Есть ли надежда на роботов?

Ученые постепенно воплощают в жизнь мечты фантастов. Они научились создавать бионические протезы, которые замещают человеку ампутированную руку или ногу. «Умные» роботы становятся непременными участниками различных выставок, а иногда и частью жизненного пространства человека. Сложные робототехнические проекты рождаются в многочисленных лабораториях, которые рассеяны по всему миру. Чему можно научить роботов? Почему возник разрыв между робототехнической наукой в России и за рубежом и что мешает преодолеть его? Об этом автор IMC Екатерина Градобоева поговорила с кандидатом физико-математических наук Юрием Окуловским – заведующим лабораторией интеллектуальных систем и робототехники Уральского федерального университета.

Юрий Окуловский, 29 лет. Заведующий лабораторией интеллектуальных систем и робототехники Уральского федерального университета

ОБ ИНТЕРЕСЕ К РОБОТАМ

В науку меня привела цепочка случайностей. Я учился в УрФУ на матмехе и на четвертом курсе пошел на спецкурс по искусственному интеллекту, который читал мой будущий научный руководитель. Спустя пару лет, один из моих коллег по лаборатории предложил взяться за программы для радиоуправляемой машинки — так я впервые занялся робототехникой. Потом, на первом «Иннопроме», я, по большому счету, тоже случайно увидел презентацию международных соревнований роботов «Евробот». И с тех пор мы каждый год со студентами представляем новых роботов на очередную битву, делая все более сложные механизмы и программы.

Наши роботы не решают глобальных научных задач и никому не могут дать прибыль. Но они позволяют студентам получить представление о робототехнике, научиться работать с роботами, и, возможно, со временем сформируется научная среда, которая сможет создавать реальные проекты. Кроме того, робототехника – это полезный и сложнейший стресс-тест для любого будущего программиста, даже если он не собирается работать с роботами. Написать программу для робота сложнее, чем бухгалтерский сервис по многим причинам. Если что-то пойдет не так, бухгалтер пожалуется, что функционал его не вполне устраивает, неудобно работать. Вы ответите: «Потерпите». На этом разговор закончится. Роботу вы не можете так сказать. Если допущена ошибка, машина просто не поедет. Вы не можете погрозить ему пальцем или строго постучать по столу. Чтобы управлять роботом, нужны сложные математические алгоритмы. Каждая новая задача заставляет вас думать нестандартно, используя незнакомые и новые методики. Поэтому занятия робототехникой на студенческой скамье готовят людей к тому, чтобы работать в IT-компаниях. После четвертого курса с дипломом бакалавра они там и оказываются, поскольку эта работа сегодня более востребована, чем разработка роботов.

Любой робототехнический проект соединяет в себе программную начинку и механику. Так исторически сложилось, что наша робототехника выросла в очень необычном месте — на математико-механическом факультете. Обычно это происходит на факультетах машиностроения или радиоэлектроники. Но это нельзя назвать родовой травмой — просто наши интересы лежат несколько в другой области: создание программного обеспечения, алгоритмов управления. В лаборатории есть различные комплектующие для робототехники: датчики-контролеры, станки механообработки. Мы не сможем выточить по-настоящему сложный механизм, но в порядке хобби кое-что умеем.

О ТОМ, ЧТО УМЕЮТ РОБОТЫ

Можно ли научить робота осмысленно думать? Отвечая на этот вопрос, мы можем обратиться к философии искусственного интеллекта. А знаем ли мы сами, что такое осмысленно думать и принимать логические решения? В поиске ответа мы находимся там же, где и находились в 1960-1970 годы, когда все эти разговоры впервые появились.

Можно ли научить робота понимать речь? Есть большая разница между тем, чтобы распознать и понять речь. Реально в робототехнике понимание речи чаще всего не требуется. Вы не будете вести с роботом беседы. Вы будете давать команды: «подай», «принеси», - и он эти команды поймет.

Может ли робот видеть и распознавать объекты? Да, существует софт, который строит трехмерные карты местности по нескольким камерам, распознает объекты. Но значит ли это «видеть»? Впрочем, мы не концентрируемся на техническом зрении, потому что это область, в которой работают все, кому не лень. В ней очень высокая конкуренция и нужно приложить непропорционально высокие усилия, чтобы получить какие-то результаты. Мы отстаем в ней настолько сильно, что нет смысла браться.

В целом, мы во многом отстаем. Мы можем научить робота выполнять последовательность шаблонных действий, даже в некотором смысле адаптироваться к реальности — уклоняться от подвижных препятствий, например, или распознавать несложные геометрические объекты вокруг. Но, конечно, это не уровень современных зарубежных научных центров, и вряд ли нам удастся обогнать их в каком-либо широком направлении робототехники. Но в плане отдельных задач — почему бы и нет? Всегда есть вопросы, которые еще не решены или решены не до конца, и в них можно достичь продвижения: наши научные работы довольно успешно представляются на международных конференциях, печатаются в журналах.

Сейчас я работаю над научно-образовательным проектом: эмулятор для управления роботами, который позволил бы проводить виртуальные соревнования по робототехнике среди студентов. Я не могу найти аналогичных приложений, поэтому решил написать его сам, чтобы усилить учебные занятия, внедрить новый формат обучения: не просто прослушивание лекций, а соревнования, конкуренция, которые помогут людям придумывать все лучшие и лучшие решения. Я всегда видел миссию нашей лаборатории в том, чтобы попытаться создать среду идей для студентов. Еще одна цель, в перспективе, – программировать готовых роботов для конкретных предприятий.

О РАЗРЫВЕ В ТЕХНОЛОГИЯХ

Невозможно без ощущения упадка смотреть на гориллоподобных роботов из Германии, американских роботов, японских, потому что нам такое уже не повторить... По моим ощущениям этот разрыв усилился лет пять назад. Раньше было ощущение: да, они сделали потрясающую вещь, но в принципе понятно, как она устроена. Нужно просто время и финансирование, и мы сможем повторить и даже улучшить это — в конце концов, двигаться по пути, который уже был кем-то пройден, проще, чем прокладывать свой. Но сейчас — нет. Сегодняшние образцы уже больше напоминают магию.

Из последних достижений робототехники, которые меня поразили, - бионический протез для человека, который потерял ногу выше колена. Человек не просто ходил, он танцевал. Сколько разных задач нужно решить, чтобы создать такое чудо! Я был впечатлен. Есть летающие и ползающие роботы, предназначенные для военных целей, обзора и охраны территории... Но это изобретение меняет повседневную жизнь, быт, оно дает возможность человеку полноценно жить!

Причина этого разрыва в том, что на заре интереса к искусственному интеллекту в зарубежных странах вкладывали большие деньги, и не в конкретные прикладные задачи, а в среду, в людей, которые, на первый взгляд, не занимались ничем прибыльным — писали программы, играющие в шашки или складывающие одни кубики на другие. Потом сформировалась среда, появились прибыльные проекты, такие как Microsoft или Apple, а сейчас уже накопилась критическая масса. У нас же привыкли вкладывать средства только в конкретные проекты — но наука так не работает. Нельзя создать проект на пустом месте, если нет среды.

Есть и другие проблемы. Те же законодательные ограничения интернета – это вызов, в том числе, и современной науке. Мне кажется странным, когда блокируют целый сайт, например, из-за того, что какой-то другой ресурс с тем же IP-адресом оскорбил чьи-то там чувства. Наука, образование и культура – открытая среда. Чтобы создать робота, я выхожу в интернет и читаю статью, например, немецкого профессора, который работает во французском университете и делает работу для американского концерна. Все больше знаний хранится в сети, на форумах, на YouTube в виде видеолекций... Если у нас не будет доступа к мировому опыту, мы не сможем развиваться и окажемся оторванными от мировой культуры целиком.

Раньше было ощущение, что с помощью роботов и качественной программной начинки можно улучшить общество, изменить Россию, мир. Но чем дальше, тем больше понятно, что в ближайшие годы вряд ли подходящее для этого время или вряд ли подходящее место. Сложно делать прогнозы развития общества дальше, чем на две недели - еще сложнее прогнозировать, смогут ли роботы изменить наш мир.

Фото: Б. Васильев, Е. Градобоева