Tesla и другие компании пытаются наделить роботов искусственным интеллектом, однако их разработка сталкивается с техническими проблемами и проблемами безопасности. Но мечта о многоцелевом домашнем дроиде продолжает жить

В 2013 году американская робототехническая компания Boston Dynamics представила своего нового робота Atlas. Представленный на конкурсе Darpa Robotics Challenge, гуманоид ростом 188 см мог ходить по неровной поверхности, спрыгивать с ящиков и даже подниматься по лестнице. Это было похоже на то, что мы часто видим в фантастике: робот, созданный для того, чтобы работать, как мы, и способный выполнять всевозможные повседневные задачи. Это было похоже на рассвет новой эры. Роботы должны были выполнять всю нашу скучную и тяжёлую работу по дому, да ещё и стать помощниками для пожилых людей.

С тех пор мы стали свидетелями скачка в развитии искусственного интеллекта (ИИ), от компьютерного зрения до машинного обучения. Недавняя волна создания больших языковых моделей и генеративных систем ИИ открывает новые возможности для взаимодействия человека и компьютера. Но за пределами исследовательских лабораторий физические роботы остаются в основном на заводах и складах, выполняя очень специфические задачи, часто находясь за защитной клеткой. Домашние роботы ограничиваются пылесосами и газонокосилками — не совсем робот Рози.

«Роботизированные тела не получили существенного развития с 1950-х годов», — говорит Дженни Рид, директор программы робототехники в Агентстве перспективных исследований и изобретений (Aria), правительственном органе по исследованиям и разработкам, созданном в Великобритании в прошлом году. «Я не говорю, что не было никаких достижений, но если посмотреть на то, что произошло с вычислительной техникой и программным обеспечением, то поражает, как мало было сделано в данной области».

Разработка робота просто требует больше ресурсов, говорит Натан Лепора, профессор робототехники и ИИ в Бристольском университете. Талантливый человек, владеющий компьютером, может написать алгоритм, но создание робота требует доступа к физическому устройству. «Это намного медленнее и намного сложнее», — говорит он. «Именно в этом кроется причина отставания робототехники от ИИ».

Исследовательские лаборатории и компании надеются восполнить этот пробел: в разработке находится целый ряд новых человекоподобных роботов, а некоторые уже выходят на рынок. В апреле компания Boston Dynamics сняла с производства свою оригинальную гидравлическую модель Atlas и представила новую, электрическую версию, которую она намерена вывести на рынок в ближайшие несколько лет и начнёт тестировать на заводах Hyundai в следующем году. Компания Agility Robotics из штата Орегон утверждает, что её робот Digit — первый гуманоид, которому платят за работу по перемещению коробок в логистическом центре. Илон Маск утверждает, что гуманоидный робот Tesla, известный как Optimus или Tesla Bot, начнёт работать на автомобильных заводах в следующем году.

Но до появления роботов, работающих вне жёстко контролируемой среды, ещё далеко. Достижения в области искусственного интеллекта с нынешним оборудованием способны не на многое, говорит Рид, — а для многих задач физические возможности робота имеют решающее значение. Системы генеративного ИИ могут писать стихи или создавать картины, но они не могут выполнять грязную и опасную работу, которую мы больше всего хотим автоматизировать. Для них нужно нечто большее, чем мозг в коробке.

Разработка полезного робота часто начинается с рук. «Многие варианты использования роботов зависят от умения точно и умело обращаться с предметами, не повреждая их», — говорит Рид. Люди очень хороши в этом. Мы можем инстинктивно переключиться с поднятия гантели на работу с яичной скорлупой или с нарезки моркови на перемешивание соуса. Мы также обладаем прекрасным тактильным восприятием, что подтверждается нашей способностью читать шрифт Брайля. В сравнении с этим роботы испытывают трудности. Программа Рида Aria, получившая финансирование в размере £57 млн, направлена на решение этой проблемы.

По словам Рича Уокера, директора лондонской компании Shadow Robot, одна из проблем, связанных с ловкостью роботов, заключается в масштабах. В офисе компании в Камдене он демонстрирует робот Shadow Dexterous Hand. Она размером с человеческую руку, с четырьмя пальцами и большим пальцем, с суставами, имитирующими костяшки. Но хотя пальцы выглядят изящными, рука прикреплена к роботизированному манипулятору, который намного шире человеческого предплечья и полон электроники, кабелей, приводов и всего остального, что необходимо для управления рукой. «Это проблема упаковки», — говорит Уокер.

Преимущество руки в человеческом масштабе заключается в том, что она имеет правильный размер и форму для работы с человеческими инструментами. Уокер приводит пример лабораторной пипетки, которую он модифицировал с помощью Sugru, клея для формовки, чтобы сделать её более эргономичной. Можно прикрепить инструмент пипетки непосредственно к руке робота, но тогда он сможет пользоваться только пипеткой, а не, скажем, ножницами или отвёрткой.

Но полностью человекоподобная рука подходит не для всех задач. Самая последняя рука Shadow Robot, DEX-EE, выглядит довольно инопланетно. У неё три пальца, больше похожие на большие, чем на пальцы, которые заметно больше человеческих и покрыты тактильными датчиками. Компания разработала его в сотрудничестве с Google DeepMind, исследовательской лабораторией Alphabet по изучению искусственного интеллекта, которая хотела создать роботизированную руку, способную научиться поднимать предметы путём многократных попыток сделать это — метод проб и ошибок, известный как обучение с подкреплением. Но с этим возникли проблемы: руки роботов обычно разрабатываются специально для того, чтобы не врезаться в предметы, а если это происходит, то они могут сломаться. Мурило Мартинс, инженер-исследователь DeepMind, говорит, что когда он проводил эксперименты с оригинальной Dexterous Hand, «каждые полчаса я рвал сухожилие».

В DEX-EE на первый план выходит прочность: в видеоролике показано, как три пальца успешно разгибаются и сгибаются во время ударов молотком. Его больший размер позволяет использовать более крупные шкивы, которые создают меньшую нагрузку на проволочные сухожилия, а значит, он может надёжно работать не менее 300 часов.

Гидравлический гуманоид Atlas компании Boston Dynamics.

Несмотря на это, говорит Мария Бауза, научный сотрудник DeepMind, время, проведённое с роботом, очень ценно. На прошлой неделе компания DeepMind опубликовала исследование, в котором описывается новый метод обучения, названный ею DemoStart. В нём используется тот же подход «проб и ошибок», но вначале вместо настоящей руки робота используется симулятор. После обучения симулированной руки выполнению таких задач, как закручивание гаек и болтов, исследователи перенесли это заученное поведение на настоящую руку DEX-EE. «Руки всё ещё проходят через тысячи и тысячи экспериментов», — говорит Бауза. «Просто мы не заставляем их начинать с нуля».

Это сокращает время и затраты на проведение экспериментов, облегчая обучение роботов, способных адаптироваться к различным задачам. Однако навыки не всегда передаются идеально: в то время как смоделированная DeepMind рука робота могла вставить вилку в розетку в 99,6 % случаев, реальная рука справлялась с этим только в 64 % случаев.

Эта работа является примером того, как разработки в области искусственного интеллекта и тела роботов идут рука об руку. Только благодаря физическому взаимодействию роботы могут по-настоящему понять окружающую среду. В конце концов, отмечает Рид, большие языковые модели, стоящие за генераторами текстов, такими как ChatGPT, были обучены на огромном объёме человеческой речи, распространённой в Интернете, «но где взять данные о том, каково это — собирать клубнику или готовить сэндвич?».

Как пишет команда робототехников DeepMind: «Большая языковая модель может рассказать вам, как закрутить болт или завязать шнурки, но даже если она будет воплощена в роботе, она не сможет сама выполнять эти задачи».

Мартинс идёт ещё дальше. Он считает, что робототехника имеет решающее значение для достижения универсального искусственного интеллекта (УИИ) — интеллекта широкого назначения, эквивалентного человеческому, о котором мечтают многие исследователи ИИ. Он считает, что ИИ сможет по-настоящему понять наш мир, только если у него будет физическая форма. «Для меня УИИ не существует без воплощения, точно так же, как человеческий интеллект не существует без нашего собственного тела», — говорит он.

Руки, хотя и важны, являются лишь одной из частей тела. В то время как Shadow Robot и другие компании сосредоточены на пальцах, всё большее число компаний и лабораторий разрабатывают полноценных гуманоидов.

Привлекательность гуманоидов может быть отчасти психологической. «Это робот, которого мы все ждали – такой, как C3PO», — говорит Уокер. Но в использовании человеческой формы в качестве музы также есть своя логика. «Мы проектировали все наши среды вокруг людей», — говорит Джонатан Херст, соучредитель и главный робототехник Agility Robotics. «Поэтому человеческий форм-фактор — это очень хороший способ передвигаться, манипулировать и сосуществовать с людьми».

Но гуманоид может быть не лучшим вариантом для любой работы. Колёсный робот может проехать везде, где может проехать инвалид-колясочник, а когда дело доходит до труднопроходимых мест, четыре ноги могут быть лучше, чем две. Собакоподобный Spot компании Boston Dynamics может передвигаться по неровной поверхности или лестницам и самостоятельно вставать на ноги, если упадёт — с этим двуногие роботы справляются с трудом. «Если гуманоидный робот имеет форму, похожую на человеческую, это не значит, что он должен двигаться именно так и быть скованным ограничениями наших суставов», — добавляет представитель Boston Dynamics по электронной почте.

Digit от компании Agility Robotics. Фото: agilityrobotics.com

Пока что гуманоиды ещё только осваиваются. По словам Лепоры из Бристольского университета, яркие видеоролики и элегантный дизайн могут создать у людей нереальное представление о том, насколько они способны или надёжны. Ролики Boston Dynamics впечатляют, но компания также известна своими роликами, демонстрирующими неудачи её роботов. В январе Маск опубликовал видео, на котором Оптимус складывает рубашку, но внимательные зрители заметили признаки того, что роботом управляли удалённо.

Основной проблемой при выводе роботов из лабораторий и промышленных помещений в дома и общественные места является безопасность. В июне Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) создал исследовательскую группу для изучения стандартов, специально предназначенных для человекоподобных роботов. Аарон Пратер, председатель группы, объясняет, что гуманоид в общем пространстве — это совсем другое дело, нежели промышленный робот, заключённый в защитную клетку. «Одно дело, когда они взаимодействуют с коллегами по работе в компании Amazon или на заводе Ford, ведь с роботом работает обученный работник», — говорит он. «Но если я выведу этого робота в общественный парк, как он будет взаимодействовать с детьми? Как он будет взаимодействовать с людьми, которые не понимают, что происходит?»

Следующим шагом Хёрст видит роботов в сфере розничной торговли: они будут убирать товар с полок или работать в подсобных помещениях. Пратер считает, что вскоре мы увидим роботов-официантов. Однако для многих сфер применения использование роботов может оказаться нецелесообразным с финансовой точки зрения. Уолкер приводит в пример робота-доставщика. «Он должен быть экономически эффективным [по сравнению] с человеком на минимальной зарплате, работающим по контракту с нулевым графиком на электроскутере», — говорит он.

Большинство робототехников, с которыми я общался, говорят, что до многоцелевого домашнего робота — такого, который может мыть посуду, стирать бельё и выгуливать собаку, — ещё далеко. «Эра полезных гуманоидов наступила, но путь к созданию действительно универсального робота-гуманоида будет долгим и трудным и займёт много лет», — говорят в Boston Dynamics. Роботы-няни, которых часто преподносят как решение проблемы старения населения, будут особенно сложной перспективой, считает Рид. «Давайте дойдём до того момента, когда робот сможет надёжно разобрать ноутбук или сделать вам сэндвич, а потом подумаем, как он сможет ухаживать за пожилым человеком, — говорит она. Это если мы вообще хотим, чтобы роботы занимались уходом». Как и в искусстве и поэзии, возможно, некоторые роли по-прежнему лучше выполнять с помощью человека.

«Это робот, которого мы все ждали – такой, как C3PO»: почему в наших домах до сих пор нет гуманоидных роботов?