Переосмысление процесса автоматизации фабрик
Родни Брукс, сооснователь компании iRobot, заметил еще одну важную вещь, присущую современным автоматизированным фабрикам, – людей там редко встретишь, но они все равно там есть. И значительная часть их работы заключается в повторяющихся и довольно бездумных действиях. К примеру, на конвейере, где происходит заполнение банок вареньем, машины заливают точный объем варенья в каждую банку, закручивают крышку и прилепляют этикетку, однако весь этот процесс инициирует человек, который вручную ставит пустые банки на ленту конвейера. Почему этот шаг не автоматизирован? Дело в том, что банки поступают на конвейер упакованными в картонные коробки по 12 штук, и эти коробки просто не позволяют им оставаться в жестко заданной позиции. Подобная степень неточности не представляет никакой проблемы для человека (он просто видит банки в коробке, достает их и ставит на конвейерную ленту), однако у традиционных промышленных автоматов возникают огромные проблемы при работе с банками, которые не оказываются в точно заданном месте каждый раз.
В 2008 году Брукс основал новую компанию, Rethink Robotics, для изучения и строительства нетрадиционного типа промышленных автоматов – роботов, способных справиться с банками и решать множество других задач, которые на сегодняшних фабриках выполняются людьми. По сути, он хочет сделать что-то, противоречащее парадоксу Моравека. Более того, Брукс рисует в своем воображении роботов, которых не будут программировать дорогостоящие инженеры; напротив, в качестве учителей для машин, помогающих им выполнить задание (или освоить новое), могут выступать обычные рабочие, на обучение каждого из которых потребуется меньше часа. Кроме того, машины Брукса сравнительно недороги. Каждая из них стоит около 20 000 долларов, что в разы меньше цены нынешних промышленных роботов. Мы смогли познакомиться с этими потенциальными разрушителями парадокса незадолго до того, как Rethink публично заявила о запуске своей первой линейки роботов под названием Baxter. Брукс пригласил нас в штаб-квартиру компании в Бостоне, чтобы показать эти устройства и то, на что они способны.
При первом же взгляде на Baxter понятно, что это робот-гуманоид. У него имеются две довольно толстые сочлененные «руки» с захватами, напоминающими клешни; у него есть туловище; а голова оснащена жидкокристаллическим экраном, позволяющим «смотреть» на человека, который стоит рядом. Впрочем, у него нет ног; Rethink отказалась от решения довольно сложных задач, связанных с автоматическим движением. Она просто поставила Baxter на колеса, а для его перемещения на большие расстояния используются люди-грузчики. Проведенный компанией анализ показал, что робот все равно может сделать немало полезной работы, даже не имея возможности самостоятельно перемещаться.
Чтобы научить Baxter чему-нибудь, вы берете его за запястье и управляете его руками, совершая именно те действия, которым хотите его научить. Кажется, что рука робота вообще не имеет веса; у нее довольно мощные моторы, поэтому вам не нужно прилагать значительных усилий. Робот умеет следить за безопасностью; его две руки не могут столкнуться (а даже если вы пытаетесь это сделать, моторы начинают вам противостоять), и они автоматически замедляются, если Baxter чувствует в диапазоне своего охвата человека. Робот сконструирован так, чтобы работа с ним была достаточно естественна, интуитивна и безопасна. Впервые приблизившись к нему, мы нервничали, когда он подносил руку к нашим лицам, но беспокойство быстро исчезло, уступив любопытству.
Брукс показал нам несколько роботов за работой в демонстрационном зале. Роботы прямо на наших глазах нарушали парадокс Моравека – они находили и манипулировали множеством различных объектов с помощью «рук», на месте которых были захваты или присоски. Роботы совсем не так быстры, как хорошо обученный рабочий, действующий с полной скоростью, однако этого и не нужно. Большинство конвейеров и сборочных линий не работает на максимальной скорости, на которую способен человек; это приводило бы к слишком быстрому утомлению. У Baxter имеется несколько очевидных преимуществ над людьми. Он может работать весь день, и ему не нужно прерываться на сон, обед или кофе. Он не будет просить у работодателя медицинскую страховку или зарплату. А кроме того, он способен одновременно заниматься двумя не связанными между собой задачами; его руки могут работать независимо друг от друга.
Совсем скоро на сборочных линиях, складах и в офисах рядом с вами
После посещения Rethink и изучения работы Baxter в действии мы поняли, почему в начале 2012 года вице-президент компании Texas Instruments Реми Эль-Казан сказал: «Мы твердо убеждены в том, что рынок робототехники находится на поворотном пункте». И его слова находят немало подтверждений. Объем и разнообразие роботов, использующихся в компаниях, быстро расширяются, а ряд инноваторов и предпринимателей в последние годы сделали немало набегов на парадокс Моравека.[51]
Kiva, еще одна молодая компания из Бостона, научила свои автоматы быстро, безопасно и эффективно перемещаться по складам. Роботы Kiva похожи на оранжевые металлические пуфики или на роботов R 2-D 2 из «Звездных войн», только расплющенных. Они носятся по складским помещениям примерно на высоте человеческого колена, уступая дорогу людям и друг другу. Поскольку они располагаются близко к земле, им не составляет труда пролезть под стеллажи, поднять их и отвезти работникам-людям. После того как рабочие забирают с полок стеллажей нужное, робот увозит полку, а его место занимает другой. Программа отслеживает местоположение продуктов, полок, роботов и сотрудников и дирижирует постоянным танцем автоматов Kiva. В марте 2012 года Kiva была куплена компанией Amazon – лидером в области развитой складской логистики – более чем за $750 миллионов.[52]
Boston Dynamics, еще один стартап из Новой Англии, сражается с парадоксом Моравека лицом к лицу. Эта компания строит роботов для поддержки американских войск в ходе полевых операций. Помимо прочего, это роботы умеют переносить тяжелые грузы по местности со сложным рельефом. Робот BigDog, напоминающий гигантского металлического мастифа с длинными тонкими ногами, способен взбираться на крутые склоны, удерживаться на скользком льду и делать массу других вещей, привычных для собак. Удержание равновесия на четырех опорных точках при движении по сложному ландшафту представляет собой непростую инженерную задачу, однако Boston Dynamics удалось добиться в этом неплохих результатов.
В качестве последнего примера прорыва в области роботехники можно рассмотреть Double – устройство, совершенно не похожее на BigDog. Double не бегает рысью по вражеской территории, а катается по ковровому покрытию офисов и больничным коридорам, держа на себе iPad. По существу, это перевернутый вверх ногами маятник с моторизированными колесами внизу и планшетом, прикрепленным к палке высотой около полутора метров. Double обеспечивает телеприсутствие – он позволяет оператору «обходить» отдаленные участки зданий, при этом видеть и слышать, что там происходит. Камера, микрофон и экран iPad служат глазами, ушами и лицом оператора, который видит и слышит все, что видит и слышит iPad. Сам по себе Double выполняет функцию ног, перенося всю конструкцию по зданию в ответ на команды оператора. Компания Double Robotics называет это «наиболее простым и элегантным способом оказаться в другой точке мира без необходимости туда лететь». Первая партия роботов Double по цене $2499 за единицу была распродана почти сразу после объявления об их выпуске осенью 2012 года.[53]
Следующий этап инноваций в области роботехники может нанести парадоксу Моравека серьезнейший удар, от которого тот больше не сможет оправиться. В 2012 году DARPA объявила о проведении еще одного конкурса; однако на этот раз должны были соревноваться не автомобили без водителя, а роботы. Конкурс DARPA Robotics Challenge (DRC) позволял оценить навыки в области умелого владения инструментами, мобильности, чувствительности сенсоров, телеприсутствия и многих других вопросов в этой области. Согласно информации на сайте департамента DARPA, занимающегося тактическими вопросами технологий,
первостепенная техническая цель DRC состоит в разработке наземных роботов, способных выполнять сложные задачи в опасных и неопределенных условиях среды, созданной человеком. Ожидается, что участники конкурса DRC сконцентрируют свою работу на роботах, способных использовать стандартные инструменты и оборудование, которые доступны в человеческой среде, начиная от ручных инструментов и заканчивая средствами передвижения, причем особое внимание уделят развитию адаптации к инструментам с широкими спецификациями.[54]
DARPA совместно с DRC обратилась к сообществу специалистов по роботехнике с просьбой построить и продемонстрировать функционирующие прототипы роботов-гуманоидов к концу 2014 года. Согласно изначальной спецификации, представленной агентством, роботы должны уметь управлять внедорожником, убирать завалы, блокирующие проезд, карабкаться по лестнице, закрывать вентиль и менять насос.[55] Может показаться, что эти требования недостижимы, однако хорошо осведомленные коллеги (которые участвуют в конкурсе) уверили нас в том, что это вполне возможно. Для многих конкурс Grand Challenge 2004 был важнейшим элементом развития в постоянно ускоряющемся процессе разработки автономных автомобилей. Есть большая вероятность, что