Відомий раніше під назвою "Аватар", робот отримав нове ім'я – FEDOR – Final Experimental Demonstration Object Research (Фінальний експериментальний демонстраційний об'єкт досліджень) та нову професію. Тепер він не лише рятуватиме людей з-під завалів, а й літатиме у космос.
Розробка робота "Аватар" у рамках проекту "Рятувальник" розпочалася у 2014 році. У грудні 2015 року указом президента було створено Національний центр розвитку технологій та базових елементів робототехніки, який взяв на себе координацію проекту.
"Робот FEDOR створений за проектом "Рятувальник". А те, що антропоморфний робот застосуємо в різних областях, це не дивно, тому що ставилося завдання створити робота, який здатний замінити людину в тій інфраструктурі, в якій діє людина", - розповів ТАРС. керівник проекту "Рятувальник" Національного центру розвитку технологій та базових елементів робототехніки Сергій Хурс.
На смузі перешкод
Найближчим часом FEDOR має пройти смугу перешкод: керувати автомобілем, пройти маршрутом у типовій будівлі, подолати спеціальну смугу перешкод, продемонструвати поводження з ручними електроінструментами та поводження зі спеціальними інструментами, що застосовуються МНС - гідравлічним розтисканням і домкратом.
"Це обов'язковий мінімум, який входить до цього проекту", - пояснив Хурс.
Керування роботом має бути суміщене: частину функцій він повинен виконати автоматично, частина копіюючи руху оператора.
У перспективі робот повинен не просто увійти в будівлю та піднятися сходами, але відкрити двері ключем, увімкнути світло, відкрити кран із водою. "Ставиться завдання дійти до дуже дрібної моторики. Хотілося б, щоб робот навчився запалювати сірники", - розповів Хурс про перспективи проекту.
"Весь вересень FEDOR тим і займався, що проходив випробування, передбачені технічним завданням, у тому числі і смугу перешкод. Якщо говорити, чи можна вважати випробування пройденими, то можна сказати. Але це ще не здавання проекту замовнику. Ще є що шліфувати" , – розповів Хурс.
Професії для робота
Після демонстрації умінь FEDOR, відеозйомку яких віце-прем'єр Рогозін виклав у мережу, він доручив Фонду перспективних досліджень спільно з Ракетно-космічною корпорацією "Енергія" адаптувати робота для участі у польоті перспективного пілотованого корабля "Федерація".
На навколоземній орбіті FEDOR може використовуватися для надання допомоги космонавтам під час робіт у відкритому космосі, а в перспективі повністю замінити їх у цій роботі.
"Кожен вихід людини у відкритий космос – подвиг, що вимагає підготовки та мужності. Якщо по кожній дрібниці не потрібно буде ризикувати людиною, а їхні завдання виконуватимуть автоматичні пристрої, звичайно, це буде набагато краще", - розповів Хурс.
Роботу доведеться працювати в умовах вакууму, серйозних перепадів температур. Побратими робота FEDOR зможуть опускатися на дно океану, працювати на підприємствах атомної та хімічної промисловості.
"Вони зможуть використовуватися скрізь, де людину доцільно замінити, щоб не наражати її життя і здоров'я на небезпеку", - повідомив керівник проекту "Рятувальник".
"Професій цього робота дуже багато, тому ми і створили таку складну смугу перешкод. Ми навчили його керувати автомобілем не тому, щоб він замінив водіїв, а на випадок, якщо йому доведеться замінити людину в небезпечній ситуації і сісти за кермо", - пояснив. Хурс.
Автономність
Зараз FEDOR управляється трьома способами: через радіозв'язок, оптоволокно чи звичайний електричний кабель.
Живлення на системи робота подається або через кабель, або за рахунок акумуляторів, що навішуються як рюкзак на спину. Батареї дозволяють забезпечити від півгодини до години автономної роботи.
"Зараз у рамках інших проектів розробляються такі джерела харчування, які нададуть йому автономність, яку обчислюють години", - пояснив Хурс.
Однак, питання автономності, зазначив він, не ставиться на чільне місце. "Якщо робот виконує операції, небезпечні для людей, то, гадаю, змінити раз на годину батарею - не проблема", - уточнив він.
Крім дистанційного копіювання дій оператора, автономного виконання закладених завдань, Федір зможе розпізнавати та виконувати голосові команди людини.
"Оператору не потрібно буде натискати жодні кнопки. Усі команди можуть бути подані голосом, а щоб переконатися, що команда була сприйнята правильно, робот повторить віддану йому команду голосом і після цього розпочне її виконання", - сказав Хурс.
Головне вміння, яке розробники закладають автономний режим робота – вміння стояти на ногах, тобто. підтримувати рівновагу незалежно від поверхні, якою рухається робот, чи впливу з боку, тобто. ударів, спроб перекинути робота.
"Вестибулярний апарат людини працює автоматично, і ми про це навіть не замислюємося. Потрібно, щоб і оператор не думав про те, як зберігати рівновагу в момент керування роботом. Це має бути завдання бортової системи управління", - розповів фахівець.
База автономних рухів, які робот зможе виконувати самостійно, постійно поповнюватиметься. Розробники пропонують залучити до поповнення бібліотеки стандартних рухів студентів профільних вишів.
Проте з телеоператорного режиму управління, тобто. копіювання дій людини-оператора, робот позбавиться ще не скоро, враховуючи, що створення штучного інтелекту поки що не призвело до бажаних результатів.
"Інтелект людини в робототехніці не замінити ще довгий час, але його можна максимально автоматизувати, чим ми і займаємося. Автоматизація функцій дозволяє оператору не займатися дрібницями, на кшталт підтримки рівноваги робота. Інакше це буде дитина, навколо якої метушаться няньки, а треба навпаки, щоб робот був помічником людині", - наголосив Хурс.
2022 року «антропоморфний робот-рятувальник» Федір має вирушити в космос на кораблі «Федерація». Журнал РБК з'ясував, як створювався і скільки коштував андроїд, покликаний допомагати МНС та космонавтам
Фото: Фото: Арсеній Несхожим для РБК
Діловий комплекс "Альфа Центр" розташувався в історичній частині Магнітогорська, науково-виробниче об'єднання (НВО) "Андроїдна техніка" орендує тут кілька приміщень загальною площею 1,2 тис. кв. м. Цю кімнату в компанії називають фітнес-лабораторією: раніше тут знаходився зал для занять аеробікою та йогою, згадує технічний директор НВО Євген Дудоров, який проводить для кореспондента журналу РБК екскурсію по підприємству.
У кількох лабораторіях розкидані різні запчастини роботів, над якими працюють співробітники. «Ми називаємо це робітничою розчленовкою», — посміхається Дудоров. У приміщенні стоїть запах нагрітого пластику: на одному з поверхів встановлений 3D-принтер, на якому компанія друкує деталі, необхідні для створення роботів – усі вони збираються вручну.
2018-го співробітники «Андроїдної техніки» переїдуть до лівобережної частини Магнітогорська, в якій мешкає лише 10% населення міста. Якщо подивитися з правого берега річки Урал на лівий, то в очі кидаються труби промислових підприємств, що димляться, — Магнітогорського металургійного комбінату та його «дочок». «Зараз ми почуваємося як у орендованому житлі, а там майданчик буде повністю наш», — радіє Дудоров. Компанія отримає 32 тис. кв. м, з яких близько третини займуть офісні будівлі, а поряд з'являться три випробувальні полігони та власні виробничі лінії.
Дудоров працює в «Андроїдній техніці» понад три роки. Щотижня йому доводиться літати до Москви — за рік виходить близько 80 перельотів: у столиці базуються основні замовники, відбуваються різноманітні конференції та виставки. Крім того, для перельоту до іншого міста все одно доводиться приїжджати до столиці. "Я вже сприймаю літак як автобус", - сміється Дудоров.
За 11 років «Андроїдна техніка» випустила 50 роботів для приватних компаній, відомств та корпорацій. Серед її партнерів та замовників – Мінпромторг, ФСБ, МНС, Міністерство охорони здоров'я, Центр підготовки космонавтів ім. Гагаріна, Російське атомне співтовариство, ракетно-космічна корпорація (РКК) "Енергія" та інші. Річний бюджет «Андроїдної техніки» у 2014-2016 роках становив близько 500 млн руб.: НВО розвивається на власні кошти та гроші, отримані від контрактів, у тому числі державних.
По 35% коштів йде на матеріали та комплектуючі та на зарплату співробітників, по 10% – на роботи підрядників, оплату оренди та ЖКГ та модернізацію підприємства. Компанія існує вже друге десятиліття, але перші згадки про неї у федеральних ЗМІ з'явилися лише три роки тому.
Помічник МНС
У Росії буде створено робот, яким можна керувати, одягнувши на себе дублюючий костюм, як у фільмі «Аватар», писав у колонці для «Російської газети» 2014-го віце-прем'єр Дмитро Рогозін. Це спільна робота Фонду перспективних досліджень (ФПІ), МНС та «Андроїдної техніки». Пізніше проект отримав назву «Рятувальник», оскільки після його завершення мав з'явитися робот, який зможе замінити людину в небезпечних для життя умовах, наприклад, під час проведення рятувальних операцій після вибуху на виробництві, під час обвалення будинку, стихійних лих тощо.
Євген Дудоров упевнений, що роботи в майбутньому займуться освоєнням Місяця та планет
"Андроїдна техніка" виявилася "явним лідером на вітчизняному ринку розробників антропоморфних роботів", каже керівник проекту Національного центру розвитку технологій та базових елементів робототехніки ФПІ Сергій Хурс. Вибір магнітогірської компанії як основного виконавця проекту «Рятувальник» Хурс у розмові з журналом РБК назвав закономірним: перед цим у ФПІ вивчили список із півтора десятка університетів та фірм, які працювали в тому ж напрямку.
Створення робота, якого пізніше назвуть Федором, проходило у два етапи та зайняло два роки та чотири місяці. Спочатку в компанії створили п'ять технологічних макетів для відпрацювання програмного забезпечення (ПЗ): два з них виглядали як повноцінні роботи, решта не мала верхньої або нижньої частини. Один із перших прототипів Федора «зустрівся» з патріархом Кирилом у жовтні 2016-го, під час православного студентського форуму. Роботом керував оператор у дублюючому костюмі: Федір простяг патріархові руку, але той її не потиснув.
Один із роботів-прототипів отримав гідравлічний привід, але після тестування від нього довелося відмовитися — через високу ціну механізму та його ненадійність, пояснює Дудоров. У результаті фінальний варіант Федора працює на електроприводі, додає він.
"На першому етапі ми зробили кілька типових помилок", - зізнається генконструктор НВО "Андроїдна техніка" Олексій Богданов.
Коли перші версії Федора виконували завдання, з'ясувалося, що у лежачому становищі робот переставав «бачити» простір попереду себе: зрозуміло, що треба зробити рухливу голову. Коли робот вперше спробував сісти в автомобіль, виявилося, що у нього недостатньо рухливі хребет і кульшовий суглоб. А під час випробувань у 20-градусний мороз Федір переставав працювати, бо зроблений з алюмінію і дуже швидко охолоджується, згадує генеральний конструктор.
«Якщо автомобіль не прогріти, його важко завести. Так вийшло і з роботом: ми вирішили цю проблему за допомогою спеціального екіпірування — одягу із вбудованою системою обігріву», — пояснює Богданов.
У голові у робота є відеокамери та обчислювач, який обробляє зображення та будує тривимірну картинку (Фото: Фото: Арсеній Несхожим для РБК)
2015-го «Андроїдна техніка» розпочала другий етап проекту — створення підсумкової версії антропоморфного робота-рятувальника. Саме в цей момент він отримав назву FEDOR – Final Experimental Demonstration Object Research. Втім, розшифровку абревіатури в «Андроїдній техніці» вигадали вже після того, як робот отримав своє ім'я, зізнався Дудоров.
На одній із численних виставок автоматизованого рятувальника Федором назвав Рогозін, який є головою опікунської ради ФПІ, розповів Хурс. Він не уточнив, чому Рогозін обрав саме це ім'я, але відомо, що онука віце-прем'єра звуть Федір.
Імпортна незалежність
15 тис. деталей, близько 20 к.с., або 13,5 кВт, що відповідає потужності мотоцикла, так зараз виглядає антропоморфний робот з Магнітогорська, розповідає Богданов. Зростання робота - 180 см, вага в залежності від комплектуючих може досягати 160 кг. Крім того, він має змінні комплекти рук і ніг.
Вартість всього проекту «Рятувальник» не розкривається. Джерело, близьке до проекту, каже, що створення Федора коштувало приблизно 300 млн руб. Комплектуючі, з яких складається магнітогірський робот, коштують близько 25 млн руб., Називає цифру Дудоров.
Роботи мають досить високу вартість, оскільки кожен із них створюється індивідуально, пояснює Богданов: у США такий винахід може коштувати близько $40 млн (близько 2,3 млрд руб.). "Коли роботи будуть проводитися серійно, вони коштуватимуть близько 1 млн руб., Як середньостатистичний седан", - прогнозує він.
У світі налічується близько 120 моделей антропоморфних, тобто повнорозмірних і людиноподібних, роботів, Федір не унікальний, але має якості, яких немає ні в кого. Він може самостійно відчинити двері, сісти в автомобіль, вичавити зчеплення та газ і поїхати в автономному режимі, пояснює журнал глава фонду Alpha Robotics Venture Володимир Білий.
Російський «аватар» може повторити дії оператора навіть на відстані тисячі кілометрів (Фото: Фото: Арсеній Несхожим для РБК)
У Федора чудова моторика, він вміє орієнтуватися у просторі за рахунок поворотів голови – це важливо як для космічних польотів, так і для роботи в екстремальних ситуаціях, продовжує експерт. При цьому американці більше інвестують у систему динамічної рівноваги, тому у них роботи вже вміють робити сальто, а Федір поки що немає. Для Росії занадто дорого використовувати і «вбивати» роботів у такий спосіб: наприклад, у компанії Boston Dynamics роботи постійно падають і ламаються.
Половина всіх комплектуючих Федора – вітчизняного виробництва. У ньому немає китайських деталей: компанія проводила порівняльні випробування, і жодне з них не показало переваги азіатської техніки, «хай би вона і була втричі-вчетверо дешевшою», розводить руками Дудоров. Натомість у російському «аватарі» є комплектуючі зі Швейцарії, створені за спеціальним замовленням. «На них навіть стоїть напис «Андроїдна техніка», — вказує Дудоров на одну з деталей у руці Федора. Серед інших країн-виробників – Японія, Америка, Німеччина. Усі компанії-партнери працювали за кресленнями, які їм надіслали з Магнітогорська.
Близько 90% електронних компонентів для Федора виробляють у Росії: наприклад, «Андроїдна техніка» закуповує їх у своїх давніх партнерів, підприємств «Абріс-Технолоджі» та Silicium із Санкт-Петербурга. Працює перший російський робот-рятувальник на базі операційної системи реального часу (використовується для так званих пристроїв, що точно працюють, наприклад промислових), яку також створили в Санкт-Петербурзі на базі Linux, говорить Богданов. "Подібні операційні системи є і у Microsoft, але нам потрібно вибирати вітчизняного виробника, щоб не залежати від інших країн", - посміхається він.
Тонка моторика рук дозволила навчити Федора стрільбі з двох пістолетів по групі мішеней. (Фото: Фото: Арсеній Несхожим для РБК)
Російський робот має комбіновану систему керування: він може працювати автономно протягом години або в режимі керування оператором, коли той одягає костюм і вселяється в Федора. Для підзарядки робота доведеться включити до розетки: енергії він споживає не більше, ніж електричний чайник.
Крім того, оператор може керувати роботом у так званому супервізорному режимі – показуючи, що потрібно зробити, на екрані монітора. Працювати з Федором можна навіть на великих відстанях — під час одного з тестів співробітник у костюмі, що дублює, знаходився в німецькому місті, розташованому за 4 тис. км від Магнітогорська. ПЗ здатне передати сигнал і на іншу планету, але зворотний зв'язок, тобто дії робота, здійснюватиметься із затримкою, пояснює Дудоров. Саме можливість контролювати робота на великій відстані стане найбільш затребуваною для наступного проекту.
Доба у космосі
«Розірвана на шматки країна» створює робота для підкорення космосу», — написав 8 жовтня 2016-го у Twitter Рогозін. До твиту він прикріпив відео, на якому Федір віджимається, піднімає гантелі, керує автомобілем та виконує інші дії. Це було перше оголошення, що Федір полетить у космос, розповідає Дудоров.
Він згадує, що після того, як робот пройшов усі 56 випробувань на полігоні Центрального науково-дослідного інституту точного машинобудування в Москві, Рогозін запропонував показати його в РКК «Енергія».
РКК «Енергія» вже розпочинає підготовку космічного експерименту «Випробовувач» (послідовник проекту «Рятувальник»), в якому Федор має здійснити польоти на борту корабля «Федерація» як помічнику пілота з власними завданнями, розповідає Хурс.
Новий пілотований космічний корабель «Федерація» має прийти на зміну російським «Союзу» та «Прогресу». Технічне завдання готове, погоджуються договірні документи, підтверджує Дудоров (РКК «Енергія» не відповіли на запит журналу РБК). Перший політ «Федерації» в автоматичному режимі заплановано на 2022 рік, а з екіпажем – на 2024 рік. Спочатку Федір пробуде в космосі менше доби — за цей час корабель зробить кілька витків навколо Землі, розповідає Богданов: «Перші польоти кораблів завжди небезпечні, тому робот візьме на себе всі ризики замість живих людей». Після трьох-чотирьох подібних польотів управляти кораблем зможуть космонавти, а Федора можна буде вивантажити на Міжнародній космічній станції (МКС), зазначив головний конструктор.
Новий майданчик «Андроїдної техніки» дозволить створювати роботів не лише вручну, а й запускати лінії виробництва (Фото: Фото: Арсеній Несхожим для РБК)
Для польоту в космос «Андроїдна техніка» створить ще щонайменше трьох Федорів: один із них проходитиме випробування в лабораторних умовах (вплив радіацією, невагомість), інший — усередині макету корабля «Федерація», а третій полетить у космос. На відміну від нинішнього Федора, майбутній робот-космонавт має на 90% складатися з вітчизняних комплектуючих: у космічній галузі є лише обмежений список дозволених імпортних компонентів.
Фахівці «Андроїдної техніки» самі робитимуть більшість елементів, імпортними будуть базовий обчислювач, тобто «мозок» Федора, та матриця відеокамер, обіцяє Богданов. Крім того, роботу доведеться «прийти у форму»: зараз він широкий у плечах і важкуватий — максимально дозволена для нього вага становить 96 кг, розповідає головний конструктор.
До польоту у Федора також з'являться спеціально розроблені для космосу батареї і «чорна скринька», робот повинен буде сам зайти на корабель, контролювати його параметри польоту, виділяти тепло, як це робила б людина, і фіксувати всі події, що відбуваються. Російському «аватару» доведеться самому взаємодіяти із Центром управління польотами (ЦУП) та виконувати інші дії, які у майбутньому виконуватимуть живі люди, розповідає Богданов.
Один політ людини в космос коштує $2-4 млн, а кожен вихід людини у відкритий простір ще $0,5 млн, оцінює Дудоров. Тому він упевнений: простіше взяти робота, доставити його в космос, помістити на поверхні космічного апарату та керувати ним із Землі, виконуючи ті ж дії, що й людина. Гіпотетичний Федір може заощадити за десять років близько $120 млн, каже Дудоров.
У робота Федора було кілька «попередників», на яких фахівці тестували роботу софту та технологій (Фото: Фото: Арсеній Несхожим для РБК)
А в держкорпорації «Росатом», яка співпрацює з «Андроїдною технікою», вже доглянули Федора кілька затребуваних професій, розповіли у ФПІ: сортувальник радіоактивного сміття та фахівець із розбирання корпусів кораблів з ядерними енергоустановками, де поки що масу операцій виконують люди.
У 2017 році ФПІ та Міносвіти оголосили конкурс зі створення ПЗ для першого Федора: «його потенціал не обраний», наполягає Дудоров. З ініціативою створення софту для автономного управління виступили 30 російських вишів.
Після завершення проекту "Рятувальник" російський "аватар" довго не відпочивав.
«Робот платформи F.E.D.O.R. показав навички стрілянини з двох рук», - написав Рогозін у Twitter 13 квітня 2017-го. Розробники додали в нього нові технології, завдяки яким Федір навчився стрілянини македонською з двох пістолетів по групі мішеней, у тому числі рухомих. "Це відео вийшло нам боком - один з німецьких партнерів відмовився з нами працювати через те, що російський робот стріляє", - говорить з досадою Дудоров.
Поки що Федір-рятувальник «живе» в одній із лабораторій «Андроїдної техніки». Робот встановлений на спеціальній металевій підставці, яка тримає його, доки він вимкнений. "Готовий до роботи!" - вимовляє Федір чоловічим голосом у момент активації.
Для зйомки в журналі РБК співробітники "Андроїдної техніки" запрограмували Федора на виконання кількох команд. «Коли ви бачите, як японський робот спускається сходами, цьому передує кілька тижнів тренувань», — пояснює Дудоров. Під час показових виступів для нас Федір дублював дії оператора, одягненого у спеціальний костюм: брав яблуко, рухав руками, пересувався приміщенням.
Наприкінці зйомки співробітник спробував його повернути на підставку, але штовхнув, і Федір звалився на підлогу. "Жодного разу не падав, але все колись трапляється вперше", - говорить Дудоров. З підлоги Федора піднімали вчотирьох. Співробітники лабораторії ретельно оглянули голову — саме на неї припав удар; на перший погляд усе було гаразд. Дудоров нарік: «Шкода, що ви не зняли: було б непогано задокументувати цей момент для історії».
Москва. 13 квітня..E.D.O.R стріляти з двох рук і працюють над дрібною моторикою, повідомив віце-прем'єр РФ Дмитро Рогозін.
"Робот платформи F.E.D.O.R. показав навички стрілянини з двох рук. Іде робота над дрібною моторикою та алгоритмами прийняття рішень", - написав віце-прем'єр твіттері.
Спочатку він не уточнив, навіщо "Федору", якого готують до "посади" космічного пілота, потрібні стрілецькі навички. Однак потім пояснив, що "бойова робототехніка – ключ до створення інтелектуальних машин".
"Це стосується зокрема авіації та космосу. Тренування зі стрільби - це спосіб навчання машини виділяти пріоритети, причому миттєво, і приймати рішення. Ми не термінатора створюємо, а штучний інтелект, який матиме величезне прикладне значення в різних сферах", - написав Рогозін.
Наприкінці березня генконструктор з пілотованих систем і комплексів "Роскосмосу" Євген Мікрін повідомив, що першим пілотом нового російського космічного корабля "Федерація" під час льотних випробувань у 2021 році буде робот "Федор", а через два роки (2023 року) запланований пілотований політ.
У листопаді 2016 року повідомлялося, що фахівці РКК "Енергія" братимуть участь у створенні робота, який може вирушити в космос на пілотованому транспортному кораблі (ПТК) нового покоління "Федерація". "Пристрій буде створено на базі робота FEDOR (Final Experimental Demonstration Object Research), розробники - НВО "Андроїдна техніка" та Фонд перспективних досліджень", - йшлося у повідомленні прес-служби корпорації.
За інформацією прес-служби, генеральний директор РКК "Енергія" Володимир Солнцев прийняв рішення для роботи над проектом сформувати на базі одного з науково-технічних центрів корпорації робочу групу, яка визначить спектр застосування робота. Курируватиме цю роботу генеральний конструктор РКК "Енергія" Євген Мікрін.
У РКК "Енергія" з 2009 року за участю Центрального науково-дослідного інституту робототехніки та технічної кібернетики (ЦНДІ РТК) ведуться роботи зі створення адаптивного програмованого робота функціонально-антропоморфного типу. У 2016 році корпорація у кооперації з ЦНДІ РТК та НВО "Андроїдна техніка" виграла конкурс на виконання дослідно-конструкторської роботи зі створення робота космічного призначення "Косморобот" для перспективних космічних об'єктів. "Його дослідна експлуатація планується у 2020-2024 рр. у складі науково-енергетичного модуля російського сегменту Міжнародної космічної станції", - йшлося у повідомленні. У складі комплексу – мобільний робот, пульти управління, засоби інтеграції та наземний сегмент, інформує прес-служба.
