5 найреалістичніших роботів у світі: чим боти-гуманоїди дивують людей (відео)
Цікаві факти про робота Софію, який отримав громадянство, про Ameca з найвиразнішим обличчям, про BINA48, який обробляє 48 екзафлопс даних за секунду та інші машини.
Багато хто чекає, коли з’являться андроїди, схожі на людей, проте у світі вже є роботи, які змінюють вираз обличчя, вміють жестикулювати, а найголовніше — підтримують бесіду. Видання Interesting Engineering назвало п’ять найкращих і високотехнологічних людиноподібних роботів.
Софія — перший робот-громадянин країни
Софію розробили інженери компанії Hanson Robotics з Гонконгу. Виробник спеціалізується на створенні роботів-гуманоїдів, оснащених штучним інтелектом для різноманітних цілей — розваг, проведення різного роду досліджень, задіяння у сфері охорони здоров’я.
Про Софію дізналися 2016 року, тоді вона здивувала всіх своєю людиноподібною зовнішністю і можливістю дуже точно імітувати емоції. Робот давав інтерв’ю, виступав на різних великих заходах, брав участь у виставці CES і навіть був присутнім як спікер на глобальному саміті ООН «ШІ на благо» в Женеві.
Завдяки штучному інтелекту і нейронним мережам робот Софія володіє можливостями обробки природної мови, що і дають їй змогу брати участь у розмовах і відповідати на запитання, дивитися в очі співрозмовнику, координувати рухи тіла з мовою, розрізняти жести й емоції людей. Модель від Hanson Robotics використовує алгоритми машинного навчання, щоб навчатися під час спілкування і покращувати свої реакції.
У 2017 році Саудівська Аравія надала Софії громадянство, що зробило її першим роботом у світі, який отримав правосуб’єктність у якійсь країні.
Ameca — робот із суперреалістичним обличчям
Робота Ameca сконструювали в компанії Engineered Arts (Англія). Уперше про машину дізналися у грудні 2021 року, а потім показали її на CES 2022.
За зір Ameca відповідають бінокулярні камери, за слух — бінауральні мікрофони, у підсумку він може розпізнавати обличчя, емоції та голоси співрозмовників. Спеціальні модулі, що входять до складу його конструкції, дають змогу боту крутити головою, рухати руками, повертати тулуб і навіть моргати. Крім того, Ameca вміє говорити кількома мовами.
Для машини було розроблено операційну систему Engineered Arts Tritium 3, яка забезпечує віддалене управління і прискорює його реакцію за допомогою інтелектуальної системи буферизації.
Цього робота було створено для досліджень у сфері штучного інтелекту, машинного навчання і взаємодії робота з людиною. За даними Engineered Arts, його можна буде використовувати як хостес на різного роду заходах, для розваг і тестування можливостей ШІ.
Geminoid DK — перший робот із бородою
Geminoid DK, презентований 2011 року, здивував усіх не тільки реалістичною мімікою, а й разючою схожістю з датським професором Хенріком Шарфе з Ольборзького університету. Професор брав участь у розробці бота і став «прикладом для наслідування». Також над Geminoid DK працював інженер Хіроші Ісігуро і його команда з Міжнародного інституту передових телекомунікацій (ATR), співробітники компанії Sanrio Kokoro. Раніше Хіроші зробив робота схожим на самого себе.
Geminoid DK вирізняється з-поміж інших подібних машин тим, що в нього є борода, власне, як і в данського професора. До речі, бороду і все інше волосся імплантували вручну, а потім його підстриг перукар, якого регулярно відвідує Генрік Шарфе.
Плечі, шия та обличчя робота обладнані пневматичними приводами, завдяки чому він імітує дихання, може моргати, змінювати вираз обличчя. На відміну від Амеки та Софії, цей пристрій потребує дистанційного керування, тоді як перші два — автономні.
Робот запрограмований відстежувати вираз обличчя і рухи голови оператора та імітувати їх за допомогою технології захоплення руху. Оператор віддалено бачить і чує все, що оточує робота, і реагує відповідним чином, а бот за ним усе повторює.
Geminoid DK призначений для вивчення взаємодії людини і робота, особливо реакції людей, коли вони стикаються з роботизованою версією справжньої людини.
Nadine — соціальний робот-гуманоїд
Цей робот — копія професорки Наді Магненат Тельманн, яка заснувала лабораторію MIRALab у Женевському університеті та очолювала Інститут медіа-інновацій у Наньянському технологічному університеті (NTU) в Сінгапурі з 2009 по 2021 роки. Робота-двійника було побудовано в NTU 2015 року. Апаратне забезпечення для нього створила японська фірма Kokoro, а команда Тельман розробила програмне забезпечення.
Функція Надін — бути секретарем і компаньйоном для людей з особливими потребами. Він може читати людям книжки, надсилати електронні листи, здійснювати відеодзвінки та спілкуватися з їхніми сім’ями.
Завдяки штучному інтелекту, робот здатний розмовляти шістьма мовами, запам’ятовувати обличчя людей і попередні взаємодії з ними, а також реагувати на співрозмовників залежно від контексту. Він дивиться в очі під час розмови, розуміє деякі жести і реагує на те, що бачить і чує, за допомогою міміки та рухів верхньої частини тіла. У нього навіть може «змінюватися настрій» залежно від того, як з ним поводяться.
Система бота збирає інформацію про навколишнє середовище за допомогою датчиків руху, 3D-камер, веб-камери, мікрофонів тощо. Після того як система зібрала всю необхідну інформацію, вбудований компонент прийняття рішень обробляє отримані дані, щоб зрозуміти контекст і прийняти рішення на основі заздалегідь визначених правил або вивчених шаблонів. Потім система перетворює ці рішення на дії, такі як словесні реакції або рухи деяких частин обличчя для вираження емоцій.
BINA48 — робот для розширення людських можливостей
На відміну від інших роботів-гуманоїдів, які увійшли до цього рейтингу, у BINA48 немає тулуба. Він складається з голови і плечей, закріплених на каркасі. Його, як і Софію, побудували в Hanson Robotics спільно з підприємницею Мартіною Ротблатт, яка заснувала організацію Terasem. Слід зазначити, що Terasem займається вивченням і просуванням використання технологій для розширення людських можливостей, продовження людського життя і просування розробок, пов’язаних зі штучним інтелектом і біоінформатикою.
Основна мета BINA48 — протестувати платформу Mindfiles, на якій створюють цифрові копії реальних людей, включно з такими елементами, як ідентичність, риси характеру, особистий досвід, цінності та переконання, емоційні моделі та знання.
Прототипом для робота стала Біна Аспен — дружина Мартіни Ротблатт. Щоб машина була схожа на Біну не тільки зовні, а й внутрішньо, програмісти Hanson Robotics створили «файл розуму» Аспен, куди увійшли понад 100 годин її спогадів, почуттів, манер, переконань тощо. ШІ, опрацювавши ці дані, і відтворив характер та манери реальної Біни для BINA48. У результаті BINA48 навіть назвали «найрозумнішим роботом у світі».
Швидкість обробки даних роботом становить 48 екзафлопс на секунду. Він має 48 ексабайт пам’яті, 32 лицьових мотори, які можуть виконувати до 74 мімічних рухів. А щоб відповісти на те чи інше запитання, боту-гуманоїду варто всього лише підключатися до Інтернету.
Виникнення й розвиток сучасної робототехніки
Як уже було сказано, сучасна робототехніка виникла в другій половині XX сторіччя, коли в ході розвитку виробництва з’явилася реальна потреба в універсальних маніпуляційних машинах-автоматах (роботах – від чешського “robota”), подібних “механічним людям”, описаним К. Чапеком, і одночасно виникли необхідні для їхнього створення науково-технічні передумови й, насамперед, кібернетика й обчислювальна техніка.
Сучасними попередниками роботів є різного роду пристрої для маніпулювання на відстані об’єктами, безпосередній контакт людини з якими небезпечний або неможливий. Це маніпулятори з ручним або автоматизованим керуванням. Перші пристрої такого роду були пасивними, тобто механізмами без приводів, і служили для повторення на відстані рухів руки людини цілком за рахунок його мускульної сили. Потім були створені маніпулятори із приводами й керовані людиною різними способами аж до біоелектричного.
Уперше такі маніпулятори були створені в 1940-1950 р. для атомних досліджень, а потім і для атомної промисловості. Подібні пристрої стали застосовуватися в глибоководній техніці, металургії та інших галузях промисловості.
В 1962 р. на ринку США з’явилися перші роботи марки “Версатран” (фірми “Америкен мешин енд фаундрі”), призначені для промислового застосування.
Перші повністю автоматично діючі, маніпулятори були зроблені й США в 1960—1961 р. В 1961 р. був розроблений такий маніпулятор, керований від ЕОМ та оснащений загарбним пристроєм і різного типу датчиками— контактними та фотоелектричними. Цей маніпулятор МН-1 одержав назву “рука Ернста” на прізвище його творця Ернста. Відповідно до сучасного визначення, це був прообраз робота з адаптивним керуванням, що дозволило йому, наприклад, знаходити й брати довільно розташовані предмети.
Одночасно виник термін “промисловий робот” (Indastrial Robot), запропонований цією ж фірмою. У той же час у США з’явилися роботи “Юнимейт-1900”, які одержали перше застосування в автомобільній промисловості на заводах фірм “Дженерал моторі”, “Форд” і “Дженерал електрик”.
За останні 10 років XX сторіччя вартість промислових роботів упала в 5 разів при одночасному поліпшенні їхніх технічних характеристик. У результаті зросла економічна ефективність використання роботів.
Перше місце у світі по виробництву й застосуванню роботів упевнено займає Японія, де зосереджена більша частина світового парку роботів. Далі випливають США, Італія, Франція, Швеція. Більша частина цього парку використається в промисловості, приблизно половина – для виконання основних технологічних операцій, де потрібні найбільш складні роботи. Частка таких роботів неухильно росте.
Перші промислові роботи з розвиненою сенсорною системою і мікропроцесорним керуванням з’явилися на ринку й набутили практичного застосування й 1980-1981 р. насамперед на зборці, дуговому зварюванні, контролі якості для узяття неорієнтованих предметів, наприклад, з конвеєра. До їхнього числа ставляться постачені системами технічного зору роботи “Пума”, “Юнимейт”, “Аутоплейс”, “Цинциннати милакрон”, складальні робототехничні системи фірм “Хитачи”, “Вестингауз” (система “Апас”), “Дженерал моторі” (система “Консайт”). Частка таких пристроїв у загальному парку роботів неухильно росте й наближається до 50% незважаючи на те, що вони в кілька разів дорожче роботів із програмним керуванням і значно складніше в обслуговуванні. Однак це окупається незмірно більшими функціональними можливостями, а, отже, і більше широкою областю застосування.
Технічний прогрес у розвитку роботів спрямований, насамперед, на вдосконалювання систем керування. Перші промислові роботи мали програмне керування, в основному запозичене у верстатів із числовим програмним керуванням (ЧПК). Ці роботи одержали назву роботів першого покоління. Друге покоління роботів – це роботи, оснащені сенсорними системами, головними з яких є системи технічного зору (СТЗ).
В 1967 р. у США (Станфордский університет) був створений лабораторний макет робота, постаченого технічним зором і призначеного для дослідження й відпрацьовування системи “око-рука”, здатної розпізнавати об’єкти зовнішнього середовища й оперувати ними відповідно до завдання.
В 1968 р. у СРСР (Інститутом океанології Академії наук СРСР разом з Ленінградським політехнічним інститутом і іншими вузами) був створений телекерований від ЕОМ підводний робот “Манта” з загарбним пристроєм, оснащеним сенсорною системою, а в 1971 р. – наступний його варіант із технічним зором і системою цілевказівки на телевізійному екрані.
В 1969 р. у США (Станфордский науково-дослідний інститут) у рамках робіт зі штучного інтелекту був розроблений експериментальний макет рухливого робота “Шейки” з розвинутою системою сенсорного забезпечення, включаючи технічний зір, та елементами штучного інтелекту, що дозволило йому цілеспрямовано пересуватися в заздалегідь невідомій обстановці, самостійно приймаючи необхідні для цього рішення.
В 1971 р. у Японії також були розроблені експериментальні зразки роботів з технічним зором і елементами штучного інтелекту: робот “Хивип”, здатний самостійно здійснювати механічну зборку простих об’єктів по пред’явленому кресленню, і робот ЭТЛ-1.
У цей же період і в ряді інших країн створюються подібні експериментальні установки так званих інтегральних роботів, що включають маніпулятори, які керуються від ЕОМ, різні сенсорні системи та засоби спілкування з людиною-оператором, які призначені для проведення досліджень в області штучного інтелекту й створення інтелектуальних роботів.
Одночасно були розгорнуті роботи в новій специфічній області робототехніки, що займається побудовою крокуючих машин як принципово нового транспортного засобу підвищеної прохідності, зразком для якого є ноги тварин і людини. Були створені експериментальні зразки чотирьох і шестиногих транспортних машин, а також протезів ніг людини, так званих екзоскелетонів, для паралізованих і важкохворих.
Наприкінці XX в. відродився інтерес до роботів-андроїдів. На відміну від їхніх перших реалізацій останні досягнення робототехніки уможливили створення подібних пристроїв для забезпечення цілком реальних потреб.
Одночасно роботи починають усе більш широко проникати й в інші галузі господарства, включаючи гірничу справу, металургію, будівництво, транспорт, легку й харчову промисловість, сільське господарство, а також у медицину, сферу обслуговування, освоєння океану й космосу, військова справа.
В останні роки усе більше швидкими темпами росте частка парку роботів, зайнятих поза промисловістю – у сфері обслуговування, у побуті, (сервісні роботи-прибиральники, продавці, вахтери, іграшки й т.д.), вона вже наближається до 50% парку.
На рубежі XXI в. робототехніка підійшла до наступного етапу свого розвитку — створенню інтелектуальних роботів. Це стало природним етапом удосконалювання роботів, що відповідають вихідній ідеї появи подібних пристроїв як замінників людей у їхній професійній діяльності. (Зрозуміло, ні про яке технічне відтворення людини взагалі, включаючи всі його основні функції й духовний мир, мову при цьому не йде.) Інтелектуальний робот – це робот конкретного призначення, в основних функціональних системах якого використаються методи штучного інтелекту, що дозволяє розширити сферу застосування робототехніки практично на всі області людської діяльності. Поки такі роботи – в основному ще предмет наукових досліджень і лабораторних випробувань, однак перші їхні зразки вже починають з’являтися на ринку.
Майже у всіх технічно розвинених країнах створені національні асоціації по робототехніці. У ряді країн є фінансовані державою національні програми щодо цієї проблемі. Розвиваються такі програми на міжнародному рівні.