Отличие «обычных» роботов от тех, которые работают с использованием искусственного интеллекта, огромно. В первом случае это просто машина, действующая по заданному алгоритму – надо признать, довольно простому. Во втором робот – разумный в заданных рамках помощник, способный выполнять несколько разных задач, самообучаться с использованием полученного опыта, реагировать на изменения и принимать решения. Интеграция систем ИИ в робототехнику уже сегодня меняет наше будущее.
Искусственный интеллект – популярное направление развития науки. Сейчас его используют повсеместно, зачастую делая это наугад и довольно часто получая неплохие результаты. Технологии, используемые в робототехнике, тоже постоянно развиваются. Совмещение этих двух направлений позволяет автоматизировать ряд процессов. Более того: с помощью ИИ роботы могут выполнять целые списки задач, причём в нужное время или по запросу. Они становятся интерактивными.
Основные направления использования ИИ в робототехнике
На данный момент совмещение роботов и искусственного интеллекта уже практикуется. Рассмотрим самые активные направления, где люди уже смогли получить результаты.
Автономная навигация
К достижениям ИИ и робототехники в автономной навигации относятся:
- Дроны. Стало возможным не только дистанционное управление, но и запуск БПЛА с заданными параметрами действий. Современный дрон способен принимать решения, ориентируясь в текущей ситуации. Это гораздо удобнее, чем управление при помощи человека, а зачастую и надёжнее.
- Промышленные роботы. Многие задачи на производстве относятся к конвейерному типу и не требуют от сотрудников умственного труда. При этом их нельзя назвать полностью автоматическими. В процессе выполнения работнику всё равно нужно принимать какие-то решения: сортировать что-либо, убирать лишнее, отсеивать брак. Теперь подобные задачи доступны роботам.
- Беспилотные автомобили. Мечта многих людей становится реальностью. Машина – не робот, но встроенные в неё системы уже обучены автоматическому управлению без участия водителя или с минимальным его участием. Такие автомобили уже выпущены и используются в ряде стран. И, хотя этапы полного тестирования ещё не завершены, этот проект внедрения робототехники в повседневную жизнь явно успешный.
Манипуляция объектами
Роботы-манипуляторы уже сейчас используют в логистике, а также на производстве. Задачи относительно просты: поднять и опустить груз, переместить его с одного места на другое. Но нельзя сказать, что это полностью механическая работа.
При погрузке нужно учитывать расположение и габариты груза, высоту подъёма. При перемещении – маршрут и наличие препятствий, в том числе человека. Современные роботы, в зависимости от заданных характеристик, могут выполнять эти задачи частично или полностью.
Компьютерное зрение
Запрограммированные соответствующим образом роботы могут визуально воспринимать информацию и распознавать её. Эти возможности уже используют для многих задач:
- в манипуляции объектами;
- в навигации;
- для распознавания лиц;
- для анализа медицинских снимков.
Эти функции часто применяются в системах дистанционного обслуживания объектов, в автономной навигации. В медицине позволяют оценивать результат более точно, исключая человеческий фактор.
Машинное обучение и адаптация
Главное преимущество внедрения ИИ – самообучение. Робот учитывает предыдущий опыт и оптимизирует свою работу.
К примеру, это позволяет улучшить производительность или более верно рассчитать траекторию движения. Внесения изменений в заданную программу не потребуется. В отдельных случаях возможны исключения, но это, скорее, начальные недоработки, чем ошибка.
Обработка естественного языка (NLP)
Сюда относится работа с человеческой речью. Роботы способны «слышать» её и распознавать слова, фразы, предложения. Также они могут генерировать речь.
Эта возможность особенно важна при взаимодействии роботов с человеком. Прямое общение гораздо проще, чем подача команд через экран путём ввода сообщений.
Роботы в медицине
Активно развивается идея применения роботов в хирургии. Пока в этом направлении делаются лишь осторожные шаги, но небольшие успехи есть.
Тем временем роботов в медицине уже активно используют в двух направлениях:
- Диагностика. Как уже говорилось выше, робот способен более точно проанализировать результаты обследования, в том числе в сочетании с анамнезом.
- Реабилитация. Уже запущены в работу системы, помогающие в уходе за больными после операций, во время тяжёлой болезни или после неё. Роботы выполняют задачи сиделки и санитарки, также могут помогать по дому.
Как правило, перечисленные выше направления почти не существуют отдельно друг от друга. Так или иначе они пересекаются. Умения, которые робот с искусственным интеллектом освоил в одной отрасли, пригодятся в другой. Этим активно пользуются разработчики.
Реальные примеры применения ИИ в робототехнике
Многие из перечисленных выше направлений робототехники с применением искусственного интеллекта пока находятся на этапе развития. Ряд систем могут пока совсем немногое. Но технологии постоянно совершенствуются, а роботы обучаются.
На данный момент уже можно привести немало примеров, где ИИ успешно используют в робототехнике:
- Автономный транспорт. Такие разработки уже представили и выпустили в производство известные компании, такие как Waymo и Tesla. Помимо легковых автомобилей, разработаны и беспилотные грузовики.
- Промышленные роботы. Одно из самых быстроразвивающихся направлений. Внедрение робототехники на базе ИИ позволяет повысить производительность, уменьшить число брака и ошибок, а также сэкономить на найме персонала. Здесь снова среди лидеров Tesla; также многих роботов разрабатывает BMW.
- Дроны. Вопреки мнению многих, БПЛА применяются не только в военном деле и области бесполезных развлечений. Современное развитие робототехники и искусственного интеллекта позволило использовать их для доставки медикаментов, обработки и мониторинга полей в агросекторе, отслеживании состояния окружающей среды в экологии, геологии, географии и других сферах.
- Социальные и сервисные роботы. Данная сфера одна из более простых в плане реализации, в то же время – из самых востребованных. Чат-боты уже заменяют сотрудников техподдержки, умные колонки ведут беседы и легко находят информацию, робот Pepper способен взаимодействовать с людьми на довольно высоком уровне. Первые перемещающиеся модели уже запущены службами доставки, а в гостиничном бизнесе искусственный интеллект помогает выполнять повседневные задачи.
- Роботы для разминирования и ЧС. Сложно переоценить значение ИИ в сочетании с современными технологиями в этих сферах деятельности. Работа спасателей и сапёров неразрывно связана с очень высоким риском для здоровья и жизни. Заменить человека могут роботы. Более того: вероятность ошибок зачастую снижается, и результат может быть более точным.
Ключевые технологии ИИ, используемые в робототехнике
Сегодня использование робототехники в искусственном интеллекте базируется на основе нескольких технологий:
- Глубокое обучение. Нейросети используются для анализа разнообразных данных и изображений. Робот на основе ИИ, запрограммированный соответствующим образом, может распознавать визуальную информацию и анализировать её. Благодаря внедрению искусственного интеллекта он учится сам, опираясь на получаемую информацию. В дальнейшем он может использовать её для оптимизации процессов. Практика показывает, что роботы не только выдают высокую точность результатов, но и зачастую видят те решения, которые не приходят в голову человеку.
- Reinforcement Learning. Это так называемое «укрепляющее обучение», оно же – обучение через награды. В данном случае подразумевается, что робот со встроенным ИИ почти не имеет основы для своих действий и принятия решений, поскольку она минимальна. Почти всё его обучение происходит самостоятельно, методом проб и ошибок. Такой подход в робототехнике зачастую даёт интересный и не всегда предсказуемый результат.
- Обработка естественного языка. Здесь в ход идут NLP и голосовые интерфейсы. Распознавание речи – самая простая задача, которая уже давно не представляет собой ничего нового и необычного. На следующих этапах – анализ роботом полученных голосовых данных, генерация речи, поиск информации и осознанные ответы.
- Компьютерное зрение. Распознавание объектов. На основе этих данных запускаются другие процессы, такие как реагирование на эти объекты. Хорошие примеры использования ИИ в робототехнике в таких целях – мониторинг объектов и автопилотные транспортные средства.
- Аналитика и большие данные. Эта область деятельности роботов неразрывно связана с глубоким обучением. Системы на основе искусственного интеллекта анализируют большие объёмы сложных данных, делают выводы, решают поставленные задачи, а главное – могут предлагать решения по оптимизации и улучшениям.
Перспективы и будущее ИИ в робототехнике
Перспективы применения искусственного интеллекта в робототехнике огромны. Сейчас это уже не просто рассуждения на тему того, каким может быть будущее. В основе этих рассуждений почти всегда лежит уже имеющийся опыт использования технологий, сочетающих деятельность роботов с ИИ. Задачи учёных, конструкторов и IT-специалистов – довести каждый проект до логического завершения.
Какие-то из этих проектов уже на стадии развития и требуют лишь доработки. Другие – менее развиты, но уже существуют на бумаге. Учёным предстоит запуск и тестирование проектов и, несомненно, большинство из них окажутся успешными. Это лишь вопрос времени.
Самые ожидаемые направления развития робототехники с применением ИИ в настоящий момент:
- Автономные роботы для повседневных задач. Идея затрагивает не только бытовые цели. Сюда могут входить роботы, осуществляющие обслуживание и доставку, занимающиеся воспитанием и обучением детей, помогающие в социальных центрах, выполняющие несложную работы.
- Усовершенствование взаимодействия роботов и человека. Понимание уже достигло высокого уровня. Известные компании выпускают роботов, которые способны поддержать беседу, выполнить ряд команд, проанализировать поведение и просьбы владельца и выполнить их. При этом всё ещё имеются некоторые недоработки, которые, вероятно, будут исправлены уже в ближайшие пару лет.
- Возможные технологические прорывы. Добиться высокого уровня в использовании роботов в медицине, космических технологиях и освоении отдалённых уголков Земли – одна из ключевых целей на сегодня.
Подведём итоги: роботы в нашей жизни и ближайшем будущем
Современная робототехника развивается непрерывно. В сочетании с искусственным интеллектом новые технологии дают поразительные результаты – такие, которые ещё 10-20 лет назад казались фантастикой. И это ещё не предел, о чём красноречиво говорят ежегодные разработки и достижения.
Планируя жизнь – как свою, так и своих детей, - важно ориентироваться на эти изменения. Роботы вот-вот заменят человека в десятках профессий. В основном это касается довольно простых вакансий, но и люди ряда более сложных специальностей явно столкнутся с подобными проблемами уже в ближайшем будущем.
В противовес – многочисленные новые профессии, так или иначе связанные с робототехникой. Уровни сложности разные, но большинство может найти для себя что-то подходящее. А лучшие места достанутся тем, кто умеет работать с ИИ и программировать, кому робототехника близка и понятна. Начать учиться можно уже сейчас. Для этого существует множество курсов, как платных и дорогих, так и бесплатных или очень дешёвых – государственных. Примером может служить программа «РоботиЯ», но, на самом деле, подобных вариантов обучения робототехнике очень много.
Также обучение можно дополнить самостоятельной практикой или же полностью пройти онлайн. Для этого достаточно приобрести специальное оборудование для обучения конструированию и программированию роботов от LEGO и других производителей. Посмотреть каталог вы можете на нашем сайте. Каждый набор создан для создания определённого робота или отработки заданного перечня навыков. С нашими конструкторами вы можете выйти на высокий уровень понимания робототехники, начать с нуля и разобраться в нюансах, а позднее – участвовать в соревнованиях и определиться с тем, где вы можете с пользой применить новые знания.
