— Алексей Федорович, каковы наиболее перспективные сферы для развития и применения робототехники в мире и в России?

— Развитие робототехники в XXI веке иногда сравнивают по масштабу с изобретением атомной бомбы в ХХ веке. Это сравнение основано как на темпах развития робототехники, так и на осознании последствий роботизации сфер деятельности человека. Областей, где человек хотел бы расширить возможности своей деятельности, становится все больше. Он проникает в потенциально опасные среды (в космос, под воду, в подземное пространство), глубже познает строение материи и ее взаимодействие с энергией, что также бывает небезопасным; наконец, он не хочет заниматься рутинной однообразной работой, лишенной творчества. Во всех этих сферах люди изобретают и будут изобретать себе помощников-роботов.

Роботы востребованы там, где недостаточно возможностей человека, либо есть опасность для его жизни и здоровья. Пример из первой области – медицина. Хирурги, обладая роботизированными инструментами и имея в своем распоряжении прецизионные манипуляторы и современные средства представления информации, могут выполнить операцию значительно эффективнее, чем раньше, когда таких средств не было. Многие хирургические операции, прежде рискованные, становятся практически гарантированно успешными, а пациент после их проведения быстрее восстанавливается. Ко второй области относится использование роботов для спасения людей и объектов, находящихся под угрозой, например, в зоне чрезвычайных ситуаций.

При работе на значительных глубинах для высокодетального картографирования морского дна и получения данных измерений физико-химических характеристик водной среды наиболее адекватным средством будет робот. Его возможности, при должной реализации, не ограничиваются человеческими пределами, а отсутствие на борту оператора будет способствовать более рациональному и долговременному использованию энергетического и информационного потенциала комплекса.

Важной сферой роботизации является промышленное производство: смена укладов здесь невозможна без гибких роботизированных систем, наделенных свойствами адаптации и самообучения.

С точки зрения военной робототехники актуальна задача создания робототехнических комплексов, которые обеспечивают выполнение таких действий в отношении противника, которые нанесут ему ущерб, значительно превосходящий стоимость самих робототехнических комплексов. В этом сегменте робототехники много интересных задач, которые включают повышение надежности и автономности (как энергетической, так и функциональной), в экстремальных условиях применения, улучшение эргономики, совершенствование систем управления в аспекте самоорганизации поведения роботов-боевых единиц и их групп. Основные тенденции здесь – в переходе от парадигмы «роботы вместе с бойцами» к парадигме «роботы вместо бойцов». Разумеется, прогресс в создании «умных машин» требует осознания разработчиками новой степени ответственности. Это вопросы безопасности, этики и права, причем на многие из них еще предстоит найти ответы.

— Вписываются ли российские научные разработки в сфере робототехники в глобальный контекст?

— В мире накоплен большой опыт в области роботостроения: сегодня более 330 центров науки и образования в мире ассоциируют себя с этой сферой. Две трети продукции на мировой рынок робототехники поставляют пять стран: Япония, США, Германия, Южная Корея и Китай. Отечественные научные разработки занимают достойное место в этой системе. Интеллектуальный потенциал российских ученых и специалистов очень высок, однако самого по себе потенциала недостаточно – важно создать условия для его эффективной реализации. Это одна из стратегических задач Национального центра развития технологий и базовых элементов робототехники.

Кроме того, многие современные технологии являются инвариантными к области применения. Важно внимательно оценивать надежность, достоверность и стабильность результатов их реализации. Часто мировой рынок выступает как очень строгий арбитр при оценке новых технологий, в особенности потому, что большую роль в сфере робототехники за рубежом играет коммерческий сегмент. Российским разработчикам робототехники необходимо более полно учитывать этот фактор и использовать свои предложения рынку для собственного развития, для расширения возможностей как изделий робототехники двойного назначения, так и ассортимента услуг и сервисов в этой области. Тем более, что уже сейчас определяющую долю стоимости изделий робототехники составляет программное обеспечение, а потенциал отечественных специалистов именно в этой области весьма высок.

— Чем было обусловлено создание Национального центра развития технологий и базовых элементов робототехники?

— Учитывая сложность и многоплановость технологий роботостроения, а также интенсивную динамику их развития, отсутствие единого информационного поля и пространства для диалога между разрозненными разработчиками, производителями и заказчиками отечественной робототехники приводило до сих пор к негативным результатам: нерациональному распределению ресурсов, недостаточной координации усилий и к недостаточно эффективным результатам разрозненных усилий. Заказчикам робототехнических изделий в таких условиях сложно оценить фактический уровень достижений разработчиков, а последние, в свою очередь, пытаются «продавать то, что производят» вместо того, чтобы «производить то, что востребовано».

Необходимость создания Национального центра была продиктована самой жизнью: потребность в изделиях робототехники постоянно растет, а возможности российских специалистов по удовлетворению этой потребности не могут реализоваться в полной мере без того пространства взаимодействия, той экосистемы, которую мы сегодня создаем.

Становление Национального центра проходит в условиях, когда сообщество разработчиков и производителей изделий робототехники во многом созрело для перехода к скоординированной деятельности.

В соответствии с указом президента России на Национальный центр были возложены функции мониторинга работ в области робототехники военного, специального и двойного назначения, а также обеспечения коллективного доступа к результатам разработок, технологиям и базовым элементам робототехники. Эти функции непосредственно связаны с информационным обменом и предусматривают получение от каждого из разработчиков и заказчиков определенного объема информации. После ее систематизации к накопленному массиву данных будет обеспечен коллективный доступ, что обеспечит всем участникам процесса значительные преимущества по сравнению с нынешним состоянием дел. Так, делая свой вклад в общую работу, участники информационного обмена затем получат коллективный доступ к ее результатам.

С созданием Национального центра ведущие отечественные разработчики и заказчики уже получили возможность участвовать в подготовке проектов документов стратегического планирования и других программно-плановых документов в части мероприятий, связанных с робототехникой военного, специального и двойного назначения. Для этого в составе Национального центра сформирован Совет головных разработчиков и Экспертный совет.

Мы надеемся, что отечественный сегмент коммерческой робототехники также активизируется благодаря деятельности Национального центра.

— Как устроен Национальный центр, каковы основные направления его работы?

— Национальный центр существует почти год и имеет открытую архитектуру. Его важнейшие структурные подразделения – это Совет головных разработчиков и Экспертный совет. При формировании данных советов были учтены предложения всех заинтересованных федеральных органов исполнительной власти и государственных корпораций, и сегодня в состав обоих советов входят около 80 высококвалифицированных специалистов. За время существования Национального центра был выполнен большой объем организационной и технической работы, включая отработку нормативно-правовых документов, формирование и утверждение состава советов, установлены правила и форматы информационного обмена и разработки требований к инструментам его автоматизации.

Те работы, которые проводятся Национальным центром в настоящий момент, связаны с унификацией робототехнических платформ, экспертизой технических заданий на НИОКР по робототехнической тематике и проектами развития ключевых технологий робототехники. Кроме того, Национальный центр проводит научно-технические семинары по проблемам и перспективам развития технологий робототехники военного, специального и двойного назначения: специалисты ведущих российских предприятий активно отзываются на предложения об участии, в том числе в качестве докладчиков. Очередная серия таких семинаров посвящена проблематике систем управления в робототехнике.

Сотрудников Национального центра постоянно приглашают на научно-технические мероприятия по робототехнической тематике: особенно активно осуществляется взаимодействие с Министерством обороны России, госкорпорациями «Ростех» и «Роскосмос», МЧС России, ФАНО России и Российской академией наук, Минобрнауки России и Минпромторгом России. Во взаимодействии с Минпромторгом России положено начало конкретным работам по импортозамещению при создании робототехнического комплекса на основе беспилотного летательного аппарата. Совместно с Минобороны России ведутся работы, направленные на унификацию базовых платформ робототехнических комплексов; при координирующей роли коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации с участием представителей Национального центра сформирован технический комитет по стандартизации в области робототехники.

— Насколько мне известно, центром создан новый робот-андроид?

— Действительно, в октябре 2016 года Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники представил прототип робота-андроида в рамках проекта «Спасатель», которого назвали «Федором». Позже появилась аббревиатура FEDOR, или Final Experimental Demonstration Object Research, в переводе «финальный экспериментальный демонстрационный объект исследований».

Проект «Спасатель» направлен на отработку технологий построения антропоморфных робототехнических комплексов. Антропоморфность робота предусматривает, что по габаритам и массе он соответствует человеку, однако, в отличие от человека, не устает и не ошибается, и при правильной настройке может более точно и в течение более продолжительного времени выполнять целый ряд функций, которые обычно вынужден выполнять человек. В особенности это касается работы в опасных средах, к которым относится и открытый космос. На «Федора» при продуманном исполнении вредные факторы не окажут влияния.

Коллектив проекта «Спасатель» смог привнести целую гамму новшеств как в процесс разработки систем управления роботом, так и в его реализацию. Так, в ходе работы был создан интеллектуальный симулятор, при пользовании которым ученый, проектировщик или разработчик, изучающий биомеханику движений, может (практически играя) настраивать множество биофизических и электрических параметров в виртуальной среде. Когда настройка завершена, симулятор генерирует готовые прошивки, которые в виде управляющих программ внедряются в память или основную систему управления всего комплекса и обеспечивают его функционирование в точности по тем законам, которые были отработаны на симуляторе – но уже в реальных условиях. Таким образом достигается значительная экономия времени разработчиков, устраняется масса помех и мелочей, которые сложно предусмотреть, не рассматривая весь комплекс в динамике, а также экономится много ресурсов. 

«Федор» оснащен системой управления с силомоментной обратной связью, используя которую, оператор в специальном костюме испытывает ощущения, которые соответствуют тем действиям, которые «Федор» в этот момент осуществляет. Если манипулятор робота захватывает хрупкий предмет, разработчик чувствует, что как будто он держит этот предмет собственными руками. Выполняя конкретную задачу, оператор ощущает эффект присутствия, не испытывая при этом вредных воздействий опасных сред.

Разумеется, сферы применения этих новых технологий будут расширяться.

Хотел бы отметить и другую известную разработку, в которой участвовали специалисты Национального центра – робототехнический комплекс «Нерехта», который представляет собой пример наземных средств малого класса. Это платформа со сменными ударными, разведывательными и транспортными модулями для выполнения различных тактических задач. На сегодняшний день проведено несколько мероприятий практического показа «Нерехты» на полигонах, и по их итогам улучшены элементы конструкции комплекса, отработано его применение в различных условиях, включая погодно-климатические, географические факторы, фоно-целевую обстановку, отработан порядок применения. В дальнейшем эти результаты будут использованы в совместной работе с Минобороны России по унификации базовых платформ рассматриваемого класса.

Еще один недавний пример – стратосферный спутник «Сова», способный длительное время находиться в верхних слоях атмосферы в автоматизированном режиме и выполнять самый широкий спектр задач.

Общий подход при формировании таких проектов – обязательное движение вперед на пути развития ключевых технологий робототехники. В процессе такого движения не только создается демонстрационный образец, показывающий преимущества той или иной технологии, а чаще – их совокупности, но и формируется активная команда из лучших специалистов, которые затем смогут использовать этот опыт в работе над следующими проектами.

— С кем и каким образом сотрудничает Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники?

— Национальный центр – подразделение Фонда перспективных исследований, поэтому механизм реализации проектов Национального центра в полной мере соответствует правилам Фонда и осуществляется в рамках Федерального закона о Фонде перспективных исследований.

Структура Национального центра предполагает множество возможных форматов взаимодействия с заинтересованными организациями как по основным направлениям развития отечественных робототехнических комплексов, так и по конкретным идеям и проектам, связанным с энергетикой, связью, системами управления, техническим зрением, манипуляторами, бортовыми вычислителями, системами управления, интерфейсами робот-оператор, датчиками, двигателями и др.

При наличии интереса к сотрудничеству в Национальный центр могут обратиться с предложениями как вузы и НИИ, так и компании любой формы собственности. К рассмотрению поступающих инициатив привлекаются специалисты соответствующих рабочих групп Экспертного совета, в результате чего осуществляется поиск конкретных путей реализации интересных предложений.