Новата технологична ера започва от роботите

Ако следите новините от света на технологиите и особено от тези по темите, свързани с изкуствения интелект, то може би не сте  пропуснали  свързаните с факта, че машините вече победиха хората в игри като шах и го.

Но знаете ли какъв е еквивалентът на постиженията на учените, когато стане дума за роботи, за техниката на движението, а не толкова за чистия изкуствен интелект? Еквивалентът на коя човешка игра днес е достъпен за роботите?

Отговорът – тенис на маса. Само помислете сега какъв брой точни движения за части от секундата и какви възприятия изисква тази игра и колко е било сложно и тежко за машините и хората да я овладеят. И макар състезателните игри между роботи  и хора да са принципно забавни, те демонстрират много по-важни неща – проверяват готовността на дадена технология за практическо приложение в реалния свят. Като например готови ли са за употреба самоуправляемите автомобили, или все още трябва да се поработи над тях, за да не убиват пешеходците.

Роботите стават все по-съвършени

Принципно хората си мислят, че днешните роботи са някакви грозновати машини, които на практика се ползват за замяна на монотонни действия, повтаряща се денонощно работа на конвейер. Но само за броени години новостите в технологиите преобразиха тези машини и ги направиха по-бързи, силни, евтини и даже възприемчиви. Да, днес роботите могат да разбират и да взаимодействат с околната среда.

Само си припомнете видеата, които ще намерите в интернет – за робота Atlas на Boston Dynamics, който може да гази в дълбока кал и сняг, да изкачва стълби, да се държи на крака върху хокейно игрище и дори да става бързо отново на крака, след като падне. Само преди броени години всички считаха тези способности на роботите за невъзможни.

По време на конференцията Exponential Manufacturing експертът в областта на роботиката и директор на Creative Machine Labs в Колумбийския университет Ход Липсън представи пет показателни тенденции, които формират и движат напред бъдещето на  роботехниката. Или казано накратко – петте основни пробива, които ще окажат най-голямо влияние в еволюцията на способните машини. Ето ги поред.

Подобренията в захранването

Енергия, захранване, електричество. Това са най-основните и необходими условия за работата на всяка роботизирана система. Затова подобрението на захранващите елементи чрез повишаване капацитета на батериите или тяхната ефективност (или пък и двете?) се явява един от най-важните двигатели на прогреса в роботехниката.

Както споменава и Липсън, „роботите днес употребяват по-малко енергия и могат да запазват по-голямо количество енергия на килограм тегло. Тези два факта спомагат сериозно за експоненциално бързото развитие и оптимизация на разхода на енергия.“ Освен това самите компютри, процесори, модули, които роботите използват, стават все по-бързи, евтини и много по-енергоефективни спрямо старите поколения.

Новите материали

Всички знаем за материалите с уникални свойства, които се появяват буквално ежедневно. Наноматериали, умни материи и сплави с невероятни функции притежават потенциала да променят сериозно процесите на конструиране на роботите, а заедно с това и да променят задачите, които могат да изпълняват.

Ето и един актуален пример – т.нар. „меки роботи“. Това са роботизирани системи, без твърд екзоскелет, а по-скоро със змиевидни тела, покрити от меки материи. Този тип роботи вече даде сериозна заявка за развитие в една среда, в която традиционните роботи определено се страхуват – водната.

Наскоро група учени създадоха и материал, симулиращ до голяма степен човешките мускули. Той е доста по-здрав от този на природните мускули, а в същото време е достатъчно мек и способен на управление. Протези, изработени от такива материали, могат да се появят скоро масово, а милиони хора с увреждания да бъдат спасени. Но по-интересното в случая е, че такива мускули могат да бъдат използвани за създаването на типове роботи, чието създаване преди години беше немислимо и само плод на научната фантастика.

Постиженията на изчислителната техника

Отново няма да ви кажа нищо ново – вероятно знаете, че компютърната (изчислителна) техника става все по-масова и проста за използване, все по-евтина и достъпна. Според част от доклада на Липтън днес компютър с процесор, работещ на 1 GHz струва около 35 долара. А на всичко отгоре може да го използвате за каквото сметнете за добре, при положение че размерите им също непрекъснато намаляват.

Заради това, че технологията става все по-евтина и масова, тя попада в ръцете на все по-младите поколения. Днес дори учениците в средното училище учат как да конструират реални роботи, а само преди няколко години с това нещо се занимаваха едва ли не само хора с докторска степен. Университетите почти не можеха да си позволят да поддържат подобни инициативи, заради огромните суми за инвестиции.

Освен това тази „самоделна революция“ разрушава ценовите бариери на традиционното производство на роботи. Ако преди години изработването на една-единствена машина струваше десетки, стотици хиляди долари, то днес цените са намалели с пъти, а сайтове, като Kickstarter помагат за още по-бързото налагане нови продукти на пазара. Един пример – проектът Makerarm, който събира бързо над половин милион долара за създаване на първия в света роботизиран манипулатор, който лесно се монтира  направо на бюрото ви. Той е проектиран и създаден изцяло по цифров път от ентусиасти, което помага цената за изработката да се намали съществено.

Изработката на самите роботи

Благодарение на нашумелите през последните години технологии за триизмерен печат скоростта на производство на роботите също нараства. Днес компаниите могат да печатат триизмерно частите за роботите, и то в съкратени срокове, което ще рече че могат да се занимават повече време и над други проекти. Новите възможности позволяват създаването на по-гъвкави, органични форми – като например безпилотен летящ робот, който има крила имитиращи тези на насекомите и прилепите. С тяхна помощ роботът може да излита и да кръжи във въздуха.

Възможността за триизмерен печат и проектиране на части за роботи направо променя правилата на „играта“. Помислете си само какво ще се случи с компаниите, които произвеждат например крайниците (ръце и крака) за роботи, когато изкуствените мускули се появят масово на пазара. И тук не става дума само за чисто икономически и бизнес причини, свързани с печалби. Възможността да проектирате целия робот, всяка отделна негова част на вашия евтин компютър, а след това да отпечатате частите му и да го сглобите за отрицателно време ще ражда занапред все по-смели идеи по отношение на външния вид и способностите на роботите.

Обемът на данните и подобрението на алгоритмите

Тези „неща“ звучат малко по-сложно, но също са част, и то ключова, от развитието на роботите. Макар и разполагащи с много милиони долари за хардуер, индустрията, занимаваща се с роботи, от години насам страда от липсата на правилни, точни и добре работещи алгоритми за грамотен анализ на всички събрани данни. Но явно и тези времена се променят.

„Изкуственият интелект, който през годините става все по-съвършен, помага на съвременните роботи да повишат способностите си да виждат и разбират всичко, което се случва около тях.“ Това отново е цитат от Липтън, човек, доста навътре със случващото се в света на съвременната роботика. Според него усъвършенстването на програмните езици и алгоритмите за управление на роботите позволява на тези машини да стават все по-автономни и независими от човека, а освен това да реагират и да се адаптират към сложни ситуации.

Роботите, които зависят от програмирането и софтуера, който ги ръководи, изобщо не са способни да се адаптират към променящите се условия на средата, защото нямат възможности за анализ и преценка. Затова създаването на сложни самообучаващи се алгоритми и ИИ е много важно в този случай. А то, разбира се, е в пряка зависимост и от бързодействието на хардуера.

Накъде се е запътила роботиката?

Според Липтън тези пет много важни тенденции могат наистина скоро да преобразят тотално цялата индустрия и дори външния вид на днешните заводи за роботехника. Представете си, че в близко бъдеще около вас израстват модерни фабрики, в които няма отделни роботи, а нещо като облачна система от техника, в която всички машини (компютри и роботи) постоянно си взаимодействат, обучават се и растат като една обща гъвкава система. Като организъм, който може да се учи, надгражда и дори автономно да се поправя след авария.

Това, което един робот от общата система научава за околната среда и ситуацията, мигновено ще става достояние на всички други около него. Общият интелект ще се повишава непрекъснато и бъдещите производствени роботи, впрегнати на работа във фабриките, ще получават буквално „опита от хиляди животи преди техния“, което допълнително ще ускорява всички предишни тенденции. А докъде ще доведе всичко това в крайна сметка – предстои да видим.