Robodem: «Роботы - это возможность показать, что мы делаем»

В последние выходные августа состоялось финальное соревнование конкурса беспилотников «Летающие роботы», организованного компанией КРОК. Участникам нужно было создать беспилотное летающее устройство, которое сможет в автоматическом режиме взлететь из точки старта, миновать препятствие и приземлиться на финишную площадку лабиринта, после чего снова взлететь и вернуться в исходное положение. В борьбе за один миллион рублей победу одержала команда Robodem из Сергиева Посада. iBusiness.ru встретился с ее участниками - Александром Ершовым и Юрием Рождественским, чтобы узнать об их отношении к робототехнике и судьбе выигранного миллиона.

iBusiness.ru. Чем вы занимаетесь по жизни, и какое место в ней занимают роботы?

Александр. По жизни, мы — профессиональные программисты. Я закончил Краснодарское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск стратегического назначения, учился на кафедре кибернетики. Во время обучения, познакомившись с людьми, работавшими в команде академика Амосова, я заинтересовался искусственным интеллектом. Николай Михайлович Амосов — киевский академик, который известен в нескольких областях — как кардиохирург, публицист и кибернетик. Он пытался понять, как работает естественный интеллект, выделить общие информационные алгоритмы его работы. Его команда в 70-е годы прошлого века делала такие вещи, которые, если посмотреть сейчас, кажутся маловероятными. Тогда это было популярно – нейрокомпьютеры, однако они уперлись в низкую на тот момент производительность компьютеров и ушли в сторону разработки аппаратного нейрокомпьютера.

Юрий. Я с детства интересовался техникой. Когда меня спрашивали лет в 7-8, кем я хочу быть, я говорил, что хочу быть конструктором машин. Конструктором машин я не стал, но, по сути, занимаюсь чем-то похожим — пишу программы. С 12 лет я начал заниматься программированием. Скорее, я был вынужден это делать, так как денег на нормальный компьютер у нас не было, мы были в эмиграции, сначала в Израиле, потом в Канаде. Соответственно, купить компьютер, на котором работают современные игры, мне не могли. Приходилось программировать. Вообще, должен сказать, мне всегда нравилось программировать. И когда появились первые возможности работать с роботами, я понял, что это позволяет мне выразить свои мысли воплоти. Потому что основная беда программиста в том, что ты целый день что-то делаешь, приходишь домой, весь в восторге, как у тебя хорошо получилось запустить какую-то штуку, а показать окружающим – по факту, нечего. А роботы - это возможность показать, что мы делаем.

iBusiness.ru. Как давно начали заниматься роботами?

Александр. Искусственным интеллектом я занимаюсь с 1989 года. В то время многие пытались решить проблемы вычислительных мощностей за счет нейросетевых ускорителей – специальных дорогостоящих плат, вставляемых в обычный компьютер. И мы прочитали в журнале, что американцы обсчитывают 300 тысяч нейронов в секунду. На языке математики это значит, что это равносильно одновременному решению 300 тысяч дифференциальных уравнений. И мы с коллегами, как это раньше было принято в Советском Союзе, «вешали плакат» с целью догнать и перегнать — сделать то же самое без нейроускорителей. На своем компьютере, который был в три раза слабее, без нейроускорителя я тогда добился такой же скорости.
В то время интерес к нейросетям зашкаливал – появилось что-то, что можно было связать с деятельностью человека. Мы целину подняли, в космос слетали, а теперь еще знаем, как мозг «построить». Это была мировая эйфория. Представлялось, что завтра у нас будут кофеварки ходить и общаться с нами на естественном языке. Но когда начали решать более-менее реальные задачи, поняли, что не все так радужно получается.
После этого была и вторая волна развития нейросетей, когда появились первые математические модели, и третья, когда был период, названный 10-летием изучения мозга.
В 2001 году, сотрудничая с немецкой компанией «Neuropower», для участия в выставке в Вене мы создали лего-робота, который управлялся с помощью компьютера. Идея: есть 9 кубиков, и из них надо собрать логотип компании. Кубики разбрасывались случайным образом, а над происходящим сверху висела вебкамера, которая передавала картинку на компьютер. И задача компьютера сводилась к тому, чтобы гонять этого робота так, чтобы он собрал логотип.
Это настолько тогда всем понравилось, что нас пригласили на западногерманское ТВ, выступить в программе «Computer Club». В той же самой передаче презентовали первый bluetooth. Это был наш первый опыт в робототехнике.

iBusiness.ru. А были еще какие-нибудь роботы в России в это время? Кроме вас этим занимался кто-нибудь?

Александр. В то время из-за слабой общей технической базы роботами могли заниматься только серьезные организации, НИИ — не было доступных элементов, датчиков, моторов, компьютеры были слабыми.

Юрий. К тому же разработка роботов требует смены парадигмы. Когда мы начали заниматься роботами, то ездили на разные робототехнические соревнования. Например, на одном из них, была номинация Кегельринг-Макро — предлагался круг диаметром 1,5 метра, в котором произвольно стоят 8 банок – 4 черных и 4 белых. Задача — вытолкнуть все белые и оставить все черные. При этом внутренняя часть круга – белая, а увидеть белую банку на белом фоне через камеру очень тяжело, а мы обязательно хотели использовать камеру. И мы решили поставить датчик приближения или присутствия. Как в современных водопроводных кранах – руки подносишь — льется вода. Робота ставили в центр круга, а дальше он начинал вертеться. Если что-то замечал, фотографировал, а мы определяли – черное или белое. Если белое, он ехал вперед, выталкивая банку за круг, если черное – продолжал дальше вертеться. Ничего сложного, но до этого никто не додумался совместно использовать камеру и датчики, не смогли «выйти из коробки» (от think out of the box – мыслить оригинально).
Мы все ставим себе ограничение в мышлении, чтобы комфортно жить. Потому что когда нет ограничений, жить очень тяжело. Делай что хочешь. А вот есть правило, например, не брать чужого. И таких правил очень много. Так же и в технологиях. Вот Стив Джобс смог вырваться и показал, как сделать сенсорные телефоны удобными для людей. Вот так же и здесь. Есть много разных технологий, но люди никак не поймут, как сделать, чтобы это было изящно, легко, правильно, а главное — дешево и надежно.

Александр. Кстати, расскажу про одно изящное решение. Мы, в рамках подготовки к конкурсу КРОК, решили съездить на Весенние соревнования роботов. Они проводились в Питере на базе физико-математического лицея №239. Нам как раз надо было научиться управлять дроном и распознавать кресты. На наш взгляд, задача распознавания маркеров взлета и посадки была самой сложной в соревнованиях. Пролететь по лабиринту с существующими датчиками, технологиями и нашим опытом не было проблемой. Так вот, в Питере был полигон с размерами 10 на 5 метров, и в нем пунктиром нарисована восьмерка, а в центре каждой ее части - по одному оранжевому столбу. Нужно было пролететь восьмерку, накрутив как можно больше кругов за 10 минут. Кто-то ориентировался по столбам. Мы же решили – будем смотреть на пунктирную линию. (iBusiness.ru: видео можно посмотреть на странице участников).

Юрий. Когда мы разрабатывали алгоритм для распознавания крестов, запускали дрона в комнате, но его постоянно сносило. Тогда я предложил сделать так, чтобы робот для начала научился просто висеть над крестом. В этом случае мы можем выставить дрона над крестом, чтобы нижней камерой он его видел. Если включаем автопилот, то он сам должен удержаться в зоне креста. За неделю до питерских соревнований у нас был только этот алгоритм зависания над крестом. И мы подумали - а зачем нам что-то еще писать? Ведь если у нас отработано зависание, а там пунктир, две линии входят в камеру точно. Если в качестве центра креста ориентироваться на верхнюю линию в кадре, а дрон должен висеть над крестом, то происходит следующее: робот видит условный «крест», подлетает к нему, смотрит и видит следующий, летит уже к нему. И он, как осёл за морковкой на палке, так у нас эти восьмерки и крутил .

Александр. Кстати, на этом соревновании мы впервые столкнулись с проблемой со связью. В течение 6 минут из 10 мы пытались установить связь. У кого-то телефон зазвонил, у кого-то sms пришло, кто-то мимо прошел. И из-за этого мы летали только 4 минуты. Этот новый опыт мы приняли к сведению и проработали вопрос со связью к конкурсу летающих роботов КРОК.
Также на тех питерских соревнованиях мы научились руками управляться с дроном – подсмотрели основные приемы у других пилотов. Дрон крутит винтами, а мы в ограниченной комнате – подойти страшно. Но иногда, чтобы уберечь дрона от столкновения со стенами и падения, для того чтобы он не подлетел близко и не улетел далеко, его можно удерживать за хвост руками (кто-то держит его на палке или веревке), а еще можно просто брать с двух сторон и переворачивать, тогда он сразу выключается.

Юрий. Да, тогда мы успокоились, а до этого его очень берегли. А вообще Ar.Drone хорошо сделан — самые ломающиеся детали легко заменяются (но при этом хорошо стоят). Хотя сам дрон продается, практически, по себестоимости: 300 долларов за рубежом, у нас – около 12 тысяч рублей со всеми накрутками: это аккумулятор, контроллер, две камеры, радиоуправление, wi-fi модуль, винты, моторы...

iBusiness.ru. Как вы видите коммерческое применение роботов?

Александр. Уже сейчас квадрокоптеры используют для съемки мероприятий с воздуха, свадеб, шоу и т.д. Но как было точно подмечено в одной из статей, главная проблема сейчас - отсутствие юридической базы.
Чтобы запустить квадрокоптер, необходимо перекрывать воздушное пространство. Это главная проблема, которая сейчас есть. Еще одна проблема — для автономности необходимость производить вычисления на борту. Из-за этого сразу же вырастает масса прибора. Либо использовать бензиновые двигатели, но для этого требуется специальное разрешение. Если бы всех этих проблем не было, нашлось бы множество вариантов их применения: воздушная съемка, авиапочта, мониторинг состояния территорий…Что касается авиапочты с применением роботов, то она будет крайне востребована во многих крупных городах, где вопрос автомобильных пробок стоит очень остро. Например, в Нью-Йорке, есть служба экспресс-доставки документов — в течение часа из офиса в офис их доставляют люди на велосипедах. Но это может делать и робот. Для этого можно использовать обычную будку или контейнеры, как у кибер-почты, — прилетел, разгрузился, полетел дальше (есть такие проекты).
Но в первую очередь, роботы, конечно, востребованы там, где человеку тяжело — исследовательские работы, поисковые. Например, – в лесу потерялся человек. Квадрокоптеры – дешевые, их можно запустить с десяток с камерами. Если они увидят объект не зеленого цвета, значит, это может быть человеком, и фотографию этого места нужно отправить оператору для дальнейшей обработки и принятия решения.
Или случай, аналогичный Фукусиме. Сколько времени там потеряли, потому что боялись или не хотели отправлять людей на смерть. Не везде человек может проникнуть, если мы, например, говорим про завалы после землетрясения. Но можно запустить туда «робота-таракана», он найдет по инфракрасному отпечатку, как человека, так и еще что-то. Или вот сейчас, я слышал, квадрокоптеры используют ученые для наблюдения за пингвинами.
Еще интересный момент. Я — рыболов-любитель, и знаю, что одна из проблем у государства – найти браконьеров. Беспилотники тоже уже используются и для этого. Просто полетали сверху, поснимали, нашли браконьеров. Никто же не смотрит, что там за птицы над тобой летают…

Юрий. Сейчас уже есть беспилотники-самолеты, которые могут находиться в воздухе до нескольких месяцев. Однако, у самолета основная проблема – взлет-посадка. У коптеров здесь явное преимущество. Пришел, кнопку нажал, он взлетел и уже над тобой.

iBusiness.ru. А как вы относитесь к роботам-андроидам?

Юрий. Роботы-андроиды – это машины, которые приспособлены под человеческие условия – лестницы, ступени, эскалаторы, проходы, двери.

Александр. Использование огнетушителей, езда в автомобиле – все это рассчитано на человека – две руки, две ноги. Андроид – это робот-универсал. Он может стоить дороже в разработке, но в сумме сэкономит на том, что он уже адаптирован под то, что мы построили для себя.

iBusiness.ru. И каковы перспективы?

Юрий. Люди хотят видеть рядом с собой роботов. Как было и с первыми смартфонами. Это было не удобно, люди мучились, но пользовались ими, потому что это давало определенные преимущества. А робот – это прибор, который не привязан к столу, стулу, шкафу, он может сам принимать решения и находиться в разных местах. Например, видит – холодильник не закрытый, идет и закрывает. Видит, что человек грустный – начинает его веселить. Видит, что много людей идет – отъезжает, чтобы не наступили. Автономность и свобода перемещения - это то, чего не хватает в компьютере, за которым нужно сидеть и управлять им.

Александр. До сих пор все устройства, которые мы используем и которые можно назвать роботами, не имеют свободы перемещения, они стационарны. Или привязаны к среде. Например, робот-пылесос. Востребовано? Востребовано. Запустил и забыл. Я слышал, что около 25% всех пылесосов в Испании – это роботы.
Или робот-кладовщик: система раздает задания, робот – исполняет. Или роботы присутствия для выставочной деятельности. Уже есть роботы, которые кормят собачек и развлекают их, если им грустно.
Сейчас в больницах США уже используются роботы, которые никогда не путают, кому, когда и сколько лекарства принести. И робот никогда не забывает об этом. Задача простая алгоритмически, но при этом очень ответственная. И можно проконтролировать — достаточно просто повесить камеру.
Или робот-сиделка для одиноких инвалидов. Робот может дать ему таблетки, снять телеметрию, позвонить оператору, чтобы вызвать помощь.
Сейчас много говорят про концепцию умного дома. Если производители встраивают модули беспроводной связи в лампочки, то когда-нибудь появится робот-дворецкий, который знает, когда включить мультиварку, когда и какую заказывать еду и т. д.

iBusiness.ru. Самый интересный вопрос – на что вы потратите миллион?

Александр. На эти деньги была организована компания «Рободем», в которой мы с Юрием сейчас работаем. Мы верим в то, что робототехника вот-вот войдет в наши дома. И мы хотим делать своего домашнего робота, чтобы запустить его и к вам домой .
В первую очередь, это будет игрушка, симулятор живого существа или домашнего животного. Он будет сам искать зарядку и заряжаться, если нужно. При этом он будет выражать эмоции, радоваться вам, знать и находить хозяина, с ним можно будет общаться голосом. Он сможет поздравить члена семьи с днем рождения, рассказать анекдот, сказать, кто звонил вам в ваше отсутствие. Посмотреть, на худой конец, выключили ли вы утюг. Или передать ребенку, который не берет трубку, чтобы тот делал уроки .

iBusiness.ru. Мы слышали, у вас есть планы по поводу кружка для детей?

Александр. Да, и это уже не только планы. Мы живем и работаем в городе Сергиев Посад, очень его любим и пытаемся создавать рабочие места «под боком». Поездив по соревнованиям, нам стало обидно за наш город, ведь у нас дети не занимаются робототехникой так, как это происходит в больших городах. Что такое робототехника в нашем понимании – это и электроника, и программирование, и конструирование, и 3D-моделирование и 3-хмерная печать. И мы открыли для детей в возрасте от 8 до 14 лет Клуб Спортивной Робототехники в Сергиевом Посаде, в котором уже проходят занятия.

Юрий. В основном дети пришли к нам с «Фестиваля живых эмоций», который проходит в Сергиевом Посаде. Это мероприятие для тех, кто матрешек делает, мед варит, шьет, в общем, все, что угодно делает. А мы собрали робота, которым надо было управлять, чтобы толкать блоки по площадке. И детям давали поиграть. И всем, кто интересовался нашим роботом, говорили – приходите в Клуб. Сейчас у нас занимается уже 20 человек. О помещении мы договорились с Образовательным центром «Содружество». Они занимались дошкольниками, но очень хотели сделать у себя что-нибудь для детей постарше, так мы нашли общий язык.

iBusiness.ru. Спасибо за интервью, еще раз поздравляем с победой и желаем успехов в развитии робототехники!