Одной из новейших перспектив в современной науке является робототехника. Экраны телевизоров заполонили роботы, киборги и андроиды, которые зачастую представлены как агрессоры. Но так ли все обстоит в действительности?



1. Происхождение
Мало кто знает, но слово «робот» имеет славянские корни, так как произошло оно от чешского слова robota. Автором робота является Карел Чапек, который никогда не был исследователем. Впервые слово «робот» прозвучало в его пьесе «R.U.R.». в ней роботами именовались синтетические люди-слуги немеханической природы.


2. Андроиды
Впервые разработкой роботов, максимально схожих с людьми, занялся японец Хироси Исигуро. Именно он изобрел «геминоидов», отличавшихся реалистичной внешностью, плавной мимикой и голосом.
Японец мечтал разработать дистанционно управляемого робота, который был бы доступен для приобретения любому человеку. Неудивительно, что за такие идеи Исигуро пригласили консультантом в фантастический фильм «Суррогаты».
Однажды Исигуро решил проделать небольшой эксперимент и отправил своего андроида вместо себя читать лекцию. Но робота не пропустили на самолет, что очень расстроило изобретателя.


3. Зловещая долина
Японский исследователь Масахиро Мори решил заняться изучением страха перед человекоподобными роботами и в 1978 году ему удалось открыть эмпирический закон, который известен как «Страшная долина». Известно, что чем больше схожесть робота с человеком, тем больше он привлекателен для людей. А вот робот с изъянами не только отталкивает людей, но даже пугает их, так как напоминает им полуживого зомби.
Именно поэтому у разработчиков два выхода: либо делать высококачественных роботов, либо роботов, не похожих на людей.


4. Мягкие роботы
На сегодняшний день исследователи вплотную занялись разработкой мягких роботов. Примером тому могут служить роботы-гусеницы с мягкими частями тела. Вот только для того, чтобы максимально приблизить механизм к оригинальному, живому, необходимо время, а также множество необычных материалов, таких как пластик, резина и сплав с эффектом памяти.

5. Робофутбол
Постепенно роботы все больше начинают быть похожими на людей. Мало того, они даже начинают перенимать их хобби. Примером тому может послужить ассоциация робофутбола, цель которой при помощи команды роботов одержать победу над командой людей в 2050 году. Хотя до этого момента еще очень далеко, роботы проводят постоянные тренировки, за которыми очень интересно наблюдать. Двигаются игроки очень медленно, а также очень часто спотыкаются и падают. Все их действия вполне автономны, что уже можно считать крупным успехом.


6. Домашний робот
Компания Willow Garage наконец представила на суд зрителей свою последнюю разработку, которой стал двурукий домашний робот. Стоит такой помощник около 400 тысяч долларов. 11 представителей роботехники по итогам конкурса были отправлены в ведущие институты мира, где разработки для него стали открыты всем желающим. Теперь робот умеет не только открывать дверь и ездить в лифте, но и играть в бильярд и приносить пиво, чему его научили одаренные студенты. Особыми умениями выделился робот, программированием которого занимались в институте Беркли, Калифорния. За 25 минут он способен аккуратно свернуть и сложить полотенце.


7. Роботы в обществе
Не так давно компания «Робототехника без границ» представила аналог PR2, стоимостью в 35 тысяч долларов. Правда сделан этот робот из дешевых средств и у него одна рука, да и зачем он вообще необходим, до сих пор остается загадкой.


8. Программное обеспечение
Из-за быстрого развития робототехники, уже встает вопрос о развитии программного обеспечения для роботов. Существуют специальные операционные системы для роботов ROS, Urbi, NAO OS, основанные на Linux. Многие из них включают в себя модули зрения, речи и взаимодействия с механикой робота. Также уже можно встретить специальные приложения для роботов.


9. Бизнес
В рынок роботов вкладывается все больше денежных средств. К примеру, глава компании Mail.Ru Дмитрий Гришин планирует инвестировать 25 миллионов долларов в робототехнические компании.


10. Роботы в России
В России робототехнике не уделяется должного внимания, хотя в Сколково и проводятся регулярно робототехнические выставки. Вот только сколковские разработки на них большая редкость, основные проекты представлены исключительно иностранными учеными.

Что общего у программиста, занимающегося андроидами, погруженного в психологию и бихевиористику, и инженера, который пишет алгоритмику индустриальных роботов и изучает мехатронику и высшую математику? Оба они занимаются робототехникой - самой востребованной отраслью в ближайшем будущем. Сейчас роботостроение в России - непаханое поле: потребность в разных роботах (промышленных, домашних, мобильных, боевых, антропоморфных) довольно высокая, а специализируются на их производстве всего несколько компаний. Что нужно знать о профессии робототехника и чему начинать учиться уже сегодня, Look At Me узнал у экспертов.

Эланд Инбар о недостатках американского
образования и о том, чем полезен конструктор Lego

«У создания роботов есть две важных составляющих: инженерные решения и железо, с одной стороны, и обработка данных и софт - с другой. Чтобы быть робототехником, нужно понимать и разбираться в обоих вопросах, там как они одинаково важны. Роботы - это те же самые компьютеры, только с моторами и сенсорами. Думайте о них как об информатике, воплощённой в жизнь. В любом случае, чтобы постигнуть эту науку, вам придётся начать с разработки программного обеспечения, а значит, придётся выучить языки программирования. Например, Python широко поддерживается многими платформами. ROS (Robot Operating System ) сейчас тоже набирает популярность, хотя их создателей Willow Garage больше не существует. Начинающим робототехникам я рекомендую приобрести конструкторы LEGO EV3 или Robotis Bioloid для тренировок, они помогут погрузиться в детали. Добейтесь уверенности при работе с этими конструкторами, разработайте основные алгоритмы (простейшую навигацию, захваты и т. д.). Это даст вам базу. Потом надо обязательно устроиться интерном в робототехническую компанию - там вас научат всему. Кстати, если вы решили учиться робототехнике в американском вузе, то помните, что там основное внимание уделяется машиностроению, а вам никак нельзя забывать про софт.

Сейчас очень много прикольных роботов, но никто их не покупает, потому что на самом деле они не решают важных проблем

Однажды вы почувствуете, что готовы к созданию собственного робота. Это и легче, и труднее всего. Поэтому я всегда советую начинать с необходимости. Возьмите за основу реальную проблему, и пусть ваше устройство решает её. Сейчас очень много прикольных роботов, но никто их не покупает, потому что на самом деле они не решают важных проблем. В тоже время сейчас проблем полно. Займитесь ими, и это приведёт вас к успеху».

Владимир Белый о том, почему роботов
стоит создавать в человеческом обличии

«Робототехника - очень широкое понятие, в него входит и разработка программного обеспечения и мобильного софта, и создание сложных инженерных решений, программирование искусственного интеллекта и дизайн. Это очень перспективное направление не только для инженеров и программистов, но и для дизайнеров, маркетологов и даже психологов. Мы живём в интересное время: на наших глазах зарождается абсолютно новый рынок, продукты которого изменят нашу жизнь. Подобное случилось, когда появились, например, персональные компьютеры.

Сегодня я и моя команда работаем над усовершенствованием наших роботов. Мы делаем это, чтобы облегчить жизнь людей, оставить им больше времени для общения с родными и любимыми. Роботы должны заменить нас в рутинной и опасной работе, как уже произошло во многих видах производства. Сейчас нельзя представить нашу жизнь без промышленных роботов, которые занимаются сборкой, сваркой, сортировкой разных продуктов - они оптимизируют предприятия, позволяют сократить расходы и риски.

Помимо промышленных роботов, есть так называемые биоморфные роботы - прообразы животных и насекомых, которые благодаря своим размерам и прочим особенностям могут выполнять особые задачи. Однако антропоморфные роботы, то есть похожие на людей, это наиболее удобный вариант воплощения искусственного интеллекта. Дело в том, что весь окружающий нас быт создан с расчётом на человека: на его рост, особенности анатомии. Поэтому гораздо более выгодно создать машину, способную передвигаться и работать в тех же условиях, что и мы, чем приспосабливать, скажем, робота на гусеничной платформе или на колёсной базе, к человеческому быту. Кроме того, сработал психологический фактор: люди всегда стремились создать себе подобного.

Нужно сразу создавать параллельный мир, где роботы сосуществуют с людьми
и становятся их помощниками

Сегодня антропоморфная робототехника пока ещё находится в зарождающейся стадии: областей для применения таких роботов много, а нерешённых проблем - ещё больше. Наша компания старается развивать эту отрасль. Мы специально создали экосистему, в которой разработчикам ПО даётся возможность делать приложения для наших роботов, то есть фактически организовали рабочие места для программистов. Кроме того, это хорошо и для потребителя. Покупая нашего робота Alphabot или арендуя его, он получает некую машину, которую можно «приспособить» под конкретные нужды. Здесь можно провести аналогию с App Store. Мы покупаем IPAD, загружаем нужные программы и получаем персонифицированное устройство.

Однако на данном этапе люди ещё не могут свыкнуться с мыслью, что вскоре роботы войдут в нашу жизнь так же плотно, как, например, планшеты. Важно понимать, что мы не призываем разрушить старый мир, а на его руинах что-то создавать. Нет! Нужно сразу создавать параллельный мир, где роботы сосуществуют с людьми и становятся их помощниками. Призываем всех людей присоединиться к такой идеологии и вместе развивать будущее человечества.

В восстание машин, которого многие опасаются, я не верю. Но всегда нужно помнить, что за любой машиной стоит человек. А вот в людях нельзя быть уверенным до конца».

Сергей Мельников о том, как самостоятельно изучить робототехнику и собрать своё первое устройство

Сергей Мельников

Разработчик автоматизированных систем, программист, преподаватель робототехники, администратор servodroid.ru

«Я стал заниматься роботами ещё в школе, когда меня зачислили в кружок «Радиолюбитель». Там я научился паять, разбираться в схемотехнике и делать простые инженерные конструкции. Когда же я научился читать любые радиоэлектронные схемы, дело дошло до простого робота с парой светодатчиков и реле, по которым он видел, и мог передвигаться. Самое интересное - наблюдать, как «железяка» без человеческой помощи сама, своими силами, что-то делает. После того как я собрал своё первое громоздкое устройство с кучей проводов, залитое клеем и обмотанное скотчем, я влюбился в робототехнику.

В Санкт-Петербурге я учился на программиста, но при этом продолжал заниматься роботами. Я самостоятельно погружался в специальность и считаю, что это лучший путь, и каждый может ему следовать.

Я специализируюсь не только на BEAM-робототехнике, но и на сложных вычислительных системах, комплексах и, конечно же, программном обеспечении. Например, я сотрудничаю с МЧС и занимаюсь роботами для спасательных и разведывательных работ. Но в основном моя любимая часть - это BEAM («биология, электроника, эстетика, механика») . С этого всё начинается: с простейших роботов из доступных компонентов без сложного программирования. Собирая BEAM-робота, мы стараемся подходить к выполнению задачи с разных ракурсов, даже не имея большого числа электронных компонентов и логических цепочек. Собирая такого робота, мы в конце концов можем ткнуть пальцем в любую его часть и рассказать о ней всё от А до Я. Рассказать, как идёт сигнал от фотодатчика, как он обрабатывается микросхемой, и что получается в конце. Мы всегда можем по цепочке выявить причину, из-за которой не работает робот. Это лучшая база для новичков.

Я уверен, что робототехника очень перспективная сфера деятельности. Она позволяет человеку применить практически любые свои знания. Создать робота - это как нарисовать картину, имея в руках не кисть, а паяльник. Каждый раз ты удивляешься тому, что можешь собрать такую чудную конструкцию, а самое важное - найти ей применение».

Само слово «робот» появилось благодаря известному чешскому писателю Карелу Чапеку, написавшему в 1920 году научно-фантастическую пьесу «Р.У.Р.» – «Россумские Универсальные Роботы». Сначала Чапек хотел назвать механических созданий «лаборами» (от латинского слова “labor” – труд), но это слово показалось ему не слишком подходящим. Йозеф, брат писателя, посоветовал ему другое название – «робот», образованное от чешского “robota”, которое означает тяжелый каторжный труд (такой, каким занимались человекоподобные механизмы в пьесе «Р.У.Р»). Название оказалось удачным и прочно вошло в большинство языков мира. Хотя, если быть точным, то создания из произведения Чапека – это, скорее, андроиды.

Первый в мире чертеж робота, напоминающего своим обликом человека, был создан Леонардо да Винчи в конце XV века. В 1950-х годах были найдены бумаги великого изобретателя, среди которых оказалась и подробная схема создания механического рыцаря. Искусственный человек, спроектированный да Винчи, мог стоять, сидеть, двигать руками, кивать головой и открывать/закрывать забрало своего шлема. К сожалению, до сих пор неизвестно, построил ли Леонардо действующую модель робота или она осталась только на бумаге.

Первый «говорящий» робот, умеющий совершать несложные движения и произносить по команде человека определенные фразы, появился в 1927 году. Его создатель, Д. Уэксли, сконструировал его специально для Всемирной выставки, проходившей тогда в Нью-Йорке.

Немецкая группа “Compressorhead”, играющая хэйви-метал, имеет одну интересную особенность: все четыре входящих в нее музыканта – роботы, вполне успешно играющие на «человеческих» инструментах.

Сейчас в армиях мира «служит» 15 тысяч роботов: 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих.

С 21 по 23 июня 2010 года в Китае прошли Первые Олимпийские игры роботов-андроидов. Роботы из разных стран состязались в различных видах спорта, начиная футболом и заканчивая битьем по барабанам. Правда, некоторые виды, к примеру, робобокс, пока не кажутся зрителям интересными – уж больно медлительны участвующие в них «спортсмены»!

Роботы-убийцы существуют не только в фантастических боевиках. Первым человеком, погибшим от руки робота, стал Роберт Уильямс. В 1979 году он работал на заводе «Форд Моторз» на погрузке деталей. Когда робот-погрузчик вдруг сломался, Роберт попытался его самостоятельно починить. Внезапно робот «ожил», взмахнул манипулятором – и разбил рабочему голову. Двумя годами позже на заводе Kawasaki по вине сломавшегося робота погиб инженер по имени Кэндзи Урада. Интересно, что именно Ураду многие считают первой жертвой роботов, при этом забывая про несчастного Уильямса.

В некоторых странах Ближнего Востока роботы спасли детей от непосильного труда. Дело в том, что в государствах типа ОАЭ или Катара очень популярны верблюжьи скачки. Управлять хорошо обученным верблюдом жокею очень просто, поэтому раньше в качестве наездников часто нанимались 4-летние дети, т.к. они весят меньше, чем взрослые. Самое ужасное, что детишек часто специально заставляли голодать, чтобы верблюдам было легче их нести на своей спине. К счастью, сейчас наездников-детей заменили миниатюрные роботы-жокеи с дистанционным управлением.

В психологии есть интересное понятие «эффект зловещей долины». Он заключается в том, что люди с симпатией воспринимают человекоподобных роботов, но лишь до определенного предела. Когда роботы становятся внешне чересчур похожими на человека, они начинают казаться нам отвратительными и пугающими из-за мелких, но значимых отличий. Именно из-за «эффекта зловещей долины» художники-мультипликаторы стараются изображать положительных персонажей не слишком похожими на людей. В противном случае дети будут бояться!

Ни и последний интересный факт: если ввести фразу “about:robots” в адресную строку в браузере Mozilla Firefox, то можно прочитать послание роботов к людям!

Интересный факт: первое упоминание о роботе (как слово) было в пьесе чеха Чапека Карела. Пьеса называлась «R.U.R». В ней рассказывалось о том, как роботы собирали сами себя на фабрике. В 1920 году пьеса успешно была поставлена и произвела настоящий фурор. Интересно, что на чешском языке слово «robot» означает «каторга» или «тяжёлая работа». А слова «работа» и «робот» имеют один корень.

Интересный факт: самый первый настоящий робот появился на свет в 1927 году в Нью-Йорке. Сконструировал его учёный по имени Д. Уиксли для Всемирной выставки. Для начала двадцатого века робот, безусловно, был хорош. Он мог выполнять простые, но эффективные команды, а также воспроизводить определённые фразы по команде человека.

Интересный факт: в 1981 году была первая жертва по вине робота! Причём она была официально признана. Рабочий завода «Кавасаки» Кэндзи Урада погиб на месте. Робот, который вошёл в число самых маленьких и остаётся там по сей день, был сконструирован японской компанией Seiko Epson. Длина робота всего один сантиметр, а вес - не более полутора грамм.

Интересный факт: 18 марта 2008 года мужчина, проживающий в Австралии, покончил жизнь самоубийством. Но не просто так, а с помощью робота, которого сам собрал благодаря схемам из интернета.

На сегодняшний день роботы могут выполнять абсолютно любую функцию. Вплоть до пластических операций. Например, уже несколько лет проводится ежегодный турнир для роботов по футболу.

Интересный факт: первый, кто сделал чертёж человекоподобного робота, был Леонардо да Винчи. Его записи были обнаружены в 50-х годах прошлого столетия и были датированы 1495 годом. Самое интересное то, что чертежи применимы на практике. Чертежи полностью описывают механического рыцаря, способного раздвигать руки, открывать забрало и сидеть.

Интересный факт: робот, созданный для игры в шахматы и получивший название Deep Blue, победил действующего на тот момент чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова.

Айзек Азимов (кстати, родом из Беларуси) - писатель и учёный, сформулировал три главных закона, по принципу которых должны действовать роботы. Что самое удивительное, они как никогда актуальны с развитием технологий.

Итак, первый «закон робототехники» гласит, что робот не должен причинять вред человеку, а также не должен допускать своим бездействием то, чтобы ему причинили вред. И это действительно очень важно, так как история насыщена событиями, когда люди лишались конечностей или даже жизни из-за робототехники. Второй закон ещё более актуален: робот должен выполнять приказы человека только в том случаи, если они не противоречат первому закону. В третьем же законе говорится, что робот должен следить за своей сохранностью до тех пор, пока она не противоречит первому либо второму закону.

Интересный факт: уже сегодня Институт по изучению сингулярности в США исследует проблемы, которые могут возникнуть, если роботов изначально не программировать на дружелюбное отношение к человеку. Ведь всем известно, как технологии могут отобразиться на человеке - отнюдь не в благоприятную сторону.

Видео: самые необычные и удивительные роботы

Сколько законов роботехники придумал Айзек Азимов?

Широко известны сформулированные фантастом Айзеком Азимовым три закона роботехники: робот не может своим действием или бездействием причинить человеку вред; робот должен выполнять приказы человека, если это не противоречит первому пункту; робот должен заботиться о своей безопасности, если это не противоречит первым двум пунктам. В 1986 году в романе «Роботы и Империя» Азимов ввёл ещё один закон, который назвал нулевым, то есть наиболее приоритетным: «Робот не может нанести вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был нанесён вред». Именно нулевой закон выполнял суперкомпьютер в фильме «Я, робот», ограничив свободу всех людей.

При каких условиях робот-андроид вызывает у людей неприязнь?

Чем сильнее внешнее сходство робота или другого объекта, который выглядит и действует как человек, с настоящим человеком, тем симпатичнее он кажется нам, но лишь до определённого предела. Когда сходство достигает некоторого порога, робот начинает казаться нам пугающим и отталкивающим, скорее всего, из-за мелких несоответствий реальности. Соответствующий «провал» на графике зависимости положительной эмоциональной реакции от похожести называют эффектом «зловещей долины». Причём анимация усиливает как положительные, так и отрицательные впечатления от объекта. Мультипликаторы давно применяют этот принцип, рисуя персонажей, которые должны вызывать симпатию, не слишком похожими на людей.

Кто придумал слово «робот» и от какого слова его образовал?

Термин «робот» ввёл в обиход чешский писатель Карел Чапек. Хотя сначала в своей пьесе он назвал человекоподобных механизмов «лаборами» (от латинского «labor» - работа), это слово ему не понравилось. Тогда по совету брата Йозефа он переименовал их в роботов. Кстати, по-чешски исходное для этого неологизма слово «robota» означает не просто работу, а тяжёлую работу или каторгу.

Где и кем управляют роботы-жокеи?

В восточных странах популярны верблюжьи бега. Управлять верблюдом жокею совсем несложно, поэтому решающее значение имеет вес - чем легче жокей, тем больше преимущества у пары. Это привело к повсеместной эксплуатации мальчиков от 4 лет в качестве наездников, которых, к тому же, часто морили голодом, чтобы они набирали меньше веса. Несколько лет назад в ОАЭ и Катаре детский труд запретили, что способствовало развитию миниатюрных роботов-жокеев, управляемых оператором дистанционно.