Роботы-гуманоиды приступают к работе

Десять лет назад, в Пробное мероприятие DARPA Robotics Challenge (DRC) под Майами я смотрел самые передовые гуманоидные роботы когда-либо созданных, пробиваются через сценарий, вдохновленный Ядерная катастрофа на Фукусиме. Каждым роботом управляла команда опытных инженеров, а верхние страховочные тросы удерживали их от падения. Роботам пришлось продемонстрировать мобильность, сенсорику и манипулирование, что они и сделали с болезненной медлительностью.

Эти роботы явно были исследовательскими проектами, но DARPA имеет опыт стимулирования развития технологий с долгосрочной перспективой. Грандиозные и городские задачи DARPA по беспилотным транспортным средствам в 2005 и 2007 годах легли в основу современных автономных такси. Итак, после того, как DRC завершился в 2015 году, когда несколько роботов успешно завершили весь финальный сценарий, встал очевидный вопрос: когда роботы-гуманоиды перейдут от исследовательского проекта к коммерческому продукту?

Ответ, похоже, будет в 2024 году, когда горстка хорошо финансируемых компаний будет использовать своих роботов в коммерческих пилотных проектах, чтобы выяснить, действительно ли гуманоиды готовы приступить к работе.

Один из роботов, который
появился на финале DRC в 2015 году и назывался ATRIAS.разработанный Джонатаном Херстом в Лаборатория динамической робототехники Университета штата Орегон. В 2015 году Херст стал соучредителем Ловкость Робототехника превратить Атриас в человекоцентричный, многоцелевой и практичный робот под названием Цифра. Размером примерно с человека, цифра Рост 1,75 метра (около 5 футов 8 дюймов), весит 65 килограммов (около 140 фунтов) и может поднять 16 кг (около 35 фунтов). В настоящее время Agility готовится к массовому выпуску коммерческой версии Digit, и компания видит свою первую возможность в сфере логистики, где она начнет выполнять некоторые виды работ, в которых люди, по сути, уже действуют как роботы.

Полезны ли роботы-гуманоиды?

«Мы потратили много времени на работу с потенциальными клиентами, чтобы найти вариант использования, в котором наша технология может принести реальную пользу, а также быть масштабируемой и прибыльной», — говорит Херст. «Для нас сейчас этот вариант использования — перемещение сумок для электронной коммерции». Тотализаторы — это стандартизированные контейнеры, которые на складах используются для хранения и транспортировки товаров. Когда товары поступают на склад или покидают его, пустые контейнеры необходимо постоянно перемещать с места на место. Это жизненно важная работа, и даже на высокоавтоматизированных складах большая часть этой работы выполняется людьми.

Agility сообщает, что в Соединенных Штатах в настоящее время несколько миллионов человек работают над переносом тотализаторов, и
логистические компании испытывают трудности с заполнением вакансий, поскольку на некоторых рынках просто не хватает рабочей силы. Кроме того, работа имеет тенденцию быть скучной, повторяющейся и вызывающей стресс для организма. «Люди, выполняющие эту работу, по сути, выполняют роботизированную работу», — говорит Херст, а Agility утверждает, что этим людям было бы гораздо лучше выполнять работу, которая больше соответствует их сильным сторонам. «Что нас ждет, так это перевод человеческой рабочей силы на более контролирующую роль», — объясняет Дэмион Шелтон, генеральный директор Agility Robotics. «Мы пытаемся создать что-то, что будет работать с людьми», — добавляет Херст. «Мы хотим, чтобы люди обладали суждениями, креативностью и принятием решений, используя наших роботов в качестве инструментов, позволяющих выполнять свою работу быстрее и эффективнее».

Чтобы Digit стал эффективным складским инструментом, он должен быть функциональным, надежным, безопасным и финансово устойчивым как для Agility, так и для ее клиентов. В Agility уверены, что все это возможно, ссылаясь на потенциал Digit по сравнению со стоимостью и производительностью человеческих работников. «Мы призываем людей задуматься, — говорит Шелтон, — о том, сколько они могли бы сэкономить в час, имея возможность распределить свой человеческий капитал в другом месте здания». По оценкам Шелтона, типичная крупная логистическая компания тратит не менее 30 долларов США на час сотрудника на оплату труда, включая льготы и накладные расходы. Работник, конечно, получает гораздо меньше.

Компания Agility пока не готова предоставить информацию о ценах на Digit, но нам сообщили, что она будет стоить менее 250 000 долларов за единицу. Даже при такой цене, если Digit сможет достичь цели Agility — минимум 20 000 рабочих часов (пять лет работы в две смены в день), это увеличит почасовую ставку робота до 12,50 долларов. Контракт на обслуживание, скорее всего, добавит к этому несколько долларов в час. «Вы сравниваете это с человеческим трудом, выполняющим ту же задачу», — говорит Шелтон, — «и пока это яблоки к яблокам с точки зрения скорости работы робота и скорости работы человека, вы можете решить, приносит ли это пользу». больше смысла иметь человека или робота».

Робот Agility не сможет соответствовать общим возможностям человека, но это не цель компании. «Digit не будет делать все, что может сделать человек», — говорит Херст. «Он будет просто выполнять одну автоматизированную задачу», например, перемещать пустые сумки. В этих задачах Digit способен не отставать (а фактически даже немного превосходить) скорость среднего рабочего-человека, если учесть, что роботу не нужно удовлетворять потребности хрупкого человеческого тела.

Эксперименты Amazon со складскими роботами

Первой компанией, которая протестировала Digit, стала Амазонка. В 2022 году Amazon инвестировала в Agility в рамках своего проекта.
Промышленно-инновационный фонди в конце прошлого года Amazon начала тестирование Digit на своей площадке исследований и разработок в области робототехники недалеко от Сиэтла, штат Вашингтон. Digit не будет одинока в Amazon — в настоящее время на складах компании развернуто более 750 000 роботов, включая устаревшие системы, которые работают в закрытых зонах, а также более современные роботы, обладающие необходимой автономией для более тесного сотрудничества с людьми. Эти новые роботы включают в себя автономные мобильные роботизированные базы, такие как Протей, который может перемещать тележки по складам, а также стационарные роботы-манипуляторы, такие как Sparrow и Cardinal, которые могут обрабатывать запасы или заказы клиентов в структурированных средах. А вот робот с ногами будет чем-то новым.

«Что интересно в Digit, так это то, что из-за его двуногой природы он может немного по-разному вписываться в пространство», — говорит Эмили Веттерик, технический директор компании
Amazon Глобальная робототехника, который наблюдает за тестированием Digit. «Мы очень рады тому, что с Digit мы можем начать ее тестирование, потому что мы собираемся понять, где эта технология имеет смысл».

Вопрос о том, имеют ли две ноги смысл, является постоянным вопросом в робототехника в течение десятилетий. Очевидно, что в мире, предназначенном в первую очередь для людей, робот гуманоидного форм-фактора был бы идеальным. Но динамически балансировать на двух ногах роботам по-прежнему сложно, особенно когда эти роботы несут тяжелые предметы и должны работать в человеческом темпе в течение десятков тысяч часов. Когда стоит использовать двуногого робота вместо чего-то попроще?

«Люди, выполняющие эту работу, по сути, выполняют роботизированную работу».— Джонатан Херст, Agility Robotics

«Сценарий использования Digit, который меня очень волнует, — это переработка пустых пакетов», — говорит Веттерик. «Мы уже автоматизируем эту задачу на многих наших складах с помощью конвейера, очень традиционного решения по автоматизации, и нам не нужен робот в месте, где работает конвейер. Но конвейер имеет специфическую площадь и подходит для определенных типов помещений. Когда мы начинаем уходить из этих пространств, именно там у роботов появляется функциональная потребность в существовании».

Однако потребность в роботе не всегда означает потребность в роботе с ногами, и у такой компании, как Amazon, есть ресурсы для строительства своих складов для поддержки любой формы робототехники или автоматизации, которая ей нужна. Ее новые склады действительно построены таким образом: с плоскими полами, широкими проходами и другими экологическими соображениями, которые особенно удобны для роботов на колесах.

«Типы зданий, о которых мы думаем [for Digit] это не наши здания нового поколения. Это здания старого поколения, в которых мы не можем использовать традиционные решения автоматизации, потому что для них просто нет места», — говорит Веттерик. Она описывает организованный хаос некоторых из этих старых зданий, включая узкие проходы с опорами на крыше посередине и места, где поддоны, картон, чехлы для электрических проводов и эргономичные коврики создают неровные полы. «Людям легко ориентироваться в наших зданиях», — продолжает Веттерик. «Но даже небольшие препятствия становятся барьерами, с которыми может справиться колесный робот, а шагающий робот — нет». По сути, это преимущество двуногих роботов по сравнению с другими форм-факторами: они могут быстро и легко вписаться в пространства и рабочие процессы, предназначенные для людей. Или, по крайней мере, это цель.

Веттерик подчеркивает, что развертывание центра исследований и разработок в Сиэтле — это лишь небольшая начальная проверка возможностей Digit. То, что робот перемещает сумки с полки на конвейер по ровному пустому полу, не отражает вариант использования, который Amazon в конечном итоге хотела бы изучить. В Amazon даже не уверены, что Digit окажется лучшим инструментом для этой конкретной работы, а для компании, столь ориентированной на эффективность, только лучшее решение конкретной проблемы найдет постоянный приют в рамках ее рабочего процесса. «Amazon не заинтересован в роботе общего назначения», — объясняет Веттерик. «Мы всегда сосредоточены на том, какую проблему пытаемся решить. Я бы не хотел утверждать, что Digit — единственный способ решить проблемы такого типа. Это один из потенциальных способов, с которым нам интересно поэкспериментировать».

Идея универсального назначения гуманоидный робот который может помочь людям с любыми задачами, которые им могут понадобиться, безусловно, привлекателен, но, как ясно дает понять Amazon, первый шаг для таких компаний, как Agility, — это найти достаточную ценность для выполнения одной задачи (или, возможно, нескольких разных задач) для достижения устойчивого роста. Agility полагает, что Digit сможет масштабировать свой бизнес, решив проблему переработки пустых сумок Amazon, и компания достаточно уверена, что готовится открыть
фабрика в Салеме, штат Орегон. При пиковой производительности завод в конечном итоге сможет производить 10 000 роботов Digit в год.

Зверинец гуманоидов

Agility не единственная компания, стремящаяся к коммерческому внедрению двуногих роботов в 2024 году. По меньшей мере семь других компаний также работают над достижением этой цели, и их поддерживают сотни миллионов долларов финансирования.
1X, Апптроник, Фигура, Святилище, Теслаи Юнитри у всех есть коммерческие прототипы роботов-гуманоидов.

Несмотря на приток денег и талантов в разработку коммерческих роботов-гуманоидов за последние два года, в последнее время не произошло фундаментальных технологических прорывов, которые существенно помогли бы развитию этих роботов. Датчики и компьютеры достаточно мощны, но исполнительные механизмы остаются сложными и дорогими, а батареи с трудом обеспечивают питание двуногих роботов в течение рабочей смены.

Есть и другие проблемы, в том числе создание робота, который можно производить с устойчивой цепочкой поставок, и развитие сервисной инфраструктуры для поддержки коммерческого внедрения в больших масштабах. Самая большая проблема на сегодняшний день — это программное обеспечение. Недостаточно просто создать робота, способного выполнять работу — этот робот должен выполнять работу с такой безопасностью, надежностью и эффективностью, которые сделают ее желательной не только в качестве эксперимента.

Нет никаких сомнений в том, что Agility Robotics и другие компании, разрабатывающие коммерческих гуманоидов, обладают впечатляющими технологиями, убедительным повествованием и огромным потенциалом. Будет ли этот потенциал воплощен в роботах-гуманоидах на рабочем месте, теперь зависит от таких компаний, как Amazon, которые кажутся осторожными оптимистами. Это будет фундаментальный сдвиг в том, как выполняется монотонный труд. И теперь все, что нужно делать роботам, — это доставлять товары.

Эта статья появится в печатном выпуске за январь 2024 года под названием «Год гуманоида».