas демонструють потенціал робототехніки у різних галузях, від розвідки до доставлення та будівництва. 

Spot — чотирилапий робот, який може пересуватися різною місцевістю, має кілька датчиків і три двигуни в кожній нозі. Орієнтується, підтримує рівновагу та приймає різні пози. 

Ним можна керувати вручну за допомогою пульта, прямо як телевізором. А можна відпустити його у вільне плавання, бо системи сприйняття та наведення проведуть його заздалегідь спланованим маршрутом. 

Додатково його можна оснастити практично будь-яким корисним навантаженням для різних завдань.

Крім цього компанія відома завдяки своїм гідравлічним роботам Atlas. Відео з їхніми роботами-гуманоїдами свого часу стали вірусними на YouTube. Вони займалися паркуром, танцювали, допомагали у будівництві та робили сальто.

Проте нещодавно компанія оголосила, що припиняє обслуговувати та займатися розробкою гідравлічного робота. 

Натомість Boston Dynamics почала експлуатацію повністю електричного Atlas.

Але вони не єдині, хто займається розробкою роботів нової генерації. Так, зокрема, роботів-гуманоїдів розробляє компанія Nvidia. Вони отримали назву Project GR00T.

Проєктують так, щоб вони могли розуміти природну мову та імітувати рухи, просто спостерігаючи за діями людини. У компанії очікують, що роботи швидко вивчатимуть координацію, спритність та інші навички, щоб орієнтуватися, адаптуватися та взаємодіяти з реальним світом.

Людина безробітна. Чи здатні роботи нас замінити? 

Роботизація вже робить поступ у гуманітарних сферах, передусім – філософії, етиці та психології. Так, група дослідників під головуванням Свена Нюхольма з університету Людвіга-Максиміліана у Мюнхені вивчає, як робототехніка може створити нові робочі місця і з якими етичними та психологічними викликами це може бути пов’язано. 

"Зараз активно впроваджується рентгенологічний ШІ, який аналізує знімки на наявність пухлин та розрізняє їх. За точністю їхні діагнози можна порівняти зі спеціалістами-людьми, а почасти діагнози цих систем перевершують їх. Тому справді є ризик, що вузькофахові спеціалісти можуть втратити мету своєї роботи", — каже Свен Нюхольм LIGA.net.

Утім, на практиці статистика свідчить, що точність діагнозів, коли спеціаліст не конкурує із роботом, а працює з ним над однією метою, може бути в рази вищою.

Подібним чином дослідники вивчають дуже багато аспектів впровадження роботизації, як роботи і соціальні відносини, саморозвиток, самооцінка і визнання, самостійне судження. Усюди дослідники визначають як виклики, так і можливості. 

Вони роблять висновок, що неможливо сказати однозначно, чи у впровадженні роботизації більше загроз, чи можливостей, бо часом вони взаємозв’язані і місцями підсилюють, а місцями пом’якшують вплив один одного. 

Людство стоїть на порозі нової фази робототехніки, де роботи — це не просто замінники людей на марудних чи важких роботах, а де вони стають нашими партнерами й помічниками, каже LIGA.net Паоло Даріо, професор біомедичної робототехніки в Scuola Superiore Sant'Anna в Пізі.

Тож нам потрібно змінити наратив про роботів як про заміну людини, а отже, про потенційну загрозу нашій роботі, каже професор. 

"За останні роки багато місць праці вже замінили технології: зараз, щоб забронювати квиток на літак чи переказати гроші, не треба йти в туристичне агентство чи банк. Наратив про те, що роботи позбавлять людей робочих місць, заснований на страху. Ці технології переміщують роботу в інші сектори, де потрібні люди для створення роботів і їх обслуговування", — говорить Паоло Даріо.

Ринок робототехніки: інвестиції та основні гравці

Ринок робототехніки зростає і щороку стає дедалі конкурентнішим, привертаючи увагу як великих корпорацій, так і стартапів. 

Лідером на ринку промислової робототехніки є азійсько-тихоокеанський регіон. За прогнозами Markets and Markets, він зростатиме з найвищим темпом із 2020-го до 2025-го у 18,2% на рік.

Регіон займав найбільшу частку ринку в 2019 році. Наразі експерти Markets and Markets зазначають відносне зменшення продажу промислових роботів у Китаї через падіння попиту в автомобільному секторі та наслідки торговельної війни між США та Китаєм. Проте китайський ринок робототехніки все ще є світовим лідером і майже вдвічі випереджає другий — японський. 

Ринок у Північній Америці та Європі зазнає рецесії через падіння виробництва, що, знову ж таки, буде стимулювати продаж та збільшення відсотка ринку в азійському регіоні, прогнозують експерти.

За даними аналітичного звіту компанії Markets and Markets, ринок робототехніки в 2020 році оцінювався приблизно в $76,6 мільярда. Спеціалісти очікують, що до 2025 року він досягне позначки $176,8 мільярда.

Сервісні роботи стають доступнішими та легшими для програмування для користувачів-початківців, що призводить до зростання попиту на роботів для співпраці в усіх сегментах промисловості, зазначають аналітики.

Експерти прогнозують, що до 2025 року на ринку промислової робототехніки буде зареєстровано 743 379 роботів. 

Особливо важливий внесок у розвиток автоматизації робить ШІ. Він вдосконалюється, популярнішим стає використання роботів, що навчаються самостійно.

Ще однією ключовою тенденцією на ринку є спрощення. Виробники роботів намагаються зробити свої продукти доступнішими та експериментують із тим, щоб простішими стали як апаратне, так і програмне забезпечення. Це спрощує автономне налаштування на місцях і все більше приваблює інвесторів, які раніше не користувалися роботами.

Серед основних гравців на ринку експерти передусім розрізняють топкомпанії промислової роботехніки та топкомпанії із сервісної робототехніки. 

Основними гравцями на ринку промислової робототехніки є ABB (Швейцарія), YASKAWA (Японія) та FANUC (Японія).

ABB Group (Швейцарія) є лідером у сфері промислової автоматизації та робототехніки. Вони постачають широкий спектр роботів для різних галузей промисловості.

YASKAWA (Японія) – лідер у виробництві промислових роботів, серводвигунів та автоматизованих систем керування для різних галузей.

Fanuc Corporation (Японія) відома своїми промисловими роботами та системами автоматизації виробництва.

Серед компаній, які займаються роботами сервісної специфіки, експерти називають таких основних гравців, як Intuitive Surgical (США), Daifuku (Японія) та DJI (Китай).

Intuitive Surgical (США) – відомий своєю системою хірургічного робота da Vinci.

Daifuku (Японія) – глобальний постачальник систем автоматизації та логістики для підприємств та складів.

DJI (Китай) – провідний виробник безпілотних літальних апаратів (дронів) та технологій для фотографії, відеозйомки, картографії. В Україні дрони DJI, наприклад, успішно модернізують для того, щоб скидати вибухівку на російських військових.

Аналітики Statista Market Insigts оцінюють, що у 2024 році загальна дохідність робототехнічного сегменту ринку становила $42,81 млрд, при чому компаній сервісної робототехніки – $33,5 млрд, а промислової – $9,31 млрд.

Очікується, що у 2028 році дохідність галузі становитиме $65,59 млрд: сервісної – $55,18 млрд, $10,41 млрд – промислової.

Все, що ми тільки здатні уявити, може стати реальністю. У 1964 році один із найвідоміших львів'ян у світі – фантаст Станіслав Лем – написав книжку "Казки роботів". Сьогодні ж, всього за шістдесят років, повним ходом творяться реалії роботів, про які раніше можна було тільки мріяти.