Компания «Образовательная робототехника» создала лабораторно-исследовательский комплекс «Робот Бабочка», способный строить адаптивные алгоритмы управления роботами, при которых качество работы механических рук сравнимо с работой человека или даже превышает его. Комплекс демонстрирует высокую точность управления объектом манипуляции без захвата.
Три университета — Норвежский политехнический, Национальный мексиканский и «Иннополис» — закупили эти комплексы для обучения студентов. На очереди ведущие российские и, возможно, американские университеты. Если все пойдет по плану, выручка компании «Образовательная робототехника» вырастет в 10 раз в следующем году. Об этом «Инвест-Форсайт» узнал от гендиректора «Образовательной робототехники» Романа Усатова-Ширяева.
Компания «Образовательная робототехника» занимается цифровым прототипированием движений робота-манипулятора.
«Сейчас в роботехнике преобладающая и тупиковая ветвь, на наш взгляд, — это инженерный подход, — говорит Роман Усатов-Ширяев, — создается железо, потом его пытаются научить двигаться так, как хочется разработчикам. Этот путь очень дорогой, так как должно быть несколько модификаций этих роботов с последовательными улучшающимися характеристиками, и в результате мы получаем уникальную конструкцию, которую невозможно масштабировать».
Даже самый известный андроидный робот Atlas от Boston Dynamics умеет хорошо ходить и делать сальто, но на этом его умения заканчиваются. То же самое можно сказать и про японских роботов, которые пока так и не могут разобрать радиоактивную АЭС в Фукусиме изнутри. Потому что роботы, заходящие на Фукусиму, управляются телеметрически, их кабели перетираются, они теряют связь с оператором и остаются на АЭС.
«Образовательная робототехника» пошла другим путем. Она создает модель движения, которое нужно получить, а после этого подбирает компоненты для его реализации, и в результате получается масштабируемое решение для выполнения тех или иных манипуляций. Это сильно сокращает цикл разработки робота-манипулятора и снижает его стоимость. Компания занимается этим с конца 1990-х годов. Профессор Антон Ширяев, основной владелец в ООО «Образовательная техника» и брат Романа Усатова-Ширяева, разработал курс управления неполноприводными системами, который читался в Санкт-Петербургском университете ИТМО, Норвежском технологическом университете, университете Умеа (Швеция).
Задачу управления движением «Робот Бабочка» (Butterfly robot), который способен очень точно управлять объектами манипуляций без захвата, сформулировал профессор Кевин Линч в 1998 г. (Kevin Lynch, NorthWest Unversity, USA). К 2015 г. братья Ширяевы решили эту задачу, создав лабораторно-исследовательский комплекс «Робот Бабочка».
«Робот Бабочка» — это конструкция, в которой шарик катается по дорожке с траекторией, повторяющей цифру восемь, с выпуклостями и впуклостями. Алгоритм им управляет так, чтобы шарик не скатывался с траектории и не падал. «Бабочка» позволяет просчитать алгоритмы движения — например хирургического скальпеля или робота, режущего мясо, робота-шахтера, робота-фрезеровщика и пр. — там, где требуется ловкость человеческой руки. И сделает это в автономном режиме, без телеуправления. «Бабочка» в камеру видит движение шарика и дальше рассчитывает силу воздействия на объект манипуляции при помощи алгоритмов.
Во многих случаях это рассчитать невозможно, например в хирургии: не на живых же людях тренировать роботизированный скальпель. «Бабочка» будет отрабатывать гипотезы, когда шарик будет не твердым, а как, скажем, мешочек с песком, он будет в салазках проваливаться. Цена неудачного эксперимента у «Робота Бабочки» — упавший шарик, это недорого, в особенности если сравнивать со здоровьем человека.
Например, задача для робота-сиделки: рассчитать, какие усилия нужно применить, по какой траектории провести свои руки, чтобы поднять человека и, не сломав его, посадить. Какие сенсоры будут собирать информацию о состоянии и параметрах пациента при этом (весе, конституции и пр.) — второстепенная задача для «Робота Бабочки». Главное — найти правильные движения, которые можно описать в виде формул.
В 2011 г. братья Ширяевы зарегистрировали компанию «Образовательная роботехника». Она вместе с «Компьютерной роботехникой», разрабатывающей конкретные коммерческие приложения, образует группу «Роботикум». В 2015 г. «Роботикум» была единственной российской компанией на самой крупной робототехнической конференции робототехники и автоматизации (ICRA) в Сиэтле и попала в топ-7 разработок из 2500 представленных проектов.
Весной 2019 г. «Робота Бабочку» показали в двух самых престижных учебных заведениях США и мира — MIT (Массачусетском технологическом институте) и университете Мичигана. MIT делает подобного робота несколько лет, но у них не получилось. США под программу Третьей волны развития искусственного интеллекта выделяет миллиарды долларов, и все университеты бьются за разработки и бюджеты. Им требуется дешевое и практичное устройство, которое позволит отрабатывать базовые гипотезы по управлению роботами в автономном режиме. Это то, что может делать «Робот Бабочка», и стоит он всего 1,5 млн руб. В «Роботикуме» пока не видят конкурентов своей платформе.
Ведущие технические университеты Москвы и Санкт-Петербурга оборудуют лаборатории робототехники: к «Роботу Бабочка» есть интерес у МФТИ, ВШЭ, МГТУ им. Баумана, МИФИ. На сегодня «Роботикум» поставил свою «Бабочку» в университеты «Иннополис», Норвегии (3 комплекса) и Мексики (1) для обучения физиков, математиков и инженеров. Университеты Мичигана (США), Монпелье (Франция), Лунда (Швеция) и Королевская технологическая школа (Швеция) заказали эту лабораторную установку. Платформа, разработанная «Роботикумом», позволяет создавать лаборатории, работающие в сетевом формате, и включаться в работу сети даже небольшим группам ученых.
Фонд «Сколково» дал «Образовательной роботехнике» в 2015 г. 4 млн руб. для разработки этого лабораторного комплекса. В следующем году компания увеличит выручку в 10 раз — до 60 млн руб. — благодаря этим контрактам: 5 комплексов будет продано в этом году и 20 — в следующем.
В «Роботикуме» знают, где нужны такие модели, и ими уже создано 30 кейсов для промышленного применения. Например, для роботизации вывода ядерных отходов, для роботизации полировки, сверления, шлифовки деталей автомобилей и самолетов, для хирургических операций, для обслуживания пожилых и больных людей, для сбора овощей и фруктов, управления беспилотниками и т.д. Свои промышленные продажи «Роботикум» не раскрывает. Но, например, компания Rolls-Royce готова за робота для адаптивной финишной полировки турбинной лопатки заплатить $2 млн.
Операционный директор кластера ядерные технологии Фонда «Сколково» Владимир Туртиков говорит:
«Если для управления движениями промышленного робота использовать математический аппарат, как тот, что используется в “Роботе Бабочка”, то увеличится его производительность — он станет быстрее двигаться, возрастет точность его движения».
Источник: if24.ru