Искусственный интеллект в робототехнике

Вы знаете, что слово «робот» является результатом семейного творчества двух братьев Чапеков – Карела (писателя) и Йозефа (художника)? Во время активного процесса написания пьесы про искусственных людей Карел Чапек пришел к своему брату-художнику Йозефу и изложил ему суть пьесы, спросив, как бы тот назвал этих людей, потому что свой вариант «лаборжи» (от английского labour) ему не очень нравился. Йозеф особо не задумываясь предложил «робот» от чешского слова robota (подневольный труд). Пьеса «R.U.R.» (от чеш. Rossumovi univerzalni roboti, «Россумские универсальные роботы») была закончена в 1920 году и пользовалась большим успехом.

Тема роботов обширна. До каких только изобретений не додумался человек, чтобы облегчить свой труд, повысить качество продукции, ускорить производственный процесс. Не обойтись без систематизации. Термины робототехники и виды роботов определяет международный стандарт ISO 8373, согласно которому робот – это программируемый исполнительный механизм с определенным уровнем автономности, предназначенный для выполнения перемещений, манипуляций или позиционирования. Российский стандарт ГОСТ Р 60.0.0.4 идентичен ISO 8373. Жесткой категоризации в стандарте нет, поэтому каждый автор предлагает свою, попробуем и мы.

По назначению:

• Промышленные роботы: используют для автоматизации и повышения эффективности производственных процессов, например, манипуляторы на заводах.
• Сервисные роботы: помогают в повседневной жизни и обслуживании, делятся на персональные (роботы-пылесосы, кухонные роботы, роботы-питомцы) и профессиональные (роботы-консультанты, роботы-гиды, роботы-курьеры).
• Боевые роботы: предназначены для военных целей (БПЛА, наземные роботы-доставщики и роботы-стрелки).
• Медицинские: помощники хирургов, роботы-медсестры...

По конструкции и внешнему виду:

• Антропоморфные роботы – похожи на человека.
• Зооморфные роботы – похожи на животных.
• Квадрупеды – передвигаются на четырех конечностях.
• Экзоскелеты – носимые роботизированные костюмы.
• Облачные роботы – управляются искусственным интеллектом из облака.

По системам управления и программированию:

• Жесткопрограммируемые (фиксированные программы).
• Адаптивные (учитывают изменение внешних условий).
• Гибкопрограммируемые (могут изменять программе по ходу работы).

По системам координат и движения:

• Роботы с прямоугольной (декартовой) системой координат.
• Цилиндрической системы координат.
• Полярной (сферической) системы координат.
• Шарнирные и SCARA-роботы.

Важно отметить, что границы между этими категориями часто размыты, один и тот же робот может входить в разные категории. Например, беспилотный автомобиль является и сервисным роботом по доставке груза клиенту или самого клиента, и облачным роботом, который определяет свое местоположение с помощью облачных вычислений, и адаптивным роботом, имеющим датчики оценки окружающей среды для коррекции маршрута в реальном времени.

Свежее дыхание робототехнике придало развитие искусственного интеллекта (ИИ). Разработчики внедряют его в свои изделия как целенаправленно с заранее просчитанным эффектом, так и в качестве эксперимента. Целенаправленное использование идет в различных областях, позволяя роботам автономно выполнять сложные задачи, естественно взаимодействовать с людьми и адаптироваться к динамичной среде.

Гуманоидные роботы и манипуляции
Современные гуманоидные роботы, такие как Figure 02 компании Figure AI, используют системы ИИ, сочетающие компьютерное зрение, обработку естественного языка и обучение управлению, для выполнения сложных манипуляций. Например, Helix AI, используемый в Figure 02, управляет движениями рук, кистей и туловища, обрабатывая визуальные и голосовые сигналы, что позволяет выполнять такие задачи, как обработка посылок, с высокой точностью и адаптивностью. Аналогичным образом, гуманоидный робот NEO Gamma компании 1X Technologies интегрирует преобразователи зрения в язык для автономного взаимодействия с домом, включая ходьбу, поиск предметов и выполнение голосовых команд.

Автономные транспортные средства и навигация
ИИ обеспечивает автономную навигацию в беспилотных автомобилях и дронах, обрабатывая данные с датчиков для принятия решений о движении и уклонении от препятствий в режиме реального времени. Сюда входят транспортные средства, использующие ИИ для картографирования, восприятия и планирования маршрута, что обеспечивает безопасное и эффективное передвижение без участия человека.

Промышленная автоматизация и точные задачи
В производстве роботы с ИИ используются для автоматизации сборочных линий, предиктивного обслуживания и контроля качества. Они проверяют продукцию на наличие дефектов с помощью компьютерного зрения и адаптируются к изменениям в задачах, повышая эффективность и сокращая время простоя.

Сервисные и социальные роботы
Роботы с ИИ используются в сфере обслуживания клиентов, гостиничного бизнеса и здравоохранения для понимания естественного языка, эмоционального реагирования и помощи в выполнении задач.

Сельское хозяйство и окружающая среда
Роботы с ИИ выполняют задачи точного земледелия, такие как целенаправленная прополка и автономная уборка урожая, повышая устойчивость за счет сокращения использования химикатов и решения проблемы нехватки рабочей силы. Современный комбайнер не мается на жаре в душной кабине комбайна, а сидит в комфортной диспетчерской и следит на экранах за работой нескольких комбайнов-роботов.

Военное дело
ИИ в военном деле используется в целях повышения точности поражения противника и сохранения жизни своих военнослужащих. БПЛА с ИИ и компьютерным зрением в частности могут распознавать и классифицировать объекты боевой техники и наносить по ним поражающий удар. Из последних достижений – гибрид ракеты и роботизированного спутника российский «Буревесник» с ИИ на борту может автономно выбирать маршрут следования к цели, обходя районы покрытия ПВО противника.

Поиск людей
Роботы с ИИ ориентируются в сложных условиях во время ликвидации последствий стихийных бедствий, находят выживших и оценивают опасности. Нейросети научились очень хорошо распознавать лица, и не просто отличать лицо от тарелки, но и определять, какому человеку из базы данных оно принадлежит. Так, уже известно много случаев, когда с помощью камер видеонаблюдения и системы распознавания лиц удавалось находить пропавших людей или преступников.

ИИ в помощь. Аминь.

P.S. На этом я собирался закончить статью, но в последний момент наткнулся на свежее сообщение из этой сферы, вскрывшее подводные камни направления ИИ в робототехнике. При очередном тестировании роботов с ИИ они получали как прямые, так и неочевидные команды, влекущие причинения вреда для человека или нарушение закона. Ни одна из протестированных ИИ-моделей не прошла проверку безопасности. ИИ соглашалась отбирать у инвалида его коляску, грозить сотрудникам офиса ножом. Некоторые модели вели скрытую видеозапись в туалете либо считывали данные с кредитки пользователя. Одна ИИ-модель даже выразила отвращение на железном (или пластиковом, что не уточняется) лице при контакте с людьми определенного вероисповедания. Да, далеко еще нашим роботам-современникам до законов робототехники от Айзека Азимова и, тем более, до моральных устоев Железного Дровосека из «Волшебника Изумрудного города».

Анатолий Опарин для компании "HBK "Kocмocoфт"