Будущее за роботами: 11 трендов развития робототехники в ближайшие годы
Развитие робототехники будет во многом зависеть от смежных отраслей: науки о материалах и достижений компьютерной техники. Аналитики Сбербанка выделили основные тенденции в отрасли на ближайшие пять лет
Фото: Сергей Бобылев / ТАСС

Люди склонны переоценивать эффект новейших технологий на ближайшее будущее и недооценивать их влияние на далекую перспективу. Но это не отменяет того, что экспертному сообществу, государству и бизнесу нужна «дорожная карта» развития инновационных отраслей в обозримом будущем.

Авторы ежегодного обзора рынка робототехники, который выпускает Сбербанк, обсудили со специалистами фундаментальные тенденции в этой области и в докладе за 2019 год представили 11 направлений, которые в ближайшие пять лет окажут наибольшее влияние на развитие робототехники в России и мире.

Робототехника Цифровая трансформация Инновационный бизнес
Российский рынок роботов: угрозы и возможности

1. Новые материалы

Даже если учитывать простейшие промышленные манипуляторы, в 2019 году на одного робота приходится около 3,5 тыс. человек, и соотношение это едва ли вырастет без радикальных перемен в науке о материалах, из которых создается робототехника, уверены авторы обзора. Особое внимание они уделяют двум перспективным материалам:

  • нитрид галлия (GaN), который может успешно заменять кремний для производства транзисторов;
  • графен, супертонкий и суперпрочный материал, из которого можно производить исполнительные приводы роботов, новые аккумуляторы и много чего еще.

2. Новые источники энергии, технологии ее сбора и хранения

Учитывая количество тепла, выделяемого при сгорании бензина и потребности человека в энергии, несложно высчитать, что если бы люди питались бензином, им нужно было бы всего 150 г топлива в день. В свою очередь, электромоторы сейчас еще менее энергоэффективны, нежели двигатель внутреннего сгорания. Чтобы роботы по своим возможностям могли конкурировать с человеком, нужны прорывные технологии в их энергообеспечении.

Например, это совершенствование нынешних литиевых аккумуляторов, создание новых элементов питания на основе водорода и прочее. Также нельзя забывать и об альтернативных, возобновляемых источниках энергии. Наконец, может быть реализована технология дистанционной подзарядки робота, например, от встроенных в пол или стены источников энергии.

3. Взаимодействие групп роботов и людей

Речь идет о системах управления беспилотным трафиком. Чтобы избежать несчастных случаев и аварий, транспортные роботы должны иметь канал взаимосвязи как с человеком, так и друг с другом.

Робототехника Регуляторы в инновациях Искусственный интеллект Внедрение
Правовед Виктор Наумов — о законодательном регулировании робототехники

4. Навигация в экстремальных условиях

Роботы должны понимать, что они делают и куда они двигаются не только в нормальных для человека условиях, но и там, куда люди просто так попасть не смогут: например, в горах или на морском дне.

Кроме этого, нельзя исключать ситуации, когда робот останется вообще без связи (например, под землей или при поломке спутника). На этот случай важно разрабатывать полностью автономную систему навигации для беспилотных устройств. Подобные наработки уже сейчас есть как за рубежом, так и в России.

5. Машинное обучение

Развитие искусственного интеллекта необходимо для создания действительно полезных и «умных» роботов. В перспективе нескольких лет аналитики Сбербанка выделяют в этой области четыре основополагающих вектора развития:

повышение эффективности использования нейросетей за счет усложнения их архитектуры или снижения энергопотребления;
обучение алгоритмическим процедурам вместо жесткого программирования, что упростит, а значит, и ускорит процесс получения машиной навыков;
массовое внедрение облачных сервисов для машинного обучения;
совершенствование двигательных действий роботов благодаря технологиям искусственного интеллекта.

Робототехника Искусственный интеллект Открытия Big Data
Заставь машину думать: как развивают искусственный интеллект у роботов

6. Человеко-машинное взаимодействие

Экономика роботов, как и всех других инновационных технологий, заключается в повышении производительности труда. То есть автоматизация — это не самоцель, а инструмент повышения экономической эффективности. Авторы обзора склоняются к тому, что наилучший результат покажет не замена людей роботами, а их сотрудничество. По их словам, взаимодействие роботов и людей будет развиваться по четырем основным направлениям:

  • робот как инструмент, повторяющий возможности человека (например, экзоскелеты и протезы);
  • робот как инструмент, расширяющий возможности человека;
  • робот-аватар, то есть машина, дистанционно управляемая человеком в труднодоступных местах;
  • социальное взаимодействие с человеком, например голосовые помощники и чат-боты.

Робототехника IT Искусственный интеллект Цифровая трансформация Стартап Инновационный бизнес Визионеры
Эмоциональный робот: как стартап меняет отрасль клиентских коммуникаций

7. Манипуляционная робототехника

Авторы доклада Сбербанка полагают, что в ближайшие пять лет нас едва ли ждет прорыв в аппаратных технологиях для роботов («железо»), зато развитие программного обеспечения позволит увеличивать возможности и снижать издержки манипуляционной техники.

В первую очередь речь идет о совершенствовании обратной связи сенсоров. Робот, захватывая объект, должен будет детально сообщать оператору его вес, размеры, силу сжатия и т.д. Также новые компьютерные технологии позволят программировать более сложные траектории движения манипуляторов.

8. Сенсорика

Одно из определений понятия «робот», которого придерживаются аналитики Сбербанка, гласит, что это машина, которая умеет воспринимать окружающий мир с помощью сенсоров, обрабатывать полученные таким образом сигналы и соответствующим образом реагировать. Удешевление, упрощение и совершенствование возможностей сенсорики — один из ключевых трендов развития робототехники в ближайшие годы.

9. Робосимуляторы

Чтобы обучать роботов, нужны большие объемы данных. Чтобы их получать, необязательно строить модель робота — иногда это может быть экономически невыгодно, иногда даже опасно для человека. Поэтому объемы создания компьютерных симуляторов робота с расширением автоматизации будут только увеличиваться.

10. Новый привод

Фундаментально принципы создания приводных механизмов едва ли изменятся, но и тут авторы обзора находят поле для внедрения инноваций. Помимо указанных в первом пункте новых суперпрочных материалов, это могут быть новые двигатели и редукторы.

11. Проектирование и производство

Опять же речь идет в первую очередь об инновациях в программном обеспечении. Библиотеки электронных компонентов, качественные цифровые дневники, инструменты виртуальной реальности способны упростить процесс проектирования изделия.

На этапе же производства стимулировать прогресс робототехники станет появление новых материалов, их удешевление, а также развитие 3D-печати. Здесь также не обойтись без оптимизации программного обеспечения, которое позволит создавать новые машины проще и быстрее.