Роботы — от автоматонов до андроидов киборгов

Роботы — от автоматонов до андроидов киборгов

Мечты о роботах, которые заменят людей в их трудовой деятельности, сопровождают человека по жизни на протяжении целых тысячелетий. Но действия человека, направленные на облегчение труда людей с помощью различных устройств, занимают в истории человечества гораздо большее место.

Древние мечтатели

В древности, за неимением технологий, стремились создать выполняющих определённые функции механические существа, которые смогут заменить людей. Так, по легенде, горе к ослеплённым знаменитого города Сивы царь Кадз, засевая землю зубами убитого им Дракона, из которых вырастали «войны-солдаты» (механические), не знающие усталости и страха, которые быстро за царя и любое время. Первые механические фигуры применялись в мачте греческого острога, где устанавливались театре подвижные фигуры. Один день блестки на солнце и поворачивались, а ночью освещались и подавали звуковые сигналы морякам. В отличие от греков, арабы знали толк в автоматике, поэтому ученый Аль-Джаззари создал механический карьер из музыкантов, играющих для правителя на разных инструментах.

Роботы — рыцари и астронавты

В 1950 году в дневниках Леонардо да Винчи находят чертеж робота в доспехах рыцаря, его дизайн выдержан в идеальных пропорциях знаменитого Витрувианского человека да Винчи. Уже в 1495 году робот должен был, по мнению изобретателя, имитировать человеческие движения (сидеть и сгибаться, двигать коленями и локтями). В Европе в 16–18 веках процветало веке популярны механические персонажи типа механического «кивочного монаха», который мог гнуться, ударять себя в грудь, кивать и целовать свой крест. В музее Штутгарта можно увидеть автомата южнонемецкой руки, напоминаящего куклу орла или совы, способных петь и читать предложения. В 1927 году американец Уэли Уэслим продемонстрировал первого помощника по дому робота Телесекса, который управлялся по телефону и включал свет или электропитие в доме. Через 10 лет американский робот Elekto уже ходит и выполняет более 20 действий, а отдельный мотор во рту помогает роботу надувать воздушные шары и крутить.

В последнее время появляются первые механические манипуляторы, которые позволяют оператору, находящемуся в безопасном месте, управлять перемещением и утилизацией радиоактивных отходов. В 1968 году японская Kawasaki первого собирает промышленного робота до американской лицензии. С 80-х годов производство роботов становится коммерчески определённым, а Япония становится бесспорным лидером в мировом экспорте роботов.
В СССР разработка носит скорее опытно-экспериментальный характер. Так, в «Обнинске» создают мобильного робота для захоронения взрывчатых веществ, а впервые роботы появились в Челябинске для утилизации радиоактивных отходов. В России в 2007 году появился робот-манипулятор, на нём учатся школьники. В 2011 году американским астронавтом во время астронавтом тестируется Робонавт-2 весом 150 кг. Робот представляет собой безного человекоподобную фигуру с большим экраном на голове, которая отображает эмоции. Внутри Робонавта находится мощная вычислительная система из 38 процессоров, а на спине размещаются розетки с энергетическими системами.

Два брата-чеха Карел и Йозеф Чапек в 20-х годах XX века придумали Робота. Из дневников и мемуаров писателя Карела следует, что во время написания пьесы он никак не мог решить, как назвать механических рабочих одним коротким словом.

Первый вариант — производное от английского Labour — казался ему слишком замысловатым. Художник Йозеф, не относя к мольберту, в шутку предложил брату название Робот, по примеру сельского и мужского славянских Работарь, а робот — подневольный труд. В 1921 году пьеса «R.U.R.» — Россумские универсальные роботы была поставлена в Пражском национальном театре и рассказывала о восстании механизмов на фабрике прогрессивного промышленника Россума. Вырисованные роботы Чапека были похожи на современных андроидов.

Сам драматург в своей пьесе определял их следующим образом: «Роботы – это люди, но они механически совершенные нас. Они обладают невероятно сильным интеллектом, но у них нет души». Умные роботы, как это водится у писателей-фантастов, взбунтовались, вышли из-под контроля и занялись уничтожением своих создателей. Так Чапек своей пьесой впервые показал миру, что создание человекоподобных и превосходящих по интеллекту роботов может нести как пользу, так и угрозу человечеству. Несмотря на это, его пьесу часто считают манифестом осознанной робототехники — созданию роботов во имя добра, а в современности существует даже Лига гуманности, которая борется за права роботов.

Законы робототехники и этика роботов

В 1923 году Исаак Юдович Азимов, известного всему миру американского писателя-фантаста как Isaac Asimov (Айзек Азимов), уроженец села Петровичи Смоленской губернии родителям-емигрантам из американский Бруклин.

В 1939 году Азимов публикует свой первый рассказ о роботе, а в 1941 году в рассказе «Лжец» появляется робот, читающий мысли читает мысли и упоминающие о «роботике» (робототехника, наука о роботах). В 1950 году появляется сборник рассказов писателя «Я, робот», в котором публикуются «Три закона робототехники» — обязательные правила поведения для роботов.

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

3. Робот обязан заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам.

Далее эти законы появляются на ТВ и в кино, в суперкультильмах «Терминатор» в лице Арнольда Шварценеггера периодически цитирует «Три закона робототехники» Джону Коннору, призванному спасти мир от будущих роботов-завоевателей.

В 1986 году в романе «Роботы и Империя» Азимов предлагает нулевой закон:
0 . Робот не может причинить вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был причинён вред.

В 2016 году американский профессор-юрист Марк Ротенберг выдвигает уже четвёртый и пятый законы робототехники:

4. Робот должен открыто идентифицировать себя.
5. Робот должен быть способен публично обосновать свои действия.

Лига гуманности Карла Чапека и законы робототехники стали концепциями-манифестами взаимоотношений между роботами и людьми, а бурное развитие робототехники обозначило необходимость законодательного и этического регулирования этих отношений. На законы Азимова ссылаются даже депутаты Европарламента в своей резолюции от 16 февраля 2017 года «Нормы гражданского права в робототехнике». Не забыты в резолюции и Карл Чапек со своей пьесой про роботов и «Франкенштейн» Мэри Шелли, а также греческий миф о Пигмалионе и о Галатее и легенда «Как раввин Лев создал Голема». В Европарламенте сочли логичным сначала дать определения понятиям «робот» и «искусственный интеллект», затем роботов классифицировать, принять для них ряд законов и даже ввести общероссийскую регистрацию.

Другую тенденцию — расширение толкования законов робототехники — продемонстрировала в 2016 году генеральный директор Microsoft Сатья Наделла. Она представила свои десять законов искусственного интеллекта, основная аксиома которых: человек отвечает за решения любого робота, пусть даже наделённого искусственным интеллектом.

Применение роботов

По стандартам Международной федерации робототехники, роботы делятся на два класса: промышленные и сервисные (для сферы услуг). В Китае сейчас бум промышленных роботов, Америка лидирует по производству сервисных роботов и их потреблению, а Россия только начинает гонку за лидерами робототехники.

Складские

В лидерах по использованию сервисных роботов — логистика (удельный вес составляет более 60%). Наглядным примером служит лидер интернет-торговли Amazon, на складах которой трудятся роботы-укладчики, сортировщики, погрузчики и другие механизмы. В среднем складской робот выполняет определённую операцию за 15 минут там, где человек затратил бы условный час.

Военные и спасательные

Наиболее перспективным решением этого вопроса является замена роботами солдат на поле боя. Активные разработки в данном направлении ведут во многих странах, но лидером пока являются США. Роботы ещё не летают, но уже успешно обезвреживают мины, проводят разведку и наблюдение. Спасательные роботы участвуют в пожаро­тушении и на объектах с повышенным радиационным фоном.

Справочные

Появляются коммуникативные роботы для работы в общественных местах, например в торговых центрах и офисах банков. За последние годы известной становится Sophia, которая может распознавать речь и отвечать на основные опции, а также анализ данных из интернета. Aiko Chihira из Toshiba в 2014 году даже поработала пару недель консультантом в торговом центре в Токио. Пока же все справочно-коммуникативные роботы являются лишь концептами будущего, поскольку они нерационально дороги для их коммерческого применения.

Медицинские

Пока основным и оправданным способом использования роботов в медицине являются лапароскопические операции при хирургическом лечении урологических и гинекологических заболеваний. Так, в Великобритании уже несколько лет хирургические роботы Da Vinci используются для лечения рака предстательной железы.

Бытовые

Бытовые роботы еще не стали массовым явлением. Из коммерческих успешных проектов активно продвигаются только роботы для уборки помещений. В 2007 году Билл Гейтс в своей статье «Робот в каждом доме» предсказал большое будущее бытовым роботам.

Образовательные и развлекательные

Одна из самых известных и продвинутых роботоплатформ — Lego, на которой идет начальное обучение робототехнике уже с дошкольного возраста. В России сейчас активно развивают образовательную платформу и федеральную сеть центров робототехники Кванториум, где целенаправленно занимаются обучением школьников и студентов. Формат занятий подразумевает сочетание подачи образовательных материалов в игровой форме и состязательный аспект обучения.
Также пытаются использовать и для развлекательных мероприятий. В 2010 году в Китае прошёл первый Олимпийский турнир по роботам. Лучше всего роботы занимались гимнастикой, танцами, футболом и лёгкой атлетикой, в аустаскейде по навыкам оказался боксер.

Промышленные роботы

Самая многочисленная и коммерчески используемая группа роботов во всём мире. В одном из российских учебников по робототехнике эксперты приводят выгоды использования промышленных роботов:
• работают 24 часа в сутки
• не болеют, им не нужен отдых, отпуска и выходные
• не жалуются, не требуют повышения заработной платы и не «вынюхивают мозг начальнику»

Лидеры по роботам

В сентябре 2019 года Международная федерация робототехники представила обзор рынка робототехники. Почти две трети промышленных роботов используются в автопромышленности и производстве электроники. Перспективными признаны также металлообработка, сельское хозяйство, атомная промышленность, судо- и самолетостроение и добыча полезных ископаемых.

Азия сохраняет первое место по продажам промышленных роботов, Европа на втором, а американцы занимают третье место. В 2018 году на 10 тысяч сотрудников предприятий в мире приходилось в среднем 99 промышленных роботов: из них в Европе — 114, в Америке — 99, в Азии и Австралии — 91.

1 октября 2019 года исполнилось 70 лет с образования Китайской народной республики, которой СССР активно помогал в послевоенное время. Советские специалисты построили около 160 промышленных объектов, а китайские товарищи получали из СССР передовые технологии. В Китае этот этап назвали «большим скачком», который послужил началом развития промышленного производства. За 70 лет изменилось многое — Китай наряду с Америкой стал ведущей промышленной державой мира, а Россия до сих пор остаётся в аутсайдерах, как по производству, так и по внедрению роботов в производство. По российским заводам трудится в среднем 5 роботов на 10 тысяч работников против 99 роботов по рынку промышленно развитых стран.

40% российских роботов заняты на сборочных производствах мировых автоконцернов, где всевозможная глобализация диктует быструю сборку и переналадку производственных линий. Наиболее высокая динамика по внедрению роботов и АСУТП в машиностроении и металлургии. В 2019 году в российском университете «Иннополис» посчитали, что для того чтобы догнать по робототехнике первую пятёрку — Китай, Японию, США, Южную Корею и Германию, нужно 132 млрд рублей.

Но мировая история показывает, что одних финансов для качественного скачка недостаточно: необходима полномасштабная государственная программа и понимание экономической целесообразности внедрения роботов в производство. Пока же только отдельные предприятия с технически продвинутыми владельцами и руководителями внедряют роботов и АСУТП на своих предприятиях — они и останутся на конкурентном рынке XXI века.