Все новости от 11 марта 2004 г.

Нашествие роботов

Мобильные интеллектуальные роботы, выполняющие работу за человека, начинают проникать в массы и в ближайшие годы могут создать многомиллиардодолларовый рынок.

Компания iRobot продала за год сотни тысяч устройств Roomba, самонаводящихся, самодвижущихся пылесосов стоимостью около 200 долл.

Другие изобретатели присматриваются к рынку здравоохранения. Джо Энгельбергер (он широко известен как отец робототехники) пытается собрать финансирование для создания роботов, которые будут прислуживать престарелым: помогать одеваться, готовить и всячески заботиться о них. В Японии испытывают домашних роботов для ухода за больными, а в клиниках США уже применяют машины для доставки регистрационных карт, раздачи лекарств и даже проведения хирургических операций. «Дом для престарелых или домашняя сиделка — дорогое удовольствие, к тому же это чревато психологическими конфликтами, — говорит Энгельбергер. — Подходящая технология уже существует. Она требует очень хорошего технического исполнения, но изобретать ничего не нужно».

Еще одним потенциально крупным рынком является создание машин, способных работать в опасных или экстремальных условиях. Фирма Workhorse Technologies, основанная профессором Университета Карнеги-Меллона Уильямом Уиттакером (William "Red" Whittaker), работает над роботами, составляющими карты шахтных стволов. Эта идея пришла ему после происшествия в шахте Quecreek в Пенсильвании в 2002 году, когда девять шахтеров оказались запертыми на четыре дня из-за картографической ошибки.

Уиттакер создал также роботов, которые водят комбайны, прочищают канализационные трубы и очищают ядерные отходы. «На крупном предприятии любое усовершенствование ведет к заметному повышению производительности, будь то удешевление перевозки руды в расчете на тонно-километр или ускорение работы комбайна. А эти технологии дают весьма заметное усовершенствование», — говорит он.

Технологические достижения университета Карнеги-Меллона в этой области пройдут проверку в ближайший уикенд на гонках DARPA Grand Challenge, где на трассе между Лос-Анджелесом и Лас-Вегасом будут состязаться роботизированные автомобили без водителя за приз в 1 млн долл. Университетская команда Red Team Racing является фаворитом. В числе других участников команда Калифорнийского технологического института, команда двух братьев из штата Нью-Йорк и команда учащихся школы Palos Verdes High School из пригорода Лос-Анджелеса.

Эволюция автоматов
Всплеск интереса к роботам, по крайней мере отчасти, стал результатом неуклонного повышения производительности и снижения стоимости процессоров, датчиков, навигационного ПО и других технологий, необходимых для создания мобильных роботов.

Например, фирма Seegrid, одним из основателей которой является профессор университета Карнеги-Меллона Ганс Моравек, разработала программное обеспечение, позволяющее мобильному устройству за один проход составлять подробную трехмерную карту коридора или комнаты. Системы глобального позиционирования могут засечь робота или любой другой объект в любом месте планеты с точностью до 10 см. Продолжает расти и производительность встроенных процессоров, обрабатывающих данные датчиков и координирующих движения робота.

А тем временем детали стремительно дешевеют. Если в прошлом изобретателям роботов приходилось разрабатывать специальные компоненты, то теперь этот бизнес привлек таких производителей микросхем и разработчиков ПО, как Intel, Microsoft и Texas Instruments, а также целый ряд молодых компаний.

Одновременно производители роботов сотрудничают с другими отраслями, стараясь сократить производственные расходы. Roomba взяла за основу пылесосы-автоматы, разработанные для Johnson Wax, а iRobot три с половиной года сотрудничает с Hasbro, стараясь освоить дешевое производство игрушек.

Не меньше, чем производительность и себестоимость, важна удовлетворенность покупателей. Разработчики роботов стараются не просто создать машины для демонстрации технологических возможностей компании или для развлечения, а приспосабливают их к удовлетворению практических потребностей заказчиков. «Сорок лет эта отрасль разочаровывала, — говорит генеральный директор iRobot Колин Эйнджел. — Со времен Rosie из телесериала «The Jetsons» роботы обещают стать следующим важным событием в нашей жизни, но эти ожидания так и не оправдались. Робота построить легко, но он получается слишком дорогим».

PackBot от iRobot ориентирован на практическое применение. Этот боевой робот весом около 20 кг предназначен для выполнения разведывательных миссий, помощи раненым бойцам, обнаружения утечки химикатов и доставки оборудования — и все это на незнакомой, пересеченной местности. «Во время недавней операции в Афганистане он упал с высоты 7,5 м и восстановился, — рассказывает Эйнджел. — Это невероятно мобильная Linux-машина с 800-МГц процессором».

Роботы PackBot не дешевы. Каждый стоит от 50 до 100 тыс. долл. Но их основной заказчик — правительство США, кажется, доволен. Армия применяет их в Афганистане и Ираке и выделила iRobot на разработку автоматических боевых машин 25 млн долл.

Еще одним успешным изделием для военных оказался Predator, беспилотный самолет, применявшийся в операции против организации «Аль-Каида» в Йемене и других местах. В ближайшие годы Министерство внутренней безопасности планирует выделить на этот проект несколько крупных грантов.

«Фантазии нет предела, но предпринимателям от робототехники приходится придерживаться гораздо более приземленного подхода», — говорит старший партнер инвестиционной фирмы Trident Capital Кисхор Рао. Его компания вложила некоторые средства в iRobot, но признает, что число производителей роботов, поддерживаемых венчурным капиталом, «можно пересчитать по пальцам одной руки».

Биография робота
Идея автоматов, способных выполнять различные задания, возникла еще в древнем Египте. Слово «робот», однако, имеет сравнительно недавнее происхождение и взято из пьесы R.U.R. чешского писателя Карела Чапека.

Первые коммерческие роботы появились в начале 60-х, в разгар холодной войны, когда мир был поглощен наукой атомного века. Созданная Энгельбергом компания Unimation разработала промышленные роботы-манипуляторы, а Barrett Electronics предложила автоматический электрокар для продовольственных складов, ориентирующийся по проложенным под полом сигнальным проводам. Продать его было нелегко. «Я обошел 46 различных фирм, включая GM и IBM, прежде чем получил какие-то деньги от железнодорожной компании», — вспоминает Энгельберг. Хотя GM поначалу отказалась, впоследствии она стала первой компанией, внедрившей машину Unimation.

Множество молодых компаний, специализирующихся на роботах, породили Калифорнийский и Массачусетский технологические институты, но больше всего их в Питсбурге. С тех пор как 25 лет назад компания Westinghouse начала финансировать программу разработки роботов в университете Карнеги-Меллона, в этом регионе было создано около 30 роботостроительных фирм, утверждает Билл Томасмейер, президент компании Robotics Foundry, которая пытается построить в отдельно взятой Западной Пенсильвании роботовладельческий строй. Например, местная компания Bombardier Transportation производит движущиеся тротуары для аэропортов. «Они готовы взяться и за городской транспорт», — говорит Томасмейер, но в этом случае потребуются технологии для преодоления неминуемых препятствий.

Пока роботы не стали заметной силой в мировой экономике. По данным Ассоциации робототехники, все производители этой продукции Северной Америки, вместе взятые, продают ее примерно на 1 млрд долл. в год. Другие цифры показывают, что объем мирового рынка приближается к 5 млрд долл. Подавляющее большинство доходов приносят устройства с ограниченными функциями, применяемые на упаковочных фабриках или производственных предприятиях, но в последние годы на рынок стали выходить более гибкие роботы.

Например, хирургическая система da Vinci компании Intuitive Surgical представляет собой прецизионный манипулятор для врачей. Она стоит чуть больше 1 млн долл. и может просверлить кость или произвести надрез. Эта система точно управляет своими движениями и «видит» трехмерное изображение, что помогает сделать хирургическую операцию гораздо менее болезненной. А это, в свою очередь, способствует скорейшему выздоровлению, облегчая и удешевляя процесс лечения. Сегодня в клиниках применяется 192 системы da Vinci.

В этом году рынок персональных и мобильных роботов должен вырасти до 5,4 млрд долл. и стать крупнее рынка промышленных стационарных роботов, утверждает Дэн Кара, президент фирмы Robotics Trends, которая организует конференции и пропагандирует отрасль. К 2010 году, по словам Кара, эта цифра приблизится к 17 млрд долл. Пусть некоторые считают эти оценки слишком оптимистичными, но у Кара есть наглядные свидетельства наступления лихорадки роботизации. В прошлом году выставка Robodex в Японии собрала около 68 тыс. посетителей, да и объемы продаж Roomba и da Vinci говорят сами за себя.

Аналогии с индустрией ПК
«Еще 10 лет назад никто не имел четкого представления о том, из чего должен состоять интеллектуальный робот», — говорит Уиттакер, который считает, что в ближайшие лет 20 рынок роботов по своей экономике будет сильно напоминать процесс развития рынка ПК.

Однако, чтобы вызвать полноценный бум, необходимо преодолеть некоторые ключевые проблемы. Остаются задачи коммуникации и координации – некоторые ученые пытаются решить их путем создания систем, имитирующих роящихся насекомых. Требует проработки и механизм захвата. Мобильные роботы вроде PackBot или картографов от Workhorse хорошо делают снимки или переносят предметы, но подобрать с пола мелкую вещь им не по плечу.

И все же способности роботов быстро развиваются. Согласно работе, недавно опубликованной Моравеком из Карнеги-Меллона, 1,5-кг мозг человека может выполнять около 100 трлн операций в секунду — почти втрое больше, чем самый мощный в мире компьютер Earth Simulator. Развиваясь по закону Мура, машины могут достичь такой обрабатывающей мощности. «Однако, чтобы быть достаточно полезным, роботу не нужны все возможности человеческого мозга, — пишет Моравек в своей работе. — Опыт коммерсанта и исследователя убеждает меня, что умственных способностей рыбки гуппи примерно в 1000 млн операций в секунду вполне достаточно, чтобы мобильные бытовые роботы могли уверенно ориентироваться в незнакомом окружении, выполняя работу в сотнях тысяч производственных помещений, а со временем и в миллионах домов». Даже лишенные человеческого разума, роботы-андроиды займут часть рынка. Sony, Honda и некоторые другие японские компании предлагают роботов-компаньонов, а производитель технологических игрушек Wow Wee готовит к выпуску RoboSapien за 99 долл.

Однако имитация поведения человека остается трудной задачей, а спрос на таких робо-сапиенсов невелик. «Можно научить робота говорить, но рассуждать как Спиноза вы его не научите», — признает Энгельберг. Другая необязательная для роботов особенность человека менее очевидна: это ноги. Хотя некоторые экспериментальные роботы имитируют передвижение пресмыкающихся или крабов, почти в любых условиях колеса работают не хуже, а конструировать их гораздо проще. «Ноги, по-моему, хороши только для Голливуда», — говорит Эйнджел. 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	Турок 11 Mar 2004 8:29 PM
Одна серьезная ошибка перевода: местоположение робота с помощью системы глобального позиционирования можно определить с точностью до 10 м (а не 10 см.) в гражданском диапазоне и 1 м в военном.
	smth 11 Mar 2004 10:25 PM
Другая ошибка чисто человеческого характера. Если роботы заменят все тупые профессии, то создастся обвал рынка дешевой рабочей силы. Не все способны заниматься интеллектуальной деятельностью, так что налицо конфликт.
	Alex 11 Mar 2004 10:57 PM
Да какой обвал, будет 90%-я безработица. Зарплату роботу платить не надо, а работает он 24 часа в сутки. Хотя с точки зрения Маркса наоборот будет хорошо.
	Anti-MS 12 Mar 2004 12:37 AM
Не ссыте, сторож Михалыч и техничка Баба Клава еще не одно десятилетие будут гораздо выгоднее чудо-юда железного, особенно в России.
	Black IBM.* 12 Mar 2004 11:31 AM
2 Турок ну ну если очень захотеть с помощью GPS в фазом фин можно определить координаты с точностью см. а если стационарный объект.. те медленно движущийся.. то возможно и мм. восрос соклько времения вам придется стоият в одной точке что с такой точностью померять.. и растояние до базовой станции. хотя конечно все это только в чистом поле для каких нибут геодезических измерений.или бульдезеров. но никак не для динамичных роботов в помещениях. тут неважны глобаныйе координаты.. и важна точноть локальных и что бы стены не мешали.. про GPS в помещения вообще забыть..