Человеческая рука – удивительный инженерный шедевр, наделенный более чем 30 мышцами, 27 суставами, 27 степенями свободы и более чем 17 000 тактильных рецепторов только на ладони. Развитие ловкости рук происходит годами, от непроизвольных рефлексов у младенцев до точного контроля моторики у взрослых. Однако, несмотря на стремительное развитие робототехники и искусственного интеллекта, воспроизвести этот уровень сложности и адаптивности остается крайне сложной задачей.
В настоящее время роботы, использующие воплощенный искусственный интеллект, обучаются, взаимодействуя с реальным миром методом проб и ошибок, подобно тому, как учатся люди. Несмотря на этот прогресс, роботам по-прежнему сложно сравниться с человеческими сенсорными способностями, особенно в интеграции осязания, зрения и температурного восприятия. Роботы часто обучаются для выполнения конкретных задач и испытывают трудности в непредсказуемых ситуациях. Традиционный ИИ обрабатывает информацию, в то время как воплощенный ИИ воспринимает, понимает и реагирует на физический мир.
Искусственный интеллект открыл новые возможности для создания продвинутых протезов, роботов-сборщиков фруктов и роботов с визуальным управлением. Моеэлектрические протезы, работающие на основе ИИ, способны обучаться и прогнозировать движения, определяя мышечные сигналы, что значительно повышает их функциональность. Сара де Лагард, потерявшая правую руку ниже плеча и часть правой ноги после несчастного случая на станции Хай Барнет в Лондоне в сентябре 2022 года, получила миоэлектрический протез, управляемый ИИ. Этот протез позволил ей в августе 2022 года совершить восхождение на гору Килиманджаро. Разработанный компанией Coapt алгоритм ИИ, управляющий протезом Сары, может распознавать интенсивность действия и скорость его выполнения менее чем за 25 миллисекунд.
Компании, такие как Boston Dynamics и Tesla, также разрабатывают человекоподобных роботов. Boston Dynamics представила обновленную версию своего робота Atlas в конце 2024 года, сочетающую компьютерное зрение с обучением с подкреплением. Tesla также продемонстрировала робота Optimus, способного ловить теннисный мяч в воздухе, также в конце 2024 года. Роботизированная рука Optimus имеет 25 степеней свободы.
В то время как человеческие сенсорные системы способны обнаруживать мельчайшие изменения и быстро адаптироваться к изменениям в задачах и условиях окружающей среды, роботам пока не хватает этого уровня интегрированного сенсорного восприятия. Тем не менее, компании, такие как Shadow Robot Company совместно с Google DeepMind, разрабатывают трехпалые роботы, например, DEX-EE, которые могут обрабатывать хрупкие объекты, например яйца и воздушные шары. Он использует 12 степеней свободы и оснащен датчиками на кончиках пальцев, предоставляющими трехмерные данные о положении, силе и инерции.
В лаборатории Института Фраунгофера ИФФ в Магдебурге, Германия, проводился исследовательский проект, где робот наносил 19 000 «ударов» по добровольцам. Также ведется работа по созданию ИИ-управляемых роботов для обращения с ядерными отходами. Эти роботы должны быть способны безопасно и эффективно манипулировать опасными материалами в сложных условиях.
Развитие робототехники не ограничивается промышленными применениями. Компания Dogtooth Technologies из Кембриджа создала роботов для сбора мягких фруктов, оснащенных двумя руками с цветными камерами и 7 степенями свободы. Компания Octinion также разработала систему для сбора клубники с мягкими захватами. Подобные разработки демонстрируют потенциал роботов для повышения эффективности в сельском хозяйстве.
Ученые, такие как Пулькит Агравал из Массачусетского технологического института, считают, что влияние робототехники, основанной на ИИ, будет трансформационным, но отмечают, что до достижения уровня человеческой ловкости рук еще предстоит пройти как минимум пять лет.
В настоящее время даже недорогие роботизированные руки с открытым исходным кодом стоимостью менее 5000 долларов испытывают трудности с надежной обработкой простых объектов, таких как резиновая уточка. В тестах они роняли утку в 56% случаев. Это наглядно демонстрирует, что, несмотря на прогресс, еще многое предстоит сделать для достижения уровня ловкости, сравнимого с человеческим.
Среди будущих направлений развития робототехники основное внимание уделяется улучшению адаптивности, интегрированному сенсорному восприятию, безопасности и этическим последствиям применения передовых технологий. Рассматривается также возможность роботизированного протезирования для расширения человеческих возможностей, а не только для восстановления функций после инвалидности.
Изображение носит иллюстративный характер
В настоящее время роботы, использующие воплощенный искусственный интеллект, обучаются, взаимодействуя с реальным миром методом проб и ошибок, подобно тому, как учатся люди. Несмотря на этот прогресс, роботам по-прежнему сложно сравниться с человеческими сенсорными способностями, особенно в интеграции осязания, зрения и температурного восприятия. Роботы часто обучаются для выполнения конкретных задач и испытывают трудности в непредсказуемых ситуациях. Традиционный ИИ обрабатывает информацию, в то время как воплощенный ИИ воспринимает, понимает и реагирует на физический мир.
Искусственный интеллект открыл новые возможности для создания продвинутых протезов, роботов-сборщиков фруктов и роботов с визуальным управлением. Моеэлектрические протезы, работающие на основе ИИ, способны обучаться и прогнозировать движения, определяя мышечные сигналы, что значительно повышает их функциональность. Сара де Лагард, потерявшая правую руку ниже плеча и часть правой ноги после несчастного случая на станции Хай Барнет в Лондоне в сентябре 2022 года, получила миоэлектрический протез, управляемый ИИ. Этот протез позволил ей в августе 2022 года совершить восхождение на гору Килиманджаро. Разработанный компанией Coapt алгоритм ИИ, управляющий протезом Сары, может распознавать интенсивность действия и скорость его выполнения менее чем за 25 миллисекунд.
Компании, такие как Boston Dynamics и Tesla, также разрабатывают человекоподобных роботов. Boston Dynamics представила обновленную версию своего робота Atlas в конце 2024 года, сочетающую компьютерное зрение с обучением с подкреплением. Tesla также продемонстрировала робота Optimus, способного ловить теннисный мяч в воздухе, также в конце 2024 года. Роботизированная рука Optimus имеет 25 степеней свободы.
В то время как человеческие сенсорные системы способны обнаруживать мельчайшие изменения и быстро адаптироваться к изменениям в задачах и условиях окружающей среды, роботам пока не хватает этого уровня интегрированного сенсорного восприятия. Тем не менее, компании, такие как Shadow Robot Company совместно с Google DeepMind, разрабатывают трехпалые роботы, например, DEX-EE, которые могут обрабатывать хрупкие объекты, например яйца и воздушные шары. Он использует 12 степеней свободы и оснащен датчиками на кончиках пальцев, предоставляющими трехмерные данные о положении, силе и инерции.
В лаборатории Института Фраунгофера ИФФ в Магдебурге, Германия, проводился исследовательский проект, где робот наносил 19 000 «ударов» по добровольцам. Также ведется работа по созданию ИИ-управляемых роботов для обращения с ядерными отходами. Эти роботы должны быть способны безопасно и эффективно манипулировать опасными материалами в сложных условиях.
Развитие робототехники не ограничивается промышленными применениями. Компания Dogtooth Technologies из Кембриджа создала роботов для сбора мягких фруктов, оснащенных двумя руками с цветными камерами и 7 степенями свободы. Компания Octinion также разработала систему для сбора клубники с мягкими захватами. Подобные разработки демонстрируют потенциал роботов для повышения эффективности в сельском хозяйстве.
Ученые, такие как Пулькит Агравал из Массачусетского технологического института, считают, что влияние робототехники, основанной на ИИ, будет трансформационным, но отмечают, что до достижения уровня человеческой ловкости рук еще предстоит пройти как минимум пять лет.
В настоящее время даже недорогие роботизированные руки с открытым исходным кодом стоимостью менее 5000 долларов испытывают трудности с надежной обработкой простых объектов, таких как резиновая уточка. В тестах они роняли утку в 56% случаев. Это наглядно демонстрирует, что, несмотря на прогресс, еще многое предстоит сделать для достижения уровня ловкости, сравнимого с человеческим.
Среди будущих направлений развития робототехники основное внимание уделяется улучшению адаптивности, интегрированному сенсорному восприятию, безопасности и этическим последствиям применения передовых технологий. Рассматривается также возможность роботизированного протезирования для расширения человеческих возможностей, а не только для восстановления функций после инвалидности.
