Известный ранее под названием "Аватар", робот получил новое имя - FEDOR - Final Experimental Demonstration Object Research (Финальный экспериментальный демонстрационный объект исследований) и новую профессию. Теперь он будет не только спасать людей из-под завалов, но и летать в космос.
Разработка робота "Аватар" в рамках проекта "Спасатель" началась в 2014 года. В декабре 2015 года указом президента был создан Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники, который взял на себя координацию проекта.
"Робот FEDOR создан по проекту "Спасатель". А то, что антропоморфный робот применим в самых разных областях, это не удивительно, потому что ставилась задача создать робота, который способен заменить человека в той инфраструктуре, в которой действует человек", - рассказал ТАСС руководитель проекта "Спасатель" Национального центра развития технологий и базовых элементов робототехники Сергей Хурс.
На полосе препятствий
В ближайшее время FEDOR должен пройти полосу препятствий: управлять автомобилем, пройти по маршруту в типовом здании, преодолеть специальную полосу препятствий, продемонстрировать обращение с ручными электроинструментами и обращение со специальными инструментами, применяемыми МЧС - гидравлическим разжимом и домкратом.
"Это обязательный минимум, который входит в этот проект", - пояснил Хурс.
Управление роботом должно быть совмещенное: часть функций он должен выполнить автоматически, часть – копируя движения оператора.
В перспективе робот должен не просто войти в здание и подняться по лестнице, но открыть дверь ключом, включить свет, открыть кран с водой. "Ставится задача дойти до очень мелкой моторики. Хотелось бы, чтобы робот научился зажигать спички", - рассказал Хурс о перспективах проекта.
"Весь сентябрь FEDOR тем и занимался, что проходил испытания, предусмотренные техническим заданием, в том числе и полосу препятствий. Если говорить, можно ли считать испытания пройденными, то так сказать можно. Но это еще не сдача проекта заказчику. Еще есть что шлифовать", - рассказал Хурс.
Профессии для робота
После демонстрации умений FEDOR, видеосъемку которых вице-премьер Рогозин выложил в сеть, он поручил Фонду перспективных исследований совместно с Ракетно-космической корпорацией "Энергия" адаптировать робота для участия в полете перспективного пилотируемого корабля "Федерация".
На околоземной орбите FEDOR может использоваться для оказания помощи космонавтам во время работ в открытом космосе, а в перспективе и полностью заменить их в этой работе.
"Каждый выход человека в открытый космос – подвиг, требующий подготовки и мужества. Если по каждому пустяку не нужно будет рисковать человеком, а их задачи будут выполнять автоматические устройства, конечно, это будет намного лучше", - рассказал Хурс.
Роботу предстоит работать в условиях вакуума, серьезных перепадов температур. Собратья робота FEDOR смогут опускаться на дно океана, работать на предприятиях атомной и химической промышленности.
"Они смогут использоваться везде, где человека целесообразно заменить, чтобы не подвергать его жизнь и здоровье опасности", - сообщил руководитель проекта "Спасатель".
"Профессий у этого робота очень много, потому мы и создали такую сложную полосу препятствий. Мы научили его водить автомобиль не потому, чтобы он заменил водителей, а на случай, если ему придется заменить человека в опасной ситуации и сесть за руль", - пояснил Хурс.
Автономность
Сейчас FEDOR управляется тремя способами: через радиосвязь, оптоволокно или обычный электрический кабель.
Питание на системы робота подается либо через кабель, либо за счет навешиваемых в качестве рюкзака на спину аккумуляторов. Батареи позволяют обеспечить от получаса до часа автономной работы.
"Сейчас в рамках других проектов разрабатываются такие источники питания, которые придадут ему автономность, исчисляемую часами", - пояснил Хурс.
Однако, вопрос автономности, отметил он, не ставится во главу угла. "Если робот выполняет операции, опасные для людей, то, думаю, сменить раз в час батарею - не проблема", - уточнил он.
Помимо дистанционного копирования действий оператора, автономного выполнения заложенных задач, Федор сможет распознавать и выполнять голосовые команды человека.
"Оператору не нужно будет нажимать никакие кнопки. Все команды могут быть поданы голосом, а чтобы удостовериться, что команда была воспринята правильно, робот повторит отданную ему команду голосом и после этого приступит к ее выполнению", - сказал Хурс.
Главное умение, которое разработчики закладывают в автономный режим робота – умение стоять на ногах, т.е. поддерживать равновесие вне зависимости от поверхности, по которой двигается робот, или воздействия со стороны, т.е. ударов, попыток опрокинуть робота.
"Вестибулярный аппарат человека работает автоматически, и мы об этом даже не задумываемся. Нужно чтобы и оператор не думал о том, как сохранять равновесие в момент управления роботом. Это должна быть задача бортовой системы управления", - рассказал специалист.
База автономных движений, которые робот сможет выполнять самостоятельно, постоянно будет пополняться. Разработчики предлагают привлечь к пополнению библиотеки стандартных движений студентов профильных вузов.
Однако от телеоператорного режима управления, т.е. копирования действий человека-оператора, робот избавится еще не скоро, учитывая, что создание искусственного интеллекта пока не привело к желаемым результатам.
"Интеллект человека в робототехнике не заменить еще долгое время, но его можно максимально автоматизировать, чем мы и занимаемся. Автоматизация функций позволяет оператору не заниматься мелочами, вроде поддержания равновесия робота. Иначе это будет ребенок, вокруг которого будут суетиться няньки, а нужно наоборот, чтобы робот был помощником человеку", - подчеркнул Хурс.
В 2022 году «антропоморфный робот-спасатель» Федор должен отправиться в космос на корабле «Федерация». Журнал РБК выяснил, как создавался и сколько стоил андроид, призванный помогать МЧС и космонавтам
Фото: Фото: Арсений Несходимов для РБК
Деловой комплекс «Альфа Центр» расположился в исторической части Магнитогорска, научно-производственное объединение (НПО) «Андроидная техника» арендует здесь несколько помещений общей площадью 1,2 тыс. кв. м. Эту комнату в компании называют фитнес-лабораторией: раньше здесь находился зал для занятий аэробикой и йогой, вспоминает технический директор НПО Евгений Дудоров, который проводит для корреспондента журнала РБК экскурсию по предприятию.
В нескольких лабораториях разбросаны разные запчасти роботов, над которыми сейчас работают сотрудники. «Мы называем это роботической расчлененкой», — усмехается Дудоров. В помещении стоит запах нагретого пластика: на одном из этажей установлен 3D-принтер, на котором компания печатает детали, необходимые для создания роботов — все они собираются вручную.
В 2018-м сотрудники «Андроидной техники» переедут в левобережную часть Магнитогорска, в которой живет лишь 10% населения города. Если посмотреть с правого берега реки Урал на левый, то в глаза бросаются дымящиеся трубы промышленных предприятий — Магнитогорского металлургического комбината и его «дочек». «Сейчас мы чувствуем себя как в съемном жилье, а там площадка будет полностью наша», — радуется Дудоров. Компания получит 32 тыс. кв. м, из которых около трети займут офисные здания, а рядом появятся три испытательных полигона и собственные производственные линии.
Дудоров работает в «Андроидной технике» более трех лет. Каждую неделю ему приходится летать в Москву — за год выходит около 80 перелетов: в столице базируются основные заказчики, проходят различные конференции и выставки. Кроме того, для перелета в другой город все равно приходится приезжать в столицу. «Я уже воспринимаю самолет как автобус», — смеется Дудоров.
За 11 лет «Андроидная техника» выпустила 50 роботов для частных компаний, ведомств и корпораций. Среди ее партнеров и заказчиков — Минпромторг, ФСБ, МЧС, Министерство здравоохранения, Центр подготовки космонавтов им. Гагарина, Российское атомное сообщество, ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» и другие. Годовой бюджет «Андроидной техники» в 2014-2016 годы составлял около 500 млн руб.: НПО развивается на собственные средства и деньги, полученные от контрактов, в том числе государственных.
По 35% средств уходит на материалы и комплектующие и на зарплату сотрудников, по 10% — на работы подрядчиков, оплату аренды и ЖКХ и модернизацию предприятия. Компания существует уже второе десятилетие, но первые упоминания о ней в федеральных СМИ появились лишь три года назад.
Помощник МЧС
В России будет создан робот, которым можно управлять, надев на себя дублирующий костюм, как в фильме «Аватар», писал в колонке для «Российской газеты» в 2014-м вице-премьер Дмитрий Рогозин. Это совместная работа Фонда перспективных исследований (ФПИ), МЧС и «Андроидной техники». Позже проект получил название «Спасатель», так как по его завершении должен был появиться робот, который сможет заменить человека в опасных для жизни условиях, например во время проведения спасательных операций после взрыва на производстве, при обрушении дома, стихийных бедствиях и т.д.
Евгений Дудоров уверен, что роботы в будущем займутся освоением Луны и планет
«Андроидная техника» оказалась «явным лидером на отечественном рынке разработчиков антропоморфных роботов», говорит руководитель проекта Национального центра развития технологий и базовых элементов робототехники ФПИ Сергей Хурс. Выбор магнитогорской компании как основного исполнителя проекта «Спасатель» Хурс в разговоре с журналом РБК назвал закономерным: перед этим в ФПИ изучили список из полутора десятков университетов и фирм, которые работали в том же направлении.
Создание робота, которого позже назовут Федором, проходило в два этапа и заняло два года и четыре месяца. Сначала в компании создали пять технологических макетов для отработки программного обеспечения (ПО): два из них выглядели как полноценные роботы, у остальных не было верхней или нижней части. Один из первых прототипов Федора «встретился» с патриархом Кириллом в октябре 2016-го, во время православного студенческого форума. Роботом управлял оператор в дублирующем костюме: Федор протянул патриарху руку, но тот ее не пожал.
Один из роботов-прототипов получил гидравлический привод, но после тестирования от него пришлось отказаться — из-за высокой цены механизма и его ненадежности, объясняет Дудоров. В результате финальный вариант Федора работает на электроприводе, добавляет он.
«На первом этапе мы сделали несколько типичных ошибок», — признается генконструктор НПО «Андроидная техника» Алексей Богданов.
Когда первые версии Федора выполняли задания, выяснилось, что в лежачем положении робот переставал «видеть» пространство впереди себя: стало понятно, что ему нужно сделать подвижную голову. Когда робот в первый раз попробовал сесть в автомобиль, оказалось, что у него недостаточно подвижны позвоночник и тазобедренный сустав. А во время испытаний в 20-градусный мороз Федор переставал работать, так как сделан из алюминия и слишком быстро охлаждается, вспоминает генеральный конструктор.
«Если автомобиль не прогреть, его тяжело завести. Так получилось и с роботом: мы решили эту проблему с помощью специальной экипировки — одежды со встроенной системой обогрева», — поясняет Богданов.
В голове у робота есть видеокамеры и вычислитель, который обрабатывает изображение и строит трехмерную картинку (Фото: Фото: Арсений Несходимов для РБК)
В 2015-м «Андроидная техника» приступила ко второму этапу проекта — созданию итоговой версии антропоморфного робота-спасателя. Именно в этот момент он получил название FEDOR — Final Experimental Demonstration Object Research. Впрочем, расшифровку аббревиатуры в «Андроидной технике» придумали уже после того, как робот получил свое имя, признался Дудоров.
На одной из многочисленных выставок автоматизированного спасателя Федором назвал Рогозин, который является председателем попечительского совета ФПИ, рассказал Хурс. Он не уточнил, почему Рогозин выбрал именно это имя, но известно, что внука вице-премьера зовут Федор.
Импортная независимость
15 тыс. деталей, около 20 л.с., или 13,5 кВт, что соответствует мощности мотоцикла, — так сейчас выглядит антропоморфный робот из Магнитогорска, рассказывает Богданов. Рост робота — 180 см, вес в зависимости от комплектующих может достигать 160 кг. Кроме того, у него есть сменные комплекты рук и ног.
Стоимость всего проекта «Спасатель» не раскрывается. Источник, близкий к проекту, говорит, что создание Федора обошлось примерно в 300 млн руб. Комплектующие, из которых состоит магнитогорский робот, стоят около 25 млн руб., называет цифру Дудоров.
Роботы имеют достаточно высокую стоимость, так как каждый из них создается индивидуально, объясняет Богданов: в США такое изобретение может стоить около $40 млн (около 2,3 млрд руб.). «Когда роботы будут производиться серийно, они будут стоить около 1 млн руб., как среднестатистический седан», — прогнозирует он.
В мире насчитывается около 120 моделей антропоморфных, то есть полноразмерных и человекоподобных, роботов, Федор не уникален, но у него есть качества, которых нет ни у кого. Он может самостоятельно открыть дверь, сесть в автомобиль, выжать сцепление и газ и поехать в автономном режиме, поясняет журналу РБК глава фонда Alpha Robotics Venture Владимир Белый.
Российский «аватар» может повторить действия оператора даже на расстоянии тысячи километров (Фото: Фото: Арсений Несходимов для РБК)
У Федора отличная моторика, он умеет ориентироваться в пространстве за счет поворотов головы — это важно как для космических полетов, так и для работы в экстремальных ситуациях, продолжает эксперт. При этом американцы больше инвестируют в систему динамического равновесия, поэтому у них роботы уже умеют делать сальто, а Федор — пока нет. Для России слишком дорого использовать и «убивать» роботов таким способом: например, у компании Boston Dynamics роботы постоянно падают и ломаются.
Половина всех комплектующих Федора — отечественного производства. В нем нет китайских деталей: компания проводила сравнительные испытания, и ни одно из них не показало преимущества азиатской техники, «пусть бы она и была в три-четыре раза дешевле», разводит руками Дудоров. Зато в российском «аватаре» есть комплектующие из Швейцарии, созданные по специальному заказу. «На них даже стоит надпись «Андроидная техника», — показывает Дудоров на одну из деталей в руке Федора. Среди других стран-производителей — Япония, Америка, Германия. Все компании-партнеры работали по чертежам, которые им прислали из Магнитогорска.
Около 90% электронных компонентов для Федора производят в России: например, «Андроидная техника» закупает их у своих давних партнеров, предприятий «Абрис-Технолоджи» и Silicium из Санкт-Петербурга. Работает первый российский робот-спасатель на базе операционной системы реального времени (используется для так называемых точно работающих устройств, например промышленных), которую также создали в Санкт-Петербурге на базе Linux, говорит Богданов. «Подобные операционные системы есть и у Microsoft, но нам нужно выбирать отечественного производителя, чтобы не зависеть от других стран», — улыбается он.
Тонкая моторика рук позволила научить Федора стрельбе из двух пистолетов по группе мишеней (Фото: Фото: Арсений Несходимов для РБК)
Российский робот имеет комбинированную систему управления: он может работать автономно в течение часа или в режиме управления оператором, когда тот надевает костюм и «вселяется» в Федора. Для подзарядки робота придется включить в розетку: энергии он потребляет не больше, чем электрический чайник.
Кроме того, оператор может управлять роботом в так называемом супервизорном режиме — показывая, что нужно сделать, на экране монитора. Работать с Федором можно даже на больших расстояниях — во время одного из тестов сотрудник в дублирующем костюме находился в немецком городе, расположенном в 4 тыс. км от Магнитогорска. ПО способно передать сигнал и на другую планету, но обратная связь, то есть действия робота, будет осуществляться с задержкой, объясняет Дудоров. Именно возможность контролировать робота на большом расстоянии станет наиболее востребованной для следующего проекта.
Сутки в космосе
«Разорванная в клочья страна» создает робота для покорения космоса», — написал 8 октября 2016-го у себя в Twitter Рогозин. К твиту он прикрепил видео, на котором Федор отжимается, поднимает гантели, управляет автомобилем и выполняет другие действия. Это было первое объявление о том, что Федор полетит в космос, рассказывает Дудоров.
Он вспоминает, что после того, как робот прошел все 56 испытаний на полигоне Центрального научно-исследовательского института точного машиностроения в Москве, Рогозин предложил показать его в РКК «Энергия».
РКК «Энергия» уже приступает к подготовке космического эксперимента «Испытатель» (последователь проекта «Спасатель»), в котором Федору предстоит совершить полеты на борту корабля «Федерация» как помощнику пилота с собственными задачами, рассказывает Хурс.
Новый пилотируемый космический корабль «Федерация» должен прийти на смену российским «Союзу» и «Прогрессу». Техническое задание готово, согласовываются договорные документы, подтверждает Дудоров (в РКК «Энергия» не ответили на запрос журнала РБК). Первый полет «Федерации» в автоматическом режиме запланирован на 2022 год, а с экипажем — на 2024-й. Для начала Федор пробудет в космосе менее суток — за это время корабль сделает несколько витков вокруг Земли, рассказывает Богданов: «Первые полеты кораблей всегда опасные, поэтому робот возьмет на себя все риски вместо живых людей». После трех-четырех подобных полетов управлять кораблем смогут космонавты, а Федора можно будет выгрузить на Международной космической станции (МКС), отметил главный конструктор.
Новая площадка «Андроидной техники» позволит создавать роботов не только вручную, но и запускать линии производства (Фото: Фото: Арсений Несходимов для РБК)
Для полета в космос «Андроидная техника» создаст еще минимум трех Федоров: один из них будет проходить испытания в лабораторных условиях (воздействие радиацией, невесомость), другой — внутри макета корабля «Федерация», а третий полетит в космос. В отличие от нынешнего Федора будущий робот-космонавт должен на 90% состоять из отечественных комплектующих: в космической отрасли есть лишь ограниченный список разрешенных импортных компонентов.
Специалисты «Андроидной техники» будут сами делать большинство элементов, импортными будут базовый вычислитель, то есть «мозг» Федора, и матрица видеокамер, обещает Богданов. Кроме того, роботу придется «прийти в форму»: сейчас он широковат в плечах и тяжеловат — максимально разрешенный для него вес составляет 96 кг, рассказывает главный конструктор.
К полету у Федора также появятся специально разработанные для космоса батареи и «черный ящик», робот должен будет сам зайти на корабль, контролировать его параметры полета, выделять тепло, как это делал бы человек, и фиксировать все происходящие события. Русскому «аватару» придется самому взаимодействовать с Центром управления полетами (ЦУП) и выполнять другие действия, которые в будущем будут выполнять живые люди, рассказывает Богданов.
Один полет человека в космос стоит $2-4 млн, а каждый выход человека в открытое пространство — еще $0,5 млн, оценивает Дудоров. Поэтому он уверен: проще взять робота, доставить его в космос, поместить на поверхности космического аппарата и управлять им с Земли, выполняя те же действия, что и человек. Гипотетический Федор может сэкономить за десять лет около $120 млн, говорит Дудоров.
У робота Федора было несколько «предшественников», на которых специалисты тестировали работу софта и технологий (Фото: Фото: Арсений Несходимов для РБК)
А в госкорпорации «Росатом», которая сотрудничает с «Андроидной техникой», уже присмотрели Федору несколько востребованных профессий, рассказали в ФПИ: сортировщик радиоактивного мусора и специалист по разделке корпусов кораблей с ядерными энергоустановками, где пока массу операций выполняют люди.
В 2017 году ФПИ и Минобрнауки объявили конкурс по созданию ПО для первого Федора: «его потенциал не выбран», настаивает Дудоров. С инициативой создания софта для автономного управления выступили 30 российских вузов.
После завершения проекта «Спасатель» российский «аватар» долго не отдыхал.
«Робот платформы F.E.D.O.R. показал навыки стрельбы с двух рук», — написал Рогозин в Twitter 13 апреля 2017-го. Разработчики добавили в него новые технологии, благодаря которым Федор научился стрельбе по-македонски из двух пистолетов по группе мишеней, в том числе подвижных. «Это видео вышло нам боком — один из немецких партнеров отказался с нами работать из-за того, что российский робот стреляет», — говорит с досадой Дудоров.
Пока же Федор-спасатель «живет» в одной из лабораторий «Андроидной техники». Робот установлен на специальной металлической подставке, которая держит его, пока он выключен. «Готов к работе!» — произносит Федор мужским голосом в момент активации.
Для съемки в журнале РБК сотрудники «Андроидной техники» запрограммировали Федора на выполнение нескольких команд. «Когда вы видите, как японский робот спускается по ступенькам, этому предшествует несколько недель тренировок», — объясняет Дудоров. В ходе показательных выступлений для нас Федор дублировал действия оператора, одетого в специальный костюм: брал яблоко, двигал руками, передвигался по помещению.
В конце съемки сотрудник попытался его вернуть на подставку, но толкнул, и Федор рухнул на пол. «Ни разу не падал, но все когда-то случается в первый раз», — говорит Дудоров. С пола Федора поднимали вчетвером. Сотрудники лаборатории тщательно осмотрели голову — именно на нее пришелся удар; на первый взгляд все было в порядке. Дудоров посетовал: «Жаль, что вы не сняли: было бы неплохо задокументировать этот момент для истории».
Москва. 13 апреля..E.D.O.R стрелять с двух рук и работают над мелкой моторикой, сообщил вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин.
"Робот платформы F.E.D.O.R. показал навыки стрельбы с двух рук. Идёт работа над мелкой моторикой и алгоритмами принятия решений", - написал вице-премьер твиттере.
Сначала он не уточнил, зачем "Федору", которого готовят к "должности" космического пилота, нужны стрелковые навыки. Однако затем объяснил, что "боевая робототехника - ключ к созданию интеллектуальных машин".
"Это касается в том числе авиации и космоса. Тренировки по стрельбе - это способ обучения машины выделять приоритеты, причём мгновенно, и принимать решения. Мы не терминатора создаем, а искусственный интеллект, который будет иметь огромное прикладное значение в самых разных сферах", - написал Рогозин.
В конце марта генконструктор по пилотируемым системам и комплексам "Роскосмоса" Евгений Микрин сообщил, что первым пилотом нового российского космического корабля "Федерация" во время летных испытаний в 2021 году будет робот "Федор", а через два года (в 2023 году) запланирован пилотируемый полет.
В ноябре 2016 года сообщалось, что специалисты РКК "Энергия" будут участвовать в создании робота, который может отправиться в космос на пилотируемом транспортном корабле (ПТК) нового поколения "Федерация". "Устройство будет создано на базе робота FEDOR (Final Experimental Demonstration Object Research), разработчики - НПО "Андроидная техника" и Фонд перспективных исследований", - говорилось в сообщении пресс-службы корпорации.
По информации пресс-службы, генеральный директор РКК "Энергия" Владимир Солнцев принял решение для работы над проектом сформировать на базе одного из научно-технических центров корпорации рабочую группу, которая, в том числе, определит спектр применения робота. Курировать эту работу будет генеральный конструктор РКК "Энергия" Евгений Микрин.
В РКК "Энергия" с 2009 года с участием Центрального научно-исследовательского института робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) ведутся работы по созданию адаптивного программируемого робота функционально-антропоморфного типа. В 2016 году корпорация в кооперации с ЦНИИ РТК и НПО "Андроидная техника" выиграла конкурс на выполнение опытно-конструкторской работы по созданию робота космического назначения "Косморобот" для перспективных космических объектов. "Его опытная эксплуатация планируется в 2020-2024 гг. в составе научно-энергетического модуля российского сегмента Международной космической станции", - говорилось в сообщении. В составе комплекса - мобильный робот, пульты управления, средства интеграции и наземный сегмент, информирует пресс-служба.
