Революция 5.0. Роботы стали частью нашей жизни – как нам сосуществовать

Первый робот Unimate, созданный в 1954 году, был на вакуумных лампах, весил более двух тонн и выполнял ограниченное количество задач, которые хранились у него в памяти на магнитной ленте.

Сейчас робот-собака Spot уже состоит из пяти камер, тысяч микропроцессоров, имеет по три двигателя в каждой ноге, весит 30 килограммов, ориентируется в пространстве, может управляться вручную или принимать решения самостоятельно. Его можно оснастить различными датчиками и другими полезными нагрузками и настроить для выполнения конкретных задач.

Прошло 70 лет. И рынок робототехники с нуля достигнет отметки в $176 млрд к 2025 году. Для сравнения, годовой ВВП Украины в 2022 году составил $160,5 млрд.

В этом тексте редакция LIGA.net хочет больше рассказать об эволюции робототехники и ее возможностях, а также исследовать вопрос, станем ли мы безработными из-за роботов.

Этот текст мы подготовили вместе со специалистами университетов Карнеги-Меллона, Тафтса, Людвига-Максимилиана (Мюнхен), Scuola Superiore Sant'Anna (Пиза), компаниями Boston Dynamics и Nvidia и специалистами аналитической компании Markets and Markets.

Человек из машины: как научить роботов творить и мыслить

Мы и оглянуться не успели, как в 2020-х годах наступила пятая промышленная революция. Сейчас уже очевидно, что работать можно из дома. Но удаленный доступ к рабочему месту, как и связанные с этим новые бизнес-модели, в том числе и сотрудничество людей с искусственным интеллектом – плоды индустрии 5.0.

Такая эволюция не могла не повлиять на ежедневный быт: незаметно и очень быстро роботы стали обычным для нас явлением. Фантастические фильмы прошлых лет сегодня могут казаться наивными и ретрофутуристическими, ведь роботы перестали быть для нас физическим объектом.

Границы между сферами как никогда раньше размылись. Роботы обслуживают вас по телефону в банке, пишут курсовые работы, слагают стихи и рисуют картины. Но в этом тексте мы хотим остановиться на конкретных физических роботах, в развитии которых произошло огромное продвижение.

Сегодня ученые не просто создают автономные роботизированные системы. Наука пошла дальше – исследователи пытаются создать роботизированных антропоморфов с разными аналогами компьютеризированных ощущений, мышлением и возможностью творить.

Университет Карнеги-Меллона в США – одна из ячеек, где рождаются именно такие машины. Доктор Екатерина Фрагкиадаки создает роботов, понимающих истории в видео, и наоборот, использует видео для обучения машин.

Ее цель — создать робота, понимающего сюжеты фильмов Ингмара Бергмана.

Текущая задача у научной группы доктора Фрагкиадаки не легче – специалисты учат машины основам здравого смысла.

"Наши модели постоянно изучают объекты, размеры, что полезно для обнаружения 3D-объектов. Мы уверены, что это поможет научить их ориентации в пространстве и поможет в изучении языка", – рассказывает Екатерина Фрагкиадаки LIGA.net.

Для любопытства мы спросили у ChatGPT о том, что он думает о фильмах Бергмана.

"Как искусственный интеллект, у меня нет личных впечатлений или вкусов, поэтому я не могу иметь собственного мнения о фильмах Бергмана или каких-либо других произведениях искусства. Однако я могу рассказать об Ингмаре Бергмане как известном шведском режиссере, знаменитом своими сложными, глубокими и интеллектуальными фильмами", – сказал LIGA.net ChatGPT.

Чтобы робот понял фильмы и другие произведения искусства, необходимо сначала найти с ним общий язык. Именно такими исследованиями занимается профессор Живко Синапов из университета Тафтса (США).

Более 15 лет он учит роботов восприятию, человеческому языку и передаче информации от человека к роботу.

"Меня больше всего интересует вопрос – что такое интеллект, и как его можно реализовать в физическом роботе", – говорит исследователь.

Профессор занимался разработкой роботов, которые могут выполнять различные задачи в домах и офисах.

Чтобы улучшить взаимодействие с роботом, профессор сейчас использует возможности дополненной реальности — визуализирует данные роботов в контексте реального мира, чтобы не только робот лучше понимал человека, но и наоборот.

Вероятно, результатом работы исследовательской группы профессора станет появление таких специалистов, как роботы-психологи, и мы лучше сможем ответить на вопрос "Кто мы?" именно общаясь роботом.

От производства до хирургии – где успешно применяют роботов

В современном производстве робототехника стала неотъемлемой частью процессов.

К примеру, роботы от Fanuc и Universal Robots используются для автоматизации сборки на автомобильных заводах.

Fanuc Corporation является одной из крупнейших в мире компаний, производящих промышленных роботов и системы автоматизации. Основанная в Японии в 1972 году, Fanuc быстро стала лидером в производстве роботов для автоматизированных линий производства и складов.

Шведская компания Universal Robots – мировой лидер в сегменте роботов, которые могут безопасно работать рядом с людьми. Основанная в 2005 году, компания быстро стала популярной благодаря своим простым в использовании и программировании роботам. Их применяют в разных отраслях, в частности в производстве, логистике и медицине.

С помощью роботов в медицине, в частности в хирургии, начали делать сверхсложные операции, где даже миллиметровые погрешности могут стоить жизни. Сейчас это по силам системе Da Vinci Surgical Robot.

Это роботизированная хирургическая система, использующая минимально инвазивный хирургический подход. Производитель системы – компания Intuitive Surgical (США). Ее используют в урологии, для восстановления сердечных клапанов, для почечных и гинекологических хирургических процедур. В 2012 году эта система использовалась примерно в 200 000 операций по всему миру.

Система Da Vinci не оперирует самостоятельно. Это делает хирург, сидя за пультом управления роботом. Он видит объемное 3D изображение в пятнадцатикратном увеличении и управляет роботом с помощью манипуляторов, передающих инструментам точные движения его пальцев.

Рабочих "конечностей" у робота четыре, все они могут вращаться почти на 360 градусов.

Руки держат предметы и могут действовать как скальпели, ножницы или хватки. Последняя рука управляет 3D-камерами. Хирург использует элементы управления на консоли, чтобы маневрировать роботизированными руками тележки сбоку от пациента. Для работы системы всегда нужен человек-оператор.

Ее стоимость – $2 000 000.

Роботизированную систему используют и в Украине. Так, уже 15 лет она работает в Днепровской частной больнице Medical Plaza (IRIMI – GROUP), а также в коммунальной больнице Святого Пантелеймона во Львове.

Роботы нашли свое применение не только в монотонных производствах или сверхточных операциях в хирургии, но и в повседневной жизни, освобождая время для людей.

К примеру, роботы-пылесосы Roomba от iRobot или Ecovacs помогают сохранять чистоту в помещениях, а кухонные роботы, такие как Thermomix, автоматизируют процесс приготовления блюд.

Компанию iRobot основали в 1990 году сотрудники Массачусетского технологического института (MIT), чтобы реализовать идею о домашних роботах-помощниках. Сегодня продано более 30 миллионов домашних роботов по всему миру.

Линейка Roomba включает различные модели с различными функциями и характеристиками, включая поддержку Wi-Fi, технологии навигации, а также системы очистки и фильтрации воздуха.

Roomba известна передовыми технологиями навигации, такими как система интеллектуальной картографии и навигации по комнате. Некоторые модели также оснащены технологиями искусственного интеллекта для усовершенствования понимания среды и оптимизации маршрутов уборки.

Стоимость такого роботопылесоса колеблется в пределах 9000 – 33 000 грн в зависимости от модели.

Роботы новой генерации: собаки и гуманоиды

Компании, такие как Boston Dynamics, играют ключевую роль в развитии робототехники.

Их роботособаки Spot и гуманоидные роботы Atlas демонстрируют потенциал робототехники в различных отраслях, от разведки до доставки и строительства.

Spot – четырехлапый робот, который может передвигаться по разной местности, имеет несколько датчиков и три двигателя в каждой ноге. Ориентируется, поддерживает равновесие и принимает разные позы.

Им можно управлять вручную с помощью пульта, прямо как телевизором. А можно отпустить его в свободное плавание, потому что системы восприятия и наведения проведут его заранее спланированным маршрутом.

Дополнительно его можно оснастить практически любой полезной нагрузкой для разных задач.

Помимо этого компания известна благодаря своим гидравлическим роботам Atlas. Видео с их роботами-гуманоидами в свое время стали вирусными на YouTube. Они занимались паркуром, танцевали, помогали в строительстве и делали сальто.

Однако недавно компания объявила, что перестает обслуживать и заниматься разработкой гидравлического робота.

Boston Dynamics начала эксплуатацию полностью электрического Atlas.

Но они не единственные, кто занимается разработкой роботов нового поколения. Так, в частности, роботов-гуманоидов разрабатывает компания Nvidia. Они получили название Project GR00T.

Проектируют так, чтобы они могли понимать естественный язык и имитировать движения, просто наблюдая за действиями человека. В компании ожидают, что роботы будут быстро изучать координацию, ловкость и другие навыки, чтобы ориентироваться, адаптироваться и взаимодействовать с реальным миром.

Станете ли вы безработными из-за роботов?

Роботизация уже продвигается в гуманитарных сферах, прежде всего – философии, этике и психологии. Так, группа исследователей под председательством Свена Нюхольма из университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене изучает, как робототехника может создать новые рабочие места и с какими нравственными и психологическими вызовами это может быть связано.

"Сейчас активно внедряется рентгенологический ИИ, который анализирует снимки на наличие опухолей и различает их. По точности их диагнозы сравнимы со специалистами-людьми, а отчасти диагнозы этих систем превосходят их. Поэтому действительно есть риск, что узкопрофессиональные специалисты могут потерять цель своей работы" , – говорит Свен Нюхольм LIGA.net.

Впрочем, на практике статистика свидетельствует, что точность диагнозов, когда специалист не конкурирует с роботом, а работает с ним над одной целью, может быть выше.

Подобным образом исследователи изучают большое количество аспектов внедрения роботизации, как роботы и социальные отношения, саморазвитие, самооценка и признание, самостоятельное суждение. Всюду исследователи определяют как вызовы, так и возможности.

Они делают вывод, что невозможно сказать однозначно, во внедрении роботизации больше угроз или возможностей, потому что порой они взаимосвязаны и местами усиливают, а местами смягчают влияние друг друга.

Человечество стоит на пороге новой фазы робототехники, где роботы — это не просто заменители людей на тяжелых или муторных работах, а где они становятся нашими партнерами и помощниками, говорит LIGA.net Паоло Дарио, профессор биомедицинской робототехники в Scuola Superiore Sant'Anna в Пизе.

Поэтому нам нужно изменить нарратив о роботах как о замене человека, а значит, о потенциальной угрозе нашей работе, говорит профессор.

"За последние годы многие места работы уже заменили технологии: сейчас, чтобы забронировать билет на самолет или перевести деньги, не нужно идти в туристическое агентство или банк. Нарратив о том, что роботы лишат людей рабочих мест, основан на страхе. Эти технологии перемещают работу в другие сектора, где нужны люди для создания роботов и их обслуживания", – говорит Паоло Дарио.

Рынок робототехники: инвестиции и основные игроки

Рынок робототехники растет и ежегодно становится все более конкурентным, привлекая внимание как крупных корпораций, так и стартапов.

Лидером на рынке промышленной робототехники является азиатско-тихоокеанский регион. По прогнозам Markets and Markets, он будет расти с высоким темпом с 2020-го по 2025-й в 18,2% в год.

Регион занимал самую большую долю рынка в 2019 году. В настоящее время эксперты Markets and Markets отмечают относительное уменьшение продаж промышленных роботов в Китае из-за падения спроса в автомобильном секторе и последствий торговой войны между США и Китаем. Однако китайский рынок робототехники все еще является мировым лидером и почти вдвое опережает второй – японский.

Рынок в Северной Америке и Европе испытывает рецессию из-за падения производства, что, опять же, будет стимулировать продажи и увеличение процента рынка в азиатском регионе, прогнозируют эксперты.

По данным аналитического отчета компании Markets and Markets, рынок робототехники в 2020 году оценивался примерно в $76,6 миллиарда. Специалисты ожидают, что к 2025 году он достигнет отметки в $176,8 миллиарда.

Сервисные роботы становятся более доступными и легкими для программирования для начинающих пользователей, что приводит к росту спроса на роботов для сотрудничества во всех сегментах промышленности, отмечают аналитики.

Эксперты прогнозируют, что к 2025 году на рынке промышленной робототехники будет зарегистрировано 743 379 роботов.

Особенно важный вклад в развитие автоматизации вносит ИИ. Он совершенствуется, популярнее становится использование самообучающихся роботов.

Еще одной ключевой тенденцией на рынке является упрощение. Производители роботов пытаются сделать свои продукты более доступными и экспериментируют с тем, чтобы проще стали как аппаратное, так и программное обеспечение. Это упрощает автономную настройку на местах и все больше привлекает инвесторов, ранее не пользовавшихся роботами.

Среди основных игроков на рынке эксперты, прежде всего, различают топ-компании промышленной роботехники и топ-компании по сервисной робототехнике.

Основными игроками на рынке промышленной робототехники являются ABB (Швейцария), YASKAWA (Япония) и FANUC (Япония).

ABB Group (Швейцария) – лидер в сфере промышленной автоматизации и робототехники. Они снабжают широкий спектр роботов для различных отраслей промышленности.

YASKAWA (Япония) – лидер в производстве промышленных роботов, серводвигателей и автоматизированных систем управления для разных отраслей.

Fanuc Corporation (Япония) известна своими промышленными роботами и системами автоматизации производства.

Среди компаний, занимающихся роботами сервисной специфики, эксперты называют таких основных игроков, как Intuitive Surgical (США), Daifuku (Япония) и DJI (Китай).

Intuitive Surgical (США) – известен своей системой хирургического робота da Vinci.

Daifuku (Япония) – глобальный поставщик систем автоматизации и логистики для предприятий и складов.

DJI (Китай) – ведущий производитель беспилотных летательных аппаратов (дронов) и технологий для фотографии, видеосъемки, картографии. В Украине дроны DJI, например, успешно модернизируют для того, чтобы сбрасывать взрывчатку на российских военных.

Аналитики Statista Market Insigts оценивают, что в 2024 году общая доходность робототехнического сегмента рынка составила $42,81 млрд, причем компаний сервисной робототехники – $33,5 млрд, а промышленной – $9,31 млрд.

Ожидается, что в 2028 году доходность отрасли составит $65,59 млрд: сервисной – $55,18 млрд, $10,41 млрд – промышленной.

Все, что мы только способны вообразить, может стать реальностью. В 1964 году один из самых известных львовян в мире – фантаст Станислав Лем – написал книгу "Сказки роботов". Сегодня же, всего через шестьдесят лет, полным ходом творятся реалии роботов, о которых раньше можно было только мечтать.