Мы привыкли, что новости о прорывных разработках в области роботостроения мы получаем из-за пределов России. Однако, еще несколько лет назад именно России пророчили лидирующие позиции в мире по созданию роботов и профильного программного обеспечения. Это не означает, что в России нет успешных проектов в робототехнике. Возможно, масштабные разработки с солидным бюджетным финансированием заменили собой стартапы и совместные проекты с западными фирмами. О том, что сейчас представляет собой практика создания роботов в России Digital Report рассказал Сергей Шегай Робовизард/ Kawasaki Robotics.
Насколько Россия отстает от США в части разработки перспективных проектов в области робототехники?
Сергей Шегай Робовизард/ Kawasaki Robotics
Думаю, что говорить в целом о перспективных проектах в робототехнике вообще – это все равно, что мерить среднюю температуру по больнице. Робототехника – это очень обширная сфера, сюда входит и промышленные роботы, которые по объему производства и внедрения намного опережают остальные типы роботов4 а с другой стороны, военная робототехника, которую совсем уж бесперспективной назвать язык не поворачивается. Роботы в медицине тоже очень востребованы, но их разработка занимает не одно десятилетие. Так, если говорить о разработках в области беспилотного транспорта, то наши разработчики не сильно отстают от своих зарубежных коллег, а если говорить о средствах роботизации бизнес-процессов, то российские разработки составляют серьезную силу и конкуренцию на мировом рынке.
Мы, как специалисты по промышленной робототехнике, можем сказать, что в части самих роботов, как класса сложного оборудования, к сожалению, Россия сильно отстает от мировых лидеров. Это прежде всего связано с тем, что у нас в стране еще не до конца сформировался рынок промышленных роботов. Плотность роботизации нашей промышленности составляет по оценкам экспертов всего 5 роботов на 10 000 работников, что примерно соответствует седьмому десятку мирового рейтинга. И во столько раз обиднее, зная, что к началу перестройки 40% мирового парка промышленных роботов были установлены в СССР, и по плотности роботизации он был абсолютным лидером. Так по данным ЦРУ в 1985 году в США было установлено порядка 4.4 тыс. роботов, в СССР в этом же году было произведено более 13 тысяч промышленных роботов.
Многие российские ученые сходятся во мнении, что если 20 лет назад нашу страну можно было смело считать мировой супердержавой, то к настоящему моменту отставание в области исследований микроэлектроники, ИИ, мехатроники и технической сенсорики, что является основополагающими для развития современной робототехники составляет более 10 лет.
Возможны ли в России подобные проекты как в Boston Dynamics?
Если говорить о проектах, подобных этому, то для их развития нужен заказчик, который был бы заинтересован в их развитии. Инвестор должен видеть либо большой коммерческий потенциал, либо иметь большую заинтересованность в интеграции полученных технологий для государственных целей. Если говорить о Boston Dynamics, то заказчиком большинства их разработок выступали военные. В Японии, например, тоже есть подобный проект. Гуманоидный робот получил гордое название Калейдо. Его разрабатывает компания Кавасаки совместно с Токийским университетом. Но в данном случае на этот проект возлагаются большие планы по применению в спасательных операциях в зонах природных и техногенных катастроф. Подобные проекты требуют больших научных изысканий, которые невозможны только на одном энтузиазме. Большого коммерческого потенциала подобные проекты не содержат, о чем свидетельствует история сотрудничества Boston Dynamics с Google, который сначала купил компанию, а через два года продал.
Если говорить о проекте создания гуманоидного робота в России, то все знают о роботе Фёдоре. Этот проект был реализован на базе НПО «Андроидная техника» и на 40% состоит из отечественных компонентов. Изначально заказчиком этого проекта выступил МЧС. В свое время про него много писали и говорили, но в наш стремительный век, к нему потеряли горячий интерес, но проект продолжает развиваться, ведутся плановые исследования. На сколько я знаю, Фёдор тоже много чего умеет: открывать двери, садиться и выходить из машины и даже водить ее, подниматься по лестнице и проходить лабиринт «змейку». Ну и главное достижение – он летал в космос. Атлас из Boston Dynamics похвастаться этим не может.
Насколько проекты в робототехнике сфокусированы на промышленности и военной отрасли? Есть ли бытовые разработки, могут ли они стать приоритетными?
Если сравнивать робототехнические проекты в военной сфере, промышленности и области сервисной робототехнике, то промышленность будет в приоритете. Военные в большей степени зависят от государственного финансирования, а сервисная робототехника ничтожна мала по сравнению с потребностями промышленности. В России сервисная робототехника, куда входят роботы-пылесосы и роботы-питомцы пока еще входят в разряд дорогих игрушек. Поэтому бытовые роботы в настоящее время пока не могут выступить драйвером развития робототехники. Несмотря на то, что рынок бытовых роботов показывает стремительный рост не первый год, за 2018 год он составил 26% и примерно равен 3 млрд. долларов. Объем же промышленной робототехники в этом же году составил более 16 млрд долларов, а в 2019 году динамика и вообще была отрицательной. А если говорить о робототехнических комплексах, то общий объем превышает 110 млрд. долларов. Основная прибыль приходится, как видно, приходится на разработку роботизированных решений и технологий.
По сравнению с рынком военных и бытовых роботов, промышленный сектор является самым прозрачным, прозрачным и легко просчитываемым, а это означает, что он более надежный и безопасный. Развитие промышленной робототехники отвечает главным трендам – кастомизации и локализации производства. Этому же способствует и развитие Искусственного интеллекта, машинного обучения и технической сенсорики. Робототехнические решения становятся более гибкими и безопасными, более доступными для среднего и малого бизнеса. Роботизация перестает быть прерогативой больших корпораций и крупных предприятий. У нас есть показательный пример небольшого предприятия.
По сути, это цех по расфасовке сухих строительных смесей. Спрос носит ярко выраженный сезонный характер. В сезон – загруженность 24/7, в межсезонье зачастую были простои. На предприятии трудилось 22 человека, из которых 18 – это грузчики. Работа, что называется «бери больше – кидай дальше»: нужно брать мешки с конвейера и укладывать на паллет. Так как предприятие находилось в районном центре, то вопрос персонала был непроходящей головной болью директора. Долго решался: все-таки стоимость не маленькая. Рискнул и поставил. В результате: на предприятии трудится 6 человек и никакой нервотрёпки. Робот укладывает мешки круглосуточно, не болеет, не устает и не требует повышения зарплаты. Окупился за полтора года.
Насколько имеет смысл разработки антропоморфных роботов? Есть ли запрос на их создание и от кого он больше исходит?
Когда мы слышим слово «робот» мы представляем себе именно антропоморфного робота. Считается, что человеку будет проще взаимодействовать с роботизированным помощником, если он будет походить на него. Поэтому фантасты предпочитали наделять роботов человеческой внешностью. Подобный внешний вид важен для сервисных роботов, роботов, которые призваны плотно взаимодействовать с человеком. Психологи утверждают, что человекоподобные роботы не просто меньше пугают людей, а наоборот, располагают к себе. Человеку проще взаимодействовать с ним, поэтому подобные роботы востребованы в сфере обслуживания, либо для решения маркетинговых задач. Как говорят в корпорации Kawasaki, при разработке проекта Kaleido – робота-спасателя, он должен оперировать в человеческой среде и эффективно взаимодействовать с объектами, которые человек создавал под себя, с особенностями строения человеческого тела.
Поэтому подобные проекты в большинстве своем развиваются либо военными, либо спасателями. Если посмотреть на историю развития робота Atlas от Boston Dynamics, то изначально это был военный заказ и поддерживался ими же.
Робот Фёдор – заказ министерства чрезвычайных ситуаций. Коммерческое использование подобных роботов не рационально по причине их крайней дорогивизны. Так, производство одного подобного робота обходится более чем в миллион долларов за единицу. Пока что не то, что потребительский рынок, но и рынок маркетинговых и рекламных услуг пока не может позволить себе подобные игрушки. Хотя все хотят и с нетерпением ждут.
Если говорить о самом большом рынке роботов -промышленности, то там антропоморфность не нужна. Как будет выглядеть робот в безлюдном цехе не важно, тем более что в подобных местах вообще не требуется освещение. Роботы могут работать и в полной темноте.
Насколько сложно находить инвестиции для проектов в робототехнике? Главный заказчик таких проектов – это государство?
Для привлечения инвестиций к робототехническим проектам действуют те же условия, что и для любого другого проекта или стартапа. Инвесторов прежде всего интересует, как быстро окупятся инвестиции и какую прибыль они могут принести. Если говорить о разработке промышленных роботизированных решений и технологий, то подобные проекты легко просчитываемы и понятны. И в них вкладываются сами предприятия, заинтересованные в разработке новых технологий. Проектом из этой категории можно назвать открытие технологического центра по промышленной робототехники, который мы реализовали совместно с Санкт-Петербургским Политехническим университетом и корпорацией Kawasaki. Технологический центр преследует несколько целей, одна из которых – исследования и разработка в области новых роботизированных технологий.
Если говорить о разработке самих роботов, то без поддержки крупных корпораций и государства не обойтись. Робототехника плотно связана с фундаментальной наукой и требует длительных исследований и отработки сотни, если не тысячи гипотез.
Каким вы видите приоритетное применение роботов в России? Где и в каких объемах?
Технический прогресс неумолимо ведет нас к тому, что с каждым годом роботов будет все больше в нашей жизни. Их уже много в окружающем мире, просто мы не задумываемся о том, что это роботы. Все мы просим Алису найти нужную информацию в Яндексе; в технической поддержке банков и операторов сотовой связи мы рассказываем роботам о своих проблемах и затруднениях и в некоторых случаях роботы даже помогают нам решить их; мы взваливаем все больше и больше опасной, трудной и монотонной работы на роботов.
По данным НАУРР (Национальная Ассоциация участников рынка робототехники) рынок промышленной робототехники ежегодно растет не менее чем на 16%, активно развиваются технологии беспилотного транспорта. По оценкам специалистов в ближайшие пять лет он может достигнуть 40 миллиардов долларов. Но для развития подобных проектов в нашей стране нам нужно избавиться от двух извечных бед: нужно поднять уровень водительской культуры и качество наших дорог.
Исторически сложилось, что источником развития промышленной робототехники долгое время оставалось автомобилестроение. Примерно 40% промышленных роботов установлено на предприятиях по выпуску автомобилей. Далее по степени роботизации идет электронная и радиоэлектронная промышленность, фармацевтика и пищевое производство. В разрезе производственных операций – сортировка и укладка, затем сварка и обслуживание станков.
По прогнозам динамика роста российского рынка должна сохраниться на уровне последних лет и быть в пределах 15-18%. Данные по прошлому году еще только формируются, но эксперты утверждают, что рост составил не менее 20% и более 2,5 миллиардов рублей. Правда пандемия 2020 года внесла свои коррективы и пока не понятно, как она отразится на развитии рынка. В любом случае, дальнейший промышленный рост невозможен без внедрения новых роботизированных решений и технологий. Если посмотреть на плотность роботизации, то перспективы в России очень хорошие. По данным 2018 года этот показатель составлял 5 роботов на 10 000 работников. Для сравнения у лидера – Сингапура, этот показатель равняется 831 единицам. Главное реализовать этот потенциал. Здесь нужна внятная и четкая государственная программа поддержки модернизации производств, разработки и внедрения новых робототехнических технологий.
Особенностью развития рынка промышленной робототехники является его лавинообразное развитие. Самым ярким примером является рынок Юго-Восточной Азии (Индонезия, Вьетнам, Малайзия и пр.), который постепенно рос из года в год, устанавливая несколько сотен роботов в год, а в 2017 году подскочил сразу на 300% и продолжает быть одним из самых быстрорастущих мировых рынков.
Связана ли робототехника с развитием ИИ, можно ли ожидать максимальной синергии процессов в этой области?
Вопрос, конечно, интересный. По большому счету все процессы взаимосвязаны, даже если эта связь и не очевидна. Конечно, успехи в развитии ИИ даст очередной толчок в развитии робототехнических систем. Промышленный робот, хоть и представляет из себя наиболее гибкую производственную систему, однако он все еще не настолько гибок, как человек. Технологии ИИ должны ликвидировать этот недостаток, особенно при использовании систем технического зрения или машинного обучения. Например, при сортировке робот может определить не только тип детали, но и выбрать наиболее удобную позицию, из которой можно поднять эту детали.
Компания Kawasaki тоже ведет разработки в этом направлении и на рынке представлено два продукта в основу которых положены технологии ИИ. Первая уже широко используется на собственных заводах – это система Successor.
Система успешно внедрена на покрасочных участках. Распознав новую деталь, робот подает сигнал оператору, чтобы обучиться новой программе. В следующий раз, распознав ее, робот запустить соответствующую программу покраски. Более того, эту информацию робот передает другим роботам, находящимся с ним в одной сети. Эта система позволяет на одной линии красить различные детали без дополнительного программирования, что сокращает время производственного цикла и повышает уровень кастомизации производимой продукции. С подобными системами робототехнический комплекс становится гибкой системой и одним обязательным условием для роботизации становится меньше. Большая тиражность уже становится не важна, вернее большой тираж теперь меняется на большой объем выпуска.
Другое решение помогает прогнозировать работу робота и прогнозировать необходимость его сервисного или технического обслуживания. Специальное приложение в режиме реального времени снимает данные о работе всех узлов и механизмов робота, анализирует их и прогнозирует оставшийся ресурс, возможные поломки и необходимые сервисные работы. Подобное прогнозирование позволяет предотвращать внеплановые остановки линий и экономить на простое.