Там, где делают лучших в мире роботов

Ученые ещё не скоро сделают мыслящего робота, но уже сегодня они работают над созданием роботов, способных держать пластиковый стаканчик, не сминая и не роняя его. EPFL

Здесь, в одной из многочисленных лабораторий Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL), рождается будущее — имеются в виду инновационные роботы-ассистенты, гибкие, подвижные, «интеллектуальные». Журналисты SWI swissinfo.ch разузнали, кто стоит во главе этого очень перспективного направления инженерной и научной мысли, сфокусированной на развитии робототехники и смежных технологий.

Звучит как пустой маркетинговый слоган, но это факт: Швейцария — действительно чемпион мира по разработкам в области робототехники. «Почти четверть из двух десятков лучших робототехнических лабораторий мира находятся в Швейцарии, при том что в стране проживает всего восемь с половиной миллионов человек», — говорит Од Биллар (Aude Billard), возглавляющая Лабораторию цифровых алгоритмов и обучающихся систем (LASA) в Швейцарском федеральном технологическом институте Лозанны (EPFL). 

Шоколадки и часы с кукушкой? Как бы не так! За последнее десятилетие Швейцария незаметно стала мировым лидером в области робототехники. И если это в самом деле так, то произошло это только благодаря таким ученым, как Од Биллар. «Если взять два десятка лучших робототехнических лабораторий мира, то почти четверть из них расположена именно в Швейцарии, в стране с населением всего-то восемь с половиной миллионов человек», − говорит Од Биллар, руководитель Лаборатории цифровых алгоритмов и самообучающихся систем (Learning Algorithms and Systems Laboratory LASA) в Лозаннском Политехе (EPFL).

В сфере робототехники долгое время доминировали ученые из Кореи, Китая, Германии и США. Однако в последние годы в Швейцарии огромный шаг вперед был сделан в области изучения и создания, например, новых инновационных материалов, ПО и систем искусственного интеллекта. Кроме того, здесь созданы благоприятные рамочные правовые, политические и финансовые условия для основания стартапов, воплощающих результаты этих исследований в жизнь на стыке науки и рынка, бизнеса. Не отстают в силу своих возможностей и политики с чиновниками.

Так, еще в 2010 году Швейцарский национальный научный венчурный фонд (Schweizerischer Nationalfonds SNF), организация федерального уровня, занимающаяся поддержкой инновационных исследований, создала национальную исследовательскую программу (Nationaler Forschungsschwerpunkt NFS) под названием Robotics, объединяющую под эгидой EPFL шесть вузов и НИИ. Прошло 12 лет, инвестиций реализовано на 85 млн франков, и теперь наступило время перехода к новой фазе. 

От лаборатории до конвейерного производства

Швейцарское агентство по поддержке инновационного развития (Innosuisse, Schweizerische Agentur für Innovationsförderung) начало на базе программы Robotics реализацию проекта по созданию Национальной тематической сети с акцентом на робототехнику (Nationales Thematisches Netzwerk NTN). Этот проект призван стать этаким административным ресурсом, «бустером», стимулирующим исследования в области робототехники с ежегодным финансированием в размере до 500 000 швейцарских франков. Од Биллар назначили как раз директором этой программы, которая способствует развитию сотрудничества между наукой, образовательной сферой и бизнесом, а также обмену опытом и лучшими лидерскими практиками.

Физик по образованию, Од Биллар (Aude Billard) работала в CERN, защитила кандидатскую диссертацию по проблемам ИИ в Эдинбургском университете, работала в должности профессора в Университете Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе (University of Southern California in Los Angeles). Сейчас возглавляет лабораторию в EPFL. На фото: Од Биллар и разработанный ею прототип роботизированной системы Hexe («Ведьма»). swissinfo.ch

И вот тут как раз и стоит обратить внимание на один очень важный аспект. В СМИ почти каждый день можно прочитать о том, как ученые в том или ином вузе или НИИ сделали что-то удивительное или добились уникальных результатов. Но почти никогда нет самого важного: а как это «удивительное рядом» будет реализовано на рынке, в формате какого продукта, технологии, какого конкретного прибора? Сильная сторона Швейцарии как раз и состоит в том, что инновационные исследования тут ведутся с прицелом не на Книгу рекордов Гиннеса, а на рынок. Вот и теперь, в рамках нового этапа и на базе программы NTN всё свое внимание инженеры и ученые будут обращать именно на то, что сейчас востребовано на рынке, в том числе в плане робототехники, применимой в промышленной и сервисной областях. 

Как говорит Од Биллар, «мы будем ежегодно оказывать финансовую и прочую поддержку как минимум десяти стартапам и проектам в сфере робототехнике. Но создать стартап — это конечно сложно, но это еще полдела, а вот вывести на рынок новый вид потребительской продукции — это настоящая проблема». Одна из задач современной робототехники заключается в обеспечении перехода от жестких несущих конструкций из металла или твердого пластика к гибким материалам, обеспечивающим повышенную адаптивность под нужды пользователей. Потому что ясно: если робот и сможет когда-то сравниться с легкостью и точностью движений руки человека, то только при помощи мягких и гибких конструкций-манипуляторов. 

И это не просто вопрос комфорта: роботы должны адекватно взаимодействовать с окружающей средой и людьми, выполняя первый закон робототехники: робот не может нанести вред человеку, в том числе и путем случайного ранения каким-нибудь жестким или острым ребром или поверхностью. Огромную роль играет в этом машинное обучение. «В изучении основ искусственного интеллекта (ИИ) у нас уже был достигнут значительный прогресс», — поясняет Од Биллар. «И главное, полученные результаты исследований уже способны привести к созданию конкретной потребительской промышленной продукции. Полагаю, что уже в обозримом будущем мы станем свидетелями огромных достижений в этой области. Гибкие материалы позволяют резко расширить диапазон возможностей робототехники, но при этом у нас, конечно, возникают и технические сложности. Нам предстоит разработать, в частности, качественно новые управляющие алгоритмы, опирающиеся именно на ИИ. Но я уверена, что скоро робототехника достигнет качественно новых высот в своем развитии, сделав эту задачу вполне решаемой».

Роботизированная рука, управляемая силой мысли − один из проектов LASA (видео на английском языке):

Особых результатов Швейцария добилась в области медицинской и реабилитационной робототехники, на долю которой приходится значительная часть исследований в рамках программы Robotics. Роботизация в медицине идет сейчас по целому ряду направлений — это и роботы-ассистенты для хирургии, это и микро-роботы, имплантируемые в организм человека, это и активные протезы, или экзоскелеты, которые работают в области физиотерапии и реабилитации, возвращая людям с ограниченной мобильностью способность двигаться самостоятельно. Наконец, в рамках программы NTN будет уделено внимание не только чисто техническим аспектам. 

Медицина и этика робототехники

Ведь разработка роботизированных систем ставит перед нами сложные этические и правовые вопросы фундаментального характера. «Мы и впредь будем внимательно относиться к этико-правовым аспектам использования роботов, мы окажем поддержку любым перспективным предложениям и проектам в области развития этических основ робототехники», — говорит Од Биллар. На данный момент в этой и смежных областях уже были основаны три новых стартапа, среди них компания AICA, созданная в 2019 г. с целью превращения процесса программирования промышленной и сервисной робототехники в процесс, буквально доступный любому, даже человеку, не имеющему никакого понятия о роботах и программном обеспечении. 

«Надо знать, что программное обеспечение роботизированной системы стоит не меньше «железа», — говорит Батист Буш (Baptiste Busch), соучредитель компании AICA. Батист Буш проходил обучение в вузах Нанта, Бордо и Варшавы, обладает степень кандидата наук в области робототехники. «К нам в LASA часто обращались производители с просьбой разработать и установить на их машины и оборудование какое-то программное обеспечение. Но лаборатория создана для целей фундаментальной науки». Поэтому он вместе с Од Биллар он решил пойти другим путем и создать специализированный прикладной стартап AICA, который начал свою деятельность в качестве консалтинговой компании.

Но уже в скором времени фирма начала сотрудничать с компаниями, создающими программы и технологии, позволяющие производителями и потребителями робототехники общаться адекватно между собой и роботами, говоря на одном понятном всем языке. «Мы предлагаем программное обеспечение, позволяющее оптимизировать процесс программирования роботизированных систем. Наше ПО менее сложное, нежели существующие сегодня на рынке программы продукты», — поясняет Батист Буш. Например, компания AICA разработала интерфейс, который позволяет пользователю, даже не имеющему диплома инженера самостоятельно перепрограммировать робота и поручить ему новую задачу.

Данная видеопрезентация от компании AICA рассказывает, как использование роботов может таким же простым делом, как звонок по мобильному телефону (видео на английском языке):