Железяки будущего
Научные разработки ведущих стран мира свидетельствуют: уже через 20–30 лет привычные нашему глазу киборги изменятся до неузнаваемости. И вместо человекоподобных андроидов, которыми уже мало кого можно удивить, в широкий обиход войдут роботы-бабочки, механические пчелы, хирурги с искусственным интеллектом и даже «мягкие железяки». Правда, отдельные эксперты в беседе с «Известиями» признались: повсеместное внедрение этих разработок в нашей стране может пойти со скрипом — для бизнеса и госслужб живая рабочая сила нередко обходится дешевле.
Недавно американский университет штата Северная Каролина распространил сообщение: инженеры из США учатся манипулировать летательными мышцами бабочек с помощью электроники. Как пояснили ученые, этот метод позволит разработать насекомых-киборгов для использования в чрезвычайных ситуациях.
«Блоха» без левши
В ходе своего исследования доктор Алпер Бозкурт прикрепил электроды к бабочке еще в то время, когда та находилась в стадии куколки. Таким образом инженеры смогли зафиксировать электромиографические сигналы, с помощью которых насекомые управляют своими мышцами во время полета. Затем бабочку поместили на специальную платформу, способную эти сигналы собирать. Подобным методом исследователи планируют сконструировать систему контроля над «перехваченными» сигналами и на расстоянии научиться менять траекторию полета бражников табачных. Конечная цель проекта — создание масштабной сети мобильных «живых» датчиков, которые смогут находить выживших после землетрясений и других катастроф.
С неменьшим упорством их коллеги, исследователи из Гарвардского университета сегодня бьются над созданием миниатюрных летающих роботов RoboBee, способных заменить живых пчел в таком полезном деле, как опыление растений. Впервые подобное механическое насекомое было презентовано в конце прошлого года, но после этого его модернизация была продолжена: ученые пытаются повысить грузоподъемность «букашки».
Член команды разработчиков Кевин Ма объяснил: сегодня RoboBee — это автономное устройство весом менее одного грамма. При этом робот должен не только обладать внушительными «физическими характеристиками», к примеру, уметь преодолевать силу ветра, паря между ветвями и листьями растений для опыления цветков, но и обладать зачатками интеллекта, то есть запоминать, над какими из растений он уже потрудился.
Как поясняют исследователи, создание такого чуда техники — задача довольно сложная. Так, несмотря на свою миниатюрность, RoboBee должен быть оснащен комбинирующими двигателями, целым набором сенсоров, батареей, чипом и модулем беспроводной связи для удаленного управления со стороны сервера, для которого должно быть написано программное обеспечение. Так что проект, скорее всего, окажется долгосрочным: по словам Кевина Ма, для его завершения потребуется еще 10–15 лет. Перед разработчиками стоит множество нерешенных задач: улучшение коммуникационных возможностей и скорости движения, расширение емкости батареи. Национальный научный фонд США выделил на поддержку проекта $10 млн.
«Стремление максимально использовать те возможности, что нам дает живая природа, является одной из основных тенденций в развитии современной робототехники, — рассказывает Евгений Юревич, основатель и почетный главный конструктор ЦНИИ робототехники и технической кибернетики, профессор Санкт-Петербургского политехнического университета. — Первое направление — дальнейшее развитие искусственного интеллекта, затем — искусственной креативности, которая подразумевает использование интуиции».
Помимо этого, по словам эксперта, ученые продолжают работу над усовершенствованием движения киборгов — это шагание, ползание, плавание, полет. Причем в идеале делать это роботы должны не как механические устройства, а как обитатели живой природы — птицы, дельфины, гусеницы, бабочки. «Добиться подобных результатов очень непросто, так что пока успехи на этом поприще достаточно скромны», — констатировал Евгений Юревич.
В поисках искусственного интеллекта
Куда эффективнее оказываются попытки ученых создать роботов-медиков, причем работу над этим «сообществом» киборгов не без успеха ведут и наши отечественные конструкторы. К примеру, недавно подобный проект взял на себя Институт конструкторско-технологической информатики РАН при поддержке Минпромторга РФ. Как пояснили ученые, на разработку «железного врача» им потребуется четыре года.
По подсчетам экспертов, в общей сложности российским больницам сейчас необходимо порядка 500 роботов. Поясним, что чаще всего их используют в области урологии. Пока что в клиниках стоят установки американского производства, но на всю страну закуплено лишь 20 экземпляров. «У нас 150 миллионов человек, и у нас сейчас 20 роботических установок из США. Мы считаем, что должно быть две-три установки в каждом регионе», — признался Дмитрий Пушкарь, главный уролог федерального Министерства здравоохранения.
В настоящее время роботы-медики «трудятся» лишь в Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Ханты-Мансийске и на дальневосточном острове Русский. Хирурги там управляют конструкцией дистанционно с помощью джойстиков, и операция проводится в максимально стерильных условиях. Еще один плюс от этого ноу-хау — заметное снижение вероятности осложнений после операции. «Время пребывания в стационаре снижается в четыре раза, сантиметровые разрезы заживают через трое суток, операция не приводит к инвалидизации», — подчеркнул Дмитрий Пушкарь. Но где уж отечественные ученые демонстрируют по-настоящему выдающиеся результаты — это в так называемой «экстремальной робототехнике». «Речь идет о роботах, используемых в космосе, глубинных водах, военном деле, при чрезвычайных ситуациях», — сообщил Евгений Юревич. Вершиной научной мысли здесь пока что считаются попытки научить киборгов ориентироваться в живом мире не по подсказке извне, а благодаря собственному «разуму». К примеру, ученые изучают, каким образом ориентируются птицы во время перелета на юг. В идеале таким же интеллектом должны обладать и роботы.
«Роботы уже умеют разговаривать, узнавать своих хозяев, «снимать» информацию о состоянии здоровья пациента и переправлять ее, к примеру, в больницу, — перечисляет достижения Михаил Романов, декан факультета кибернетики Московского государственного технического университета радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА). — В нашем институте был создан робот, способный выполнить, так скажем, не самую простую команду: «Возьми большой кубик и отнеси к тому маленькому кубику».
Однако, по словам эксперта, одно из самых перспективных направлений отрасли — попытки создать киборга, максимально похожего на человека. «Людям приятно видеть себе подобных. К примеру, в Звенигороде недавно был показан робот, способный воспроизводить мимику человеческого лица, сверху он был покрыт материалом, напоминающим человеческую кожу. Ног у него, правда, не было», — признал эксперт.
Киборг из «плюща»
Куда скептичней отечественные исследователи отнеслись к возможности светлого будущего у так называемых «мягких роботов» — тех устройств, что недавно наделали немало шума по ту сторону океана. К примеру, в лаборатории Массачусетского технического университета объявили: у них стоит аквариум, в котором плавает киборг по кличке Пузырек (Bubbles). По мнению зарубежных ученых, роботы, в значительной степени состоящие из мягких материй, в скором времени помогут решить массу проблем и направят течение мысли современных исследователей в принципиально новое русло.
«Мы создали робота, тело которого состоит из двух частей: в твердой хранятся все вычислительные элементы, а мягкая позволяет ему двигаться, — пояснил Эндрю Марчиз, аспирант Массачусетского технического института. — В голове содержится газ, поступающий в хвост и заставляющий его двигаться из стороны в сторону. Это как надувать воздушный шарик». Мягкая конструкция робота делает его не только маневренным, но и безопасным для окружающих. Помогая вам с домашними делами, он вряд ли наступит на кошку или случайно снесет дверную коробку.
«По большему счету подобные устройства — не больше, чем рекламный ход, — считает Евгений Юревич. — Ничего нового в них нет. И никаких сенсационных открытий на этом поприще не предвидится». По словам ученого, не важно, из какого материала робот создан, главное — какими приводами реализуется его движение. Какими бы сильными гидравлическими устройствами роботов ни оснащали, все равно они уступают нашим естественным мышцам. Так что задача ученых — создать такие приводы, которые были бы не хуже мышц живых существ.
Секрет счастья
Однако при обсуждении вопроса, как быстро киборги завтрашнего дня будут разрабатываться и внедряться, эксперты советуют не питать излишнего оптимизма. «Развитие робототехники во многом зависит от промышленного потенциала страны, от того, насколько государство в принципе готово вкладываться в высокотехнологичные предприятия, — убежден Дмитрий Новиков, заместитель председателя комитета Государственной думы по науке и наукоемким технологиям. — Вести такие разработки без госзаказа довольно затратно и трудно».
Далеко не всегда рвутся тратиться на такие изобретения и представители бизнес-сообщества. Юрий Белоусов, директор Центра прикладной экономики, в беседе с «Известиями» вспомнил: «На одном западном магниевом заводе я сам был свидетелем разговора между крупным российским предпринимателем и его западным коллегой. Наш соотечественник заметил: у него на заводе так называемые «хвостики» у получившихся слитков магния отрубает специальное автоматическое устройство, здесь же почему-то это делается вручную, специальным работником. Так вот коллега ему пояснил — он и сам думал над покупкой таких роботов, но подсчитал возможные расходы и понял: живая рабочая сила в этом деле обойдется намного дешевле». Так что, оказывается, и внедряя робототехнику, прежде всего надо считать деньги.
