Манипулируй это: промышленные пространства преобразят под потребности роботов

С появлением идеи о думающих машинах в XIX веке визионеры в большинстве случаев воображали роботов подобными человеку — с руками, ногами, глазами и речевым аппаратом. XXI век внес в эти представления серьезные коррективы. Роботы, окружающие нас в быту, не антропоморфны: у робота-пылесоса или стиральной машины нет рук, глаз, головы. Нет их и у большинства промышленных манипуляторов, которые вытесняют людей из цехов и складов.

В обозримом будущем производственные помещения утратят антропоцентричность — станут удобнее для машин. Произойдет это не из-за диктата искусственного интеллекта, а по экономическим причинам, считает заместитель гендиректора ФЭО, руководитель группы разработчиков антропоморфных роботов Сергей Флоря. Своим видением будущего он поделился со слушателями лектория «Футуроскоп», организованного научнообразовательным порталом Homo Science и журналом «Сноб».

Алексей и Софья не боятся РАО

История роботов на службе «Росатома» имеет давние корни. В 1986 году завалы на Чернобыльской АЭС разбирали два роботизированных бульдозера Центрального научно-исследовательского института робототехники и технической кибернетики. Они проработали по 200 часов, перевезли по 90 т радиоактивных материалов, заменив труд 1 тыс. человек.

Толчок в развитии атомной робототехники был дан с появлением в структуре «Росатома» Федерального экологического оператора. Одна из неотложных задач, которая стояла перед ФЭО,— ликвидация ядерного наследия, скопившегося на складах отраслевых предприятий.

«Существуют классы РАО, с которыми трудно работать. Например, тритиевые отходы, очень опасные для людей. Другой класс, как ни парадоксально, это какие угодно отходы, ссыпанные в кучу. Чтобы разобрать ее на составляющие и утилизировать или использовать повторно, нужно приложить немало сил. А если куча состоит из радиоактивных материалов, то даже приблизиться к ней людям затруднительно»,— рассказывает Сергей Флоря.

Разобрать кучу мусора, относящегося ко второму, не говоря уже о первом, классу РАО — задача нетривиальная. Такие отходы хранятся в бетонных кубах 10×10×6 м. В них свалено все: обломки мебели, битый кирпич, ампулы с радиоактивными газовыми смесями вроде гексафторида урана. Использовать обычные телеуправляемые манипуляторы невозможно — ампулы бьются, радиоактивный фон возрастает. «Именно это подвигло нас разработать группу роботизированных установок, которые смогут действовать без участия людей»,— поясняет Сергей Флоря.

Первой стала автоматическая сортировочная линия, оснащенная системой технического зрения. Разработчикам предстоит усовершенствовать ее для распознавания интенсивности радиоактивного фона конкретных предметов. На основании этих данных в режиме реального времени будет строиться карта радиоактивности, в соответствии с которой рука-манипулятор будет распределять мусор.

У ФЭО есть и линейка антропоморфных роботов. Они отдаленно напоминают С-3PO из «Звездных войн», только вместо ног у них стрела-манипулятор. «Это телеуправляемый манипулятор, который копирует движения рук, головы, корпуса оператора, одетого в передающий костюм,— описывает систему Сергей Флоря.— Это оказалось удобно и, что немаловажно, выгодно. В местах, где человеку даже в спецэкипировке опасно находиться долго, робот может работать часами. Это существенно удешевляет производство. Не говоря уже о защите сотрудников».

Сейчас у ФЭО два антропоморфа — Алексей и Софья. Изображение с видеокамер у них на головах поступает на VR-гарнитуру оператора, а датчики на руках, корпусе и плечах оператора подают команды роботам. Алексей и Софья сортируют высокоактивные отходы. Одно но — по скорости работы пока проигрывают человеку.

Фукусимская эволюция

Очередной толчок развитию робототехники для использования в условиях высокого радиационного фона дала авария на АЭС «Фукусима» в Японии. Впервые после Чернобыля возникла необходимость обследовать большие пространства, в которых видеокамера из-за воздействия радиации выходит из строя за 10 минут. «Появилось целое семейство роботов, способных на это. Например, Snape от Hitachi. В нем концевые устройства похожи на реостаты, проволочка движется по проволочке, электроники минимум. При этом он вполне живуч, один мотор и две гусеницы позволяют ездить по всему подреакторному пространству, составлять подробные карты. Их там погибло уже штук тридцать. Зато людям заходить не нужно»,— рассказывает Сергей Флоря.

На «Фукусиме» стали видны слабые места промышленных роботов — их усовершенствовали, защитив систему управления и автономные блоки, которые корректируют движение робота. Появилась особая система оцифровки скопления радиоактивного мусора в реальном времени, на основании которой поступают целеуказания для исполняющего механизма робота.

«Апогей этой истории — система демонтажа башен отвода технологических газов от реакторного блока. Японцы сделали консоль, которую краном водружают на верхушку башни, как звезду на елку, и два промышленных манипулятора на этой консоли разбирают башню элемент за элементом, грузят на консоль, а та опускается по мере разбора башни. Порядка 60 камер оцифровывают все пространство, рассчитывают устойчивость башни и дают сигнал манипуляторам подрезать отдельные элементы. Нетривиальный подход к сложной задаче, когда робот должен принимать решения как человек, оценивая возможные последствия»,— подчеркивает Сергей Флоря.

Роботы «Фукусимы» совсем не похожи на человека — в этом нет нужды. Облик определяют экономические расчеты.

Робоцентричные пространства

Современные производственные помещения, даже в самых технологически развитых компаниях, например автомобилестроительных, строятся с учетом потребностей человека. Выключатели на стенах, вентили, приспособленные к руке, свет, комфортный для человеческих глаз. Но так будет не всегда. Довольно скоро промышленные пространства преобразятся, считает Сергей Флоря.

«Антропоморфные роботы привлекательны внешне, но не слишком удобны для стандартных задач. Промышленные манипуляторы более гибкие, но главное — более дешевые,— отмечает Сергей Флоря.— Манипулятор стоит порядка 5 млн рублей, а уникальный антропоморфный робот нашей разработки — больше 20 млн». А вот для работы на радиационно опасных объектах пока имеет смысл создавать антропоморфные машины — им все еще приходится иметь дело с человекоцентричными пространствами. Но чем дальше, тем сильнее такие пространства, например машинные залы АЭС, будут эволюционировать для удобства роботов. Ведь именно им, случись беда, придется там работать.