21 ноября 2000 года журналисты собрались в зале столичного отеля
«Синагава принс», чтобы принять участие в презентации робота SDR-3X
(Sony Dream Robot). Ждали чего-то необычного, но даже самые
подготовленные были потрясены, когда на сцену, приплясывая в такт
музыке, размахивая руками, притоптывая двумя ногами и покачивая телами,
вышли три робота, каждый ростом в полметра. Надо отметить, что это
представление проходило всего за два дня до открытия экспозиции ROBODEX
- первой всемирной выставки, посвященной роботам, предназначенным для
использования в быту.
Разработкой перемещающихся на двух ногах роботов (в Японии их иногда
называют гуманоидами) ученые Страны восходящего солнца занимаются уже
сравнительно давно. Исследовательская группа концерна Honda за день до
устроенной Sony презентации SDR-3X представила общественности свой
вариант - ASIMO (Advanced Step In Mobility), но успех Sony был просто
оглушительным, ведь от этой компании ждали нечто вроде
модифицированного варианта электронной собачки Aibo, а SDR-3X не просто
умеет ходить на двух ногах, он способен танцевать, балансировать на
качающейся доске для серфинга и даже принимать угрожающую позу бойца
каратэ, стоя на одной ноге! Робот распознает изображения и команды
голосом, способен ударить ногой по мячу и забить гол в ворота. Можно
представить, сколько удовольствия он доставит хозяину, если учесть, что
все продемонстрированные умения исполнены не доведенным до серии
прототипом!
Секрет повышенной мобильности SDR-3X основан на применении маленьких,
но мощных моторчиков (actuators), обеспечивающих роботу 24 степени
свободы в шейных, локтевых и ножных суставах (у человека в этих местах
- 40 степеней свободы).
В отличие от Sony, сделавшей упор на развлекательные функции, концерн
Honda ставил перед собой задачу наделения робота способностью к
транспортировке предметов. Изначально был выбран устойчивый вариант на
четырех колесах, однако опыт разборки завалов после разрушительного
землетрясения 1995 года в Кобе показал, что передвижение на двух ногах
повышает мобильность спасательных машин.
Разработку двуногих гуманоидов Honda начала в 1986 году. В 1993 году
был создан первый прототип P-1, спустя три года - P-2, управлявшийся по
радио, а в сентябре 1997 года - P-3 в человеческий рост (160 см, 130
кг). Он приобрел известность после того, как обменялся рукопожатием с
тогдашним премьер-министром КНР Ли Пеном, посетившим Японию.
Представленный публике в ноябре 2000 года робот ASIMO был 120 см в
высоту и весил 43 кг. Передвигается он ровными шажками и способен на
ходу менять направление, что обеспечивается технологией i-WALK,
смещающей центр тяжести робота к центру корпуса перед каждым поворотом.
Другие «гуманоидные» проекты включают в себя PINO, изготовленный
специалистами Японской корпорации науки и технологии (JSTC), HOAP-1,
рожденный в недрах Fujitsu Automation Co, и модель от Murata MFG. Co.
Это модели экспериментальные, не способные к самостоятельным мышлению и
действиям.
Стальные воротнички
Какими бы впечатляющими ни были успехи японских ученых в создании
«гуманоидов», нельзя упускать из виду и то, что в Японии накоплен
огромный опыт разработки промышленных роботов. В 1999 году в стране
было произведено промышленных роботов на 486,2 млрд. иен (3,9 млрд.
долларов). Половина из них ушла на экспорт. К началу 2000 года во всем
мире в цехах работало 742 тысячи роботов, из них 402 тысячи - на
предприятиях Японии. По численности «стальных воротничков» (так иногда
именуют промышленных роботов в отличие от «синих воротничков» - рабочих
и «белых воротничков» - ИТР) на втором месте после Японии стоят США с
92 тысячами роботов. Сферы применения промышленных роботов весьма
разнообразны - от сварки, покраски и сборки на конвейерах автомобильных
заводов до изготовления отдельных компонентов и деталей и
транспортировки грузов в цехах.
С точки зрения предпринимателя, термин «робот» применим к устройствам,
способным функционировать как человеческая рука, обладающим сенсорами,
позволяющими вступать во взаимодействие с окружающим миром, и имеющим
значительную степень автономности. При этом совсем не обязательно,
чтобы робот напоминал человека или часть человеческого тела.
Первой японской фирмой, разработавшей такого робота, была компания
Kawasaki Heavy Industries. В 1968 году она заключила соглашение о
сотрудничестве с американской фирмой Unimation и уже на следующий год
представила первый образец - Kawasaki Unimate 2000. Экономика Японии в
то время бурно прогрессировала, и многие экономисты рассчитывали на то,
что появление в цехах роботов сможет значительно повысить
производительность труда. И действительно, роботы стали быстро
осваиваться на предприятиях автомобильной, металлургической и
электронной промышленности.
В 1975 году в Японии побывала английская королева Елизавета. Одним из
пунктов программы визита было посещение завода Nissan в Мураяме.
Королева не смогла скрыть своего восхищения работой «стальных
воротничков», а также тем, что рабочие относились к трудящимся рядом с
ними роботам весьма дружелюбно, наделяли их ласковыми именами. Не было
ни малейшего намека на существование между ними какой-либо конкуренции.
Почему японские рабочие не видели в роботах конкурентов? Во-первых,
потому, что роботы заменили людей на самых вредных, тяжелых и опасных
участках производства. В то же время роботы часто выходили из строя, и
полностью рассчитывать на них было сложно. Во-вторых, на японских
предприятиях существовала общепринятая практика пожизненного найма,
поэтому рабочие были уверены, что в любом случае работа для них на
заводе всегда найдется.
С тех пор качество работы промышленных роботов заметно улучшилось. Они
стали выполнять большие объемы заданий, чем человек, к тому же более
качественно и стабильно. Но в постиндустриальном обществе,
формирующемся сейчас в Японии, увеличился спрос не на изделия массовой
продукции, а на штучные или малосерийные товары ручного производства,
носящие отпечаток индивидуальности творца. Это помогло сохранить
разумный баланс между «стальными» и «синими» воротничками.
Огромным стимулом к дальнейшему развитию роботехники служит проблема
старения населения страны. Уже в ближайшие годы будет ощущаться
острейшая нехватка рабочих рук, в том числе и для обслуживания самих
стариков. Министерство экономики, торговли и промышленности совместно с
несколькими университетами и научными учреждениями инициировало проект
разработки гуманоидных роботов. В рамках этого проекта специалисты
Honda как раз и создали образец робота Р3, способного передвигаться на
двух ногах и выполнять руками ряд операций. Действиями робота руководит
оператор, следящий за девятью экранами, на которые телекамеры,
установленные в голове робота, передают изображение. Предполагается,
что подобный принцип объединения усилий человека и робот позволит
решить проблему выполнения наиболее трудоемких операций. Вероятно,
таким же образом медик-оператор, находящийся где-нибудь в больничном
центре, сможет руками домашнего робота обслужить прикованного к постели
больного или немощного старика.
С чего все начиналось
Широкое распространение роботов и опережающий, по сравнению с другими
странами, прогресс роботехники в Японии обусловлен не только
достижениями технологии и проблемами старения общества. Здесь надо
учитывать и ряд культурных факторов, в том числе религиозных. В отличие
от стран с христианской философией, исходящей из того, что людей создал
Бог по своему образу и подобию и потому изготовление человекоподобных
машин априори греховно, у японцев существует принципиально иной подход
к понятиям живого, божественного и духовного. Примитивный анимизм, на
котором построена религия синто, наделяет душой многие явления и
предметы - ветер, деревья, водопады, камни, поэтому у японца, выросшего
на догмах синтоизма, одушевление машины не вызывает такого неприятия,
как у европейского или американского христианина любого толка. Если в
христианском искусстве робот чаще всего является олицетворением зла, то
в японском, особенно в мультфильмах, - это лучший друг и помощник
человека.
Надо ли удивляться, что прообразы нынешних роботов - механические
игрушки каракури нингё - появились в Японии еще в средние века. В эпоху
Эдо (1600-1868) страна была отрезана от остального мира, что
способствовало формированию в Японии уникальной национальной культуры.
Одним из проявлений этого процесса стало создание механических игрушек,
способных, например, подносить чай, нагонять прохладу веером, играть на
музыкальных инструментах, танцевать или спускаться по ступеням, делая
при этом сальто назад.
Примечательна в этом перечне фигурка мальчика с луком и стрелами
(юмихики додзи), выполненная мастером Хисасигэ Танакой (1799-1881).
Сидящий мальчик брал стрелу с подставки, накладывал ее на лук,
натягивал тетиву и стрелял. Самое любопытное - для столь сложных
последовательных телодвижений не использовались зубчатые колеса,
передачи и прочие изобретения западной техники. Все действия
совершались благодаря натянутым внутри корпуса игрушки струнам. Если
механические шестерни способны обеспечить точность каждого движения, то
в зависимости от уровня натяжения струны мог получиться принципиально
иной результат. В этом и состояла вся прелесть игрушки. Хозяин и гости
могли с интересом следить за действиями фигурки, споря, попадет ли он
данным выстрелом в цель. Две, три стрелы летели мимо, и, наконец (после
очередной тщательной регулировки), цель бывала поражена! То есть
игрушка была так человечна со своими ошибками, старанием и достижением
победы. Способность время от времени ошибаться, присущая и человеку,
изначально заложена и во многие другие каракури нингё, в этом их
принципиальное отличие от неизменной в своем механическом постоянстве
западной игрушки.
К этому стоит лишь добавить, что из мастерской, созданной в свое время
мастером Танакой, в более поздний период сформировалась корпорация
Toshiba. Кроме Хисасигэ Танаки, в стране было немало и других известных
мастеров, работавших в жанре каракури нингё, например Бэнкити Оно,
Тобэй Кунитомо. Их произведения носили не только камерный характер -
для развлечения детей и посетивших дом гостей. В дни больших праздников
в некоторых храмах устраивались целые представления механических
игрушек, а на улицы выкатывали повозки, на которых тут же
разворачивалось какое-нибудь несложное действо в жанре каракури.
Лает, но не кусает
В каком-то смысле робота-собачку Аибо, выпущенную в мае 1999 года на
потребительский рынок компанией Sony, можно считать усовершенствованным
экземпляром каракури нингё. Собачка способна узнавать хозяина,
передвигаться, смешно ковыляя на четырех лапах, выражать различные
эмоции. Первая партия этих автономных домашних роботов (3 тысячи штук)
была распродана в Японии мгновенно - всего за 20 минут, несмотря на
достаточно высокую цену (2500 долларов). Чем был вызван этот ажиотажный
спрос? Как отмечают специалисты, Аибо не только игрушка, это существо с
определенными личностными характеристиками, зачастую действующее по
какой-то своей логике. Робот Аибо можно сравнить с зеркалом, в котором
отражается настроение и эмоциональное состояние хозяина. Электронная
собачка готова грустить или веселиться вместе с человеком, требуя от
него к себе внимания и заботы.
Отмечено, что этот робот служит великолепным «лекарством» для людей,
особенно детей, страдающих от одиночества. Аибо гигиеничны и безопасны,
поэтому администрация многих детских больниц охотно приобретает этих
роботов для своих пациентов. И процесс выздоровления детей в таких
больницах, по общему мнению, заметно ускоряется. Любопытно, что столь
же благотворное воздействие эти игрушечные роботы оказывают и на
пожилых людей. Многие владельцы Аибо считают этого робота полноправным
членом семьи. Недаром мастерские по ремонту этих игрушек именуются
«Клиники Аибо», где собачек не чинят, а лечат.
Как говорится, лиха беда начало! Вслед за роботами-собачками на
прилавки магазинов хлынули и другие игрушки. Огромной популярностью у
детей пользуется, например, Паро - робот-тюлень. Он имеет 60 см в длину
и весит 3 кг. Паро, откликаясь на человеческий голос, хлопает глазами,
разевает рот, делает разнообразные телодвижения, демонстрируя свою
привязанность к хозяину и целую гамму эмоций. А фирма OMRON создала
робота-кошку Тама, способную довольно урчать, когда ее гладят по
голове, или сердито шипеть на ударившего.
Пока эти домашние роботы-игрушки не различают словесных команд. Они
реагируют скорее на тональность голоса, нежели на содержание. В
конечном счете их реакция будет одинаковой, на каком бы языке к ним не
обратились - на японском, английском, китайском или русском. Но сейчас
ученые работают над новыми программами, позволяющими роботу, как
младенцу, накапливать словарный запас, обучаясь в процессе общения с
человеком. Это позволит не только расширить возможности интерактивного
общения с игрушкой, но и поможет формированию совершенно уникальной
индивидуальности каждого из таких роботов.
Конкурсы роботов
Смысл создания робота заключается не только в конечном результате -
возможности продать этот товар или установить его в цехе. На это,
естественно, нацелены многие исследовательские лаборатории при
электронных и электротехнических корпорациях. Но для многих
конструкторов-любителей (а немалое число их приходится на студентов и
даже школьников) вся прелесть заключается в другом - в возможности
выставить свое детище на очередном конкурсе роботов. Такие конкурсы
проводятся в стране с 1990 года. Первые из них проходили под эгидой
телерадиовещательной корпорации NHK. Теперь робоконкурсы (Robocon)
проводятся как минимум 20 раз в год, не считая отборочные соревнования
на городском и префектуральном уровнях. В каждой номинации - свой
конкурс. Например, чей робот победит на боксёрском ринге или в схватке
по правилам борьбы сумо? Какой робот проявит наибольшую прыткость в
забеге или проявит лучшие деловые качества в безвоздушном пространстве,
с прицелом на работу в космосе? Например, в соревнованиях по сумо
каждый раз участвует до 4 тысяч агрегатов. Следить за событиями на этой
арене помогает специализированный журнал Robocon Magazine.
С любопытством читатели этого журнала следят и за ходом претворения в
жизнь проекта «Робо-Кубок» (RoboCup). Его авторы поставили перед собой
амбициозную задачу - вывести в 2050 году на поле команду
роботов-футболистов, способную в рамках Кубка мира разгромить все
человеческие команды. Технически это вполне возможно, признают
специалисты-роботроники. Правда, победители так и не смогут в полной
мере оценить вкус победы, потому что в интеллектуальном и эмоциональном
плане они вряд ли сумеют приблизиться к уровню человека.
А японские юристы между тем задумываются о необходимости приведения
национального законодательства в соответствие с нынешним и завтрашним
уровнем развития робототехники. Например, если робот нанесёт какой-то
ущерб человеку, то кто будет в ответе: хозяин робота или
компания-производитель, не заложившая соответствующих ограничителей в
его программу действий? Репутация японских роботов, в частности
промышленных, и так небезупречна. Несколько лет назад робот убил
наладчика. Дело в том, что в цехе, где работали роботы, произошло
короткое замыкание. Радиосигнал, порождённый искрой, замкнул контакты,
и остановленный для осмотра робот обрушил свою клешню на человеческую
голову. Пока это единичный случай, но все ли предусмотрено, чтобы
защитить человека от робота? Тем более что робо-люди теперь все чаще
контактируют с человеком - в больнице, на выставке и даже дома.
21 ноября 2000 года журналисты собрались в зале столичного отеля
«Синагава принс», чтобы принять участие в презентации робота SDR-3X
(Sony Dream Robot). Ждали чего-то необычного, но даже самые
подготовленные были потрясены, когда на сцену, приплясывая в такт
музыке, размахивая руками, притоптывая двумя ногами и покачивая телами,
вышли три робота, каждый ростом в полметра. Надо отметить, что это
представление проходило всего за два дня до открытия экспозиции ROBODEX
- первой всемирной выставки, посвященной роботам, предназначенным для
использования в быту.