Это мы собираем роботов: кто в Петербурге создает машины, которые могут работать в космосе, заправлять самолеты и строить автомобили

Роботы могут отправляться в космос, помогать в быту, искать людей в пожарах, собирать автомобили и вместо человека работать на заводах.
 
Почему робототехника сейчас напоминает интернет 1970-х и как в индустрии происходит революция, где человека уже заменили машины и из-за чего люди опасаются, что роботы оставят их без работы?

В партнерском материале с «Газпром нефтью» «Бумага» поговорила с петербуржцами, которые занимаются робототехникой: сотрудником лаборатории робототехники РАН, главой TRA Robotics и экспертом по цифровой инфраструктуре Центра цифровых инноваций «Газпром нефти».

Чем занимаются специалисты по робототехнике в Академии наук?

Сейчас мы ведем два значимых проекта. Первый — это мобильная робототехническая платформа с системой управления, двигателями, колесной базой, чтобы осуществлять ориентацию робота в пространстве, локализацию, навигацию. Это базовое устройство: повесили на робота манипулятор — он станет перевозить грузы, поставили тележку — будет возить продукты по магазинам.

Второй значимый проект — робот «Антарес» со множеством составных частей. Мы работали с большим количеством антропоморфных мелких роботов-футболистов (среди них — робот DARwIn от корейской компании Robotics — прим. «Бумаги»), и стараемся исправить в своем прототипе все недостатки чужих платформ — механики конструкции, электроники, программного обеспечения.

Научно-техническая задача этого робота — обеспечивать свое взаимодействие с окружающими объектами. Можно сделать из него робота-слугу, который приносит что-то человеку. Или робота, который работает в небезопасных условиях — например, находит людей в пожаре. Вплоть до работы в космосе.

Почему эту работу не может выполнять кто угодно?

Недавно я выступал на Science Slam, и мой основной посыл заключался в том, что люди не понимают, что такое робототехника. Они думают, что человек выучился на робототехника — и может делать всё сразу: и конструировать, и электронику делать, и программировать. На самом деле это не так. У меня три отдела — и каждый из них занимается узкой специализацией. Причем в каждом отделе есть специалисты по распределенным задачам. То же самое относится и к электронике, и к программному обеспечению.

Робототехника включает в себя самые разные области знания — вплоть до того, что в некоторых проектах мы привлекаем и физиков, и биологов.

Каждая задача робототехники по-своему сложна. Особенно в лаборатории — поскольку мы занимаемся научными исследованиями. Если мы хотим разработать что-то новое, нам нужно проанализировать всё, что существует в мире. Это первая задача. Вторая задача — это когда мы, проанализировав, вычленяем определенные проблемы и переходим к разработке. На этой стадии мы иногда понимаем, что зашли в тупик, и решение, которое мы предлагали, недееспособно. Следовательно, могут быть десятки итераций, после которых мы найдем решение.

Но самое сложное — это комплексные задачи. Когда мы полностью разрабатываем конструкцию, механику, электронику, программное обеспечение — и всё это соединяем. У нас одно помещение, мы работаем рядом, можем пообщаться. И всё равно у нас возникают вопросы по сопряжению частей: нет идеально гладкого ступенчатого процесса.

Стоит ли заниматься этим делом в Петербурге?

Петербург хорош для этого дела, потому что у нас достаточно много институтов, университетов, в которых есть специалисты из разных областей. Причем хорошими специалистами могут быть даже студенты.

Из минусов — большая конкуренция. Мы не одни. Робототехника — современный мейнстрим. Этим стараются заниматься многие — в том числе, в одиночку. Не всегда, кстати, плохо. Робота нельзя собрать в одиночку, но какую-то определенную часть — можно. Например, у нас есть молодой сотрудник, который разработал систему беспроводного зарядного устройства.

Кроме того, следует помнить: в России есть две области робототехники — военная и гражданская. Военная у нас на очень высоком уровне: отличное финансирование, достаточно много перспективных проектов, интересных задач. Россия — достаточно военизированная страна.

Если говорить про гражданскую робототехнику, у нас в стране много отличных научных коллективов. Но главная проблема — в финансировании. Создать реально хорошую прототипную базу, хороший коллектив, который будет решать большие задачи, — всё это сложно сделать без привлечения нормальных финансов. Научные коллективы в основном не могут позволить себе сильных программистов, конструкторов, механиков — на рынке все они стоят дорого.

Родион Шишков

CEO Tra Robotics

Как создают роботов для индустриального производства?

Первые роботы, которые участвовали в индустриальном производстве, появились в конце 1950-х — начале 1960-х годов. Но они не особенно развивались. Роботы начали заменять людей у конвейеров. Время шло, и количество рутинных операций, которые они могли выполнить вместо человека, росло. Сейчас мы часто имеем дело с конвейерами или производствами, роботизированными почти полностью. Но это по-прежнему роботы, которых настроили раз и навсегда на одно конкретное дело. По своей природе они не отличаются от тех, что были изобретены 60 лет назад.

Сейчас в индустрии происходит революция. Она связана с тем, что роботы превращаются в универсальные инструменты. Мы прошли через это в бытовой электронике: еще недавно плеер, фотоаппарат и, скажем, переводчик являлись тремя разными устройствами. К конкретному физическому объекту была «пришита» только одна функция.

Когда программное обеспечение отделилось от железа, то оказалось, что одно и то же железо может выполнять одновременно многие функции. Наш сегодняшний смартфон — это и плеер, и фотоаппарат, и переводчик, и многое другое. С роботами происходит то же самое.

Как вы попали на эту работу?

Мы не делаем самих роботов — мы производим искусственный интеллект для них. Механика индустриальных роботов вполне совершенна: они быстрые и точные. Мы покупаем роботов у классических производителей и снабжаем их искусственным интеллектом.

[Изначально] мы хотели заниматься электрическим транспортом и начали проектировать электрический грузовик. Он получился хорошим, его хотели покупать самые разные организации и люди. Но для нас оказалось неожиданностью, что производство транспорта — это процесс, одна подготовка которого занимает три-четыре года. Надо построить инфраструктуру, которая сама по себе очень дорогая и негибкая: условно говоря, мы сделали автомобиль, а если после этого нам захочется что-то в автомобиле поменять, то, вполне вероятно, нам придется поменять и всю инфраструктуру. Это, кстати, причина, по которой изменения в современных автомобилях происходят так редко. Но у нас не было ни времени, ни денег на это. А главное — дизайн: мы были не готовы к тому, чтобы на семь лет вперед решить, что наш грузовик будет выглядеть именно так и делать только это.

Последние десять лет мы занимались разработкой цифровых продуктов. Мы пробовали найти концепции производства софта в производстве автомобилей — не нашли ничего даже приблизительно похожего. Поняли, что нужно разработать новую систему управления индустриальным производством, чтобы инфраструктура для создания нового продукта была дешевле, а изменения в продукт можно было внести быстро и легко.

Почему эту работу не может выполнить кто угодно?

Сейчас оптимальный способ прийти в эту индустрию состоит не в том, чтобы воспитаться как инженер в роботике. Удобнее переучить или доучить инженеров по разработке софта, чтобы они освоили технологию управления роботами.

В нашей компании в Петербурге (головной офис TRA Robotics находится в Лондоне, центры разработки — в Петербурге и Берлине — прим. «Бумаги») работает порядка 60 инженеров: из них всего трое пришли из классической роботики, еще человек пять — из смежной индустрии материаловедения, а все остальные — это софтверные инженеры, то есть те, кто, грубо говоря, писал программный код. Их образование — это либо фундаментальная математика, либо прикладное программирование. Они занимались самыми разными проектами — кто-то строил большие информационные системы, кто-то делал сайты или мобильные приложения. Мы этих ребят просто подключаем к роботам: если раньше они нажимали на кнопки и что-то происходило в процессоре, то сейчас они нажимают на кнопки — и роботы начинают двигаться.

Что самое сложное в вашей профессии?

Мы разрабатываем софт, интегрируем его с железом, потом понимаем, какого именно железа не хватает, разрабатываем его дополнительно, снова меняем софт. Этот цикл очень длинный и комплексный по количеству технологий. В роботике на самых ранних стадиях мы сталкиваемся с тем, что каждый продукт включает гораздо больше нестабильных технологий [по сравнению с разработкой софта]. Отсюда много рисков, что что-то с чем-то не совпадет.

Другой риск связан с тем, что в робототехнике нет почти ничего готового: любой наш продукт приходится делать, вкладывая большие инвестиции.  Сегодня, чтобы произвести софтверный продукт, вам достаточно самому быть программистом, потому что всё вокруг есть. Но если бы вы попробовали сделать это 30 лет назад, когда не было ничего — ни фреймворков, ни качественных языков программирования, ни баз данных, — то вам надо было бы быть «Майкрософтом»: собрать по меньшей мере несколько десятков инженеров и потратить хотя бы год-полтора. Вот роботика сейчас в этом состоянии.

Антон Егоров

Начальник отдела цифровой инфраструктуры в Центре цифровых инноваций «Газпром нефти»

Мое направление — это роботизация: тема новая и для многих страшная. Для России роботы нехарактерны. Проблемы, которые они могли бы решить вместо человека, практически не озвучивались — просто не было понимания, где роботов можно приспособить.

Мы с коллегами ездили на объекты, смотрели, как организованы [наши] производство и логистика. И стали думать, как можно это всё автоматизировать. Родилось несколько проектов. Один из них — беспилотный погрузчик, который занимается логистикой внутри объекта, то есть перетаскиванием палеты с грузом с места на место. Сейчас это делает человек.

Работа с грузами на производстве очень небезопасна. Любой человек, каким бы ответственным и внимательным он ни был, всегда может ошибиться. Робот этой слабости лишен — так почему бы не попробовать внедрить его в этом направлении?

На данный момент мы проводим исследование того, применимы ли те или иные роботы на производстве, сколько это будет стоить, насколько это обосновано и какую выгоду сможет получить компания за счет внедрения этих роботов.

А вот еще один пример интересного проекта в нашей разработке. Наверняка вы часто летали на самолетах и видели, как машина подъезжает к самолету и заправляет его в крыло. У нас есть идея убрать человека из этого процесса. Целевая схема 2020-го или 2025 года — это когда беспилотный тягач берет цистерну со стоянки, привозит на пункт налива, где ее заправляет робот-манипулятор (этот промышленный манипулятор сейчас находится в разработке — прим. «Бумаги»), далее аэродромный топливозаправщик самостоятельно доезжает до поля, паркуется, присоединяется к крылу самолета, производит заправку, возвращается с цистерной на стоянку.

Технически это возможно сделать прямо сейчас. Пока подобных решений на рынке просто нет. Но проект рискованный, потому что самолет — штука недешевая и хрупкая, а керосин пожароопасен.

Как вы попали на эту работу?

В университет я шел с четким желанием стать программистом. Абсолютно случайно попал на курсы по программированию сетевого оборудования и начал этим заниматься. Через несколько работодателей пришел на московский нефтеперерабатывающий завод, стал начальником отдела IT. В качестве хобби я начал заниматься радиоуправляемыми моделями — там и вертолеты, и самолеты, и автомобили. В какой-то момент узнал, что организовывается Центр цифровых инноваций, в котором будет в том числе [разрабатываться] управление робототехнических систем. Так я здесь и оказался. Меня это очаровало перспективами. Человек вообще существо ленивое — и он с удовольствием откажется от какой-то части труда, если будет понимать, что ее может сделать механизм.

Сейчас роботы в Европе, в юго-восточной Азии заменили человека на линиях по сварке и фасовке. Лидер по роботизации — Южная Корея: на 10 тысяч работников — около 650 роботов. Россия в этом плане отстает на несколько порядков. До недавнего времени здесь не было ни производства, ни использования [роботов]. Зато сейчас в России есть ряд компаний, которые выпускают промышленные манипуляторы — те, которые раньше можно было получить только у коллег из Германии, Японии, Кореи, Китая.

Почему эту работу не может выполнять кто угодно?

В человеке должно быть сочетание способности нестандартно мыслить и, в то же время, желания работать по правилам. Робот не может ничего делать сам — ему нужно придумать задачу, корректно ее сформулировать. Это машина, которая действует по четко заданным правилам. Творчество снаружи — рутина глубоко внутри. Тем не менее, ни от того, ни от другого отказаться нельзя. Робот должен быть проработан до мельчайших деталей, чтобы не нести в себе опасность.

Что самое сложное в вашей профессии?

Самое сложное — убедить людей, что роботы не оставят их без работы. Человеку нужно совершенствовать свои навыки и развиваться в новых направлениях с адаптацией к прогрессу. Допустим, робот может заменить оператора по заправке автомобиля — и естественно, что эту работу робот у него вполне может забрать. Но никто не мешает этому же человеку обслуживать этих роботов, управлять ими.