Роботы: от фантастики к реальности

Роботы и пугают, и завораживают одновременно. Появившись более 100 лет назад на страницах чешской пьесы, в конце которой они устроили восстание, роботы регулярно становились героями фантастики, антиутопий и совершенно безобидных всем нам известным с детства произведений Кира Булычева ("Путешествие Алисы") или Евгения Велтистова ("Приключения Электроника"). Насколько авторы прошлого века угадали вектор развития робототехники в наше время?

Термин "робот" был впервые использован в пьесе Карела Чапека "R.U.R." в 1920 г.

Сейчас, больше века спустя, роботы стали частью нашей повседневности. Они работают в больницах, на заводах и даже в наших домах. У них могут быть разнообразные "тела" (промышленные роботы или домашние роботы-пылесосы), в случае умных домов их "телом" может быть весь дом, или они вообще могут не иметь физической оболочки, как боты в Интернете. За счет чего удался этот прорыв робототехнике? Давайте разберемся подробнее.

Рост интереса к роботам из-за демографического кризиса

Одна из причин роста интереса к роботам – демографический кризис в развитых странах. Стареющее население и недостаток рабочей силы подталкивают к поиску новых решений. Это важно нам, в России, потому что впереди нас ждет демографическая яма из-за падения рождаемости в 90-х. Уже сейчас не хватает рабочей силы для физического или низкооплачиваемого труда: водителей такси, курьеров, дворников и т.д. Роботы берут на себя часть подобных функций. В центре Москвы никого не удивишь роботами-доставщиками Яндекса, на подходе роботизированные беспилотные такси, которые проходят тестирование в московском районе Ясенево.

Яркие новости из области робототехники за последний год

В последний год мир робототехники был насыщен событиями:

• Tesla представила своего человекоподобного робота Optimus, который может ходить, работать и взаимодействовать с людьми;
• Boston Dynamics показала, как их роботы выполняют сложные акробатические трюки;
• Diligent Robotics создала робота Moxi, который помогает в больницах, работая с логистикой и общаясь с пациентами.

Все это свидетельствует о том, что роботы становятся умнее и адаптивнее. Заметим, что в основном это человекоподобные роботы. Но почему их делают человекоподобными? Дело в том, что подобные роботы могут использовать уже существующую инфраструктуру (транспорт, инструменты и др.), которую применяют люди. Роботы могут взять отвертку, открыть дверь или сесть в автобус. Это делает их невероятно гибкими и пригодными для выполнения различных задач. Такие роботы не требуют перестройки всего мира вокруг них.

Основные проблемы робототехники

1. Создание роботов, которые могли бы адаптироваться к любым обстоятельствам, как это делает человек, оказалось настоящим вызовом.

Со времени появления роботов их действия были четко запрограммированы. При этом программирование в робототехнике похоже на игру в шахматы: ты можешь предусмотреть множество ходов, но всегда найдется неожиданный фактор, который разрушает весь план.

Робот, который выполняет задачи на заводе, может быть идеально запрограммирован, но если его переместить в незнакомую среду, он теряет свою эффективность. Вот почему универсальные программы для роботов – это миф. Программы, написанные под конкретные сценарии, экономически невыгодны, за исключением специализированных роботов, которые работают в узких нишах.

Нам нужны роботы, которые могут обучаться, адаптироваться и развиваться, а не просто следовать строгому сценарию. В противном случае они застрянут в своих задачах, словно часовщик, который может починить часы, но не сможет придумать, как сделать их лучше. Нужно нечто большее, чтобы роботы стали частью нашего мира, а не просто дополнением к нему.

2. Создание массовых человекоподобных роботов сталкивается с проблемой "зловещей долины", известной из психологии. Когда роботы слишком похожи на людей, это вызывает у нас самих чувство дискомфорта. Слишком плавные движения или, наоборот, слишком резкие делают их пугающими. Создать робота, который был бы подсознательно приятен и не вызывал отторжения – важная задача для дизайнеров роботов.

Видели когда-нибудь, как робот ASIMO от Honda пытается подняться по лестнице? Эта картина напоминает движения младенца, который учится ходить: он балансирует, шатается, падает. Причина, по которой человекоподобные роботы еще не стали массовыми, кроется в технической сложности их производства. Во-первых, нужно имитировать сложные движения человека, а это требует большого количества сенсоров, приводов и вычислительных мощностей. Во-вторых, это дорого: каждый такой робот – произведение искусства.

Использование LLM и переход к Embodied AI

Вот здесь начинается магия. Модели крупномасштабного обучения (LLM, Large Language Model, большие языковые модели) позволяют роботам понимать мир через текст, изображения, видео, звуки и даже данные от сенсоров (Embodied AI).

Представьте, что робот может интерпретировать ваш голос и реагировать на ваши команды, не полагаясь на сложные алгоритмы. Теперь вы можете сказать роботу: "Принеси мне предмет того же цвета, что и меч Дарта Вейдера", и он поймет, что нужно взять что-то красное. Ведь LLM при создании обучаются на гигантских объемах данных, фактически на всех данных Интернета, поэтому робот изначально будет иметь базу знаний всего человечества.

LLM позволяют роботам не просто выполнять четкие закодированные команды, но и обучаться через понимание смыслов. Кроме того, роботы могут самостоятельно писать программы, что позволяет им буквально программировать самих себя.

Embodied AI – это технология, когда роботы "ощущают" свое тело и мир вокруг них. Они учатся не только через текст, но и через образы, звуки и тактильные ощущения, все это находится в едином пространстве смыслов. Например, Boston Dynamics создала роботов, которые могут чувствовать изменение наклона и удерживать равновесие на сложных поверхностях. Tesla использует сенсоры и камеры, чтобы роботы могли ориентироваться в трехмерном пространстве. Это позволяет роботам обучаться через взаимодействие с миром, а не только через написанный код.

Пример использования LLM в робототехнике: Figure 01

Компания Figure представила автономного робота-гуманоида Figure 01, который может работать в различных условиях. Он может вести полноценные разговоры благодаря интеграции с Open AI, может взаимодействовать с людьми и реагировать на запросы в режиме реального времени. Благодаря форме, напоминающей человека, он может пользоваться уже существующей инфраструктурой и работать с инструментами, используемыми людьми. Именно в этом направлении робототехника развивается сегодня, вдохновляя нас мечтать о будущем, где роботы будут нашими помощниками и друзьями. Несмотря на проблемы, которые еще предстоит решить (такие как "зловещая долина"), путь уже проложен и каждый день мы становимся свидетелями новых невероятных достижений в этой захватывающей области.