«Ну, а мне нужно сердце! — возразил Железный Дровосек. — Мозги не делают человека счастливым, а счастье — лучшее, что есть на земле». Сердце, а точнее, способность испытывать чувства — это наверняка единственное, чем никогда не будут обладать роботы. Всё остальное для автоматизации жизненных и производственных процессов придумывают современные Да Винчи и Кулибины. В Сергиевом Посаде есть целая лаборатория, главное направление деятельности которой — создание роботов на основе машинного зрения.
Деревяка родом из Посада «Мы используем изображения для решения промышленных задач, — начинает рассказ руководитель лаборатории компании «Рободем» Александр Ершов. — Всё просто: камера передаёт изображение на компьютер, а специально разработанная программа анализирует и ставит задачи оборудованию».
Идея создать собственную IT-компанию пришла Александру более семи лет назад. По образованию он военный инженер-кибернетик, окончил Краснодарское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск стратегического назначения. Далее работал в IT-компаниях, участвовал в организации первого в Сергиевом Посаде интернет-провайдера. В 2013 году Александр и его коллеги приняли участие в конкурсе летающих роботов (дронов), организованном компанией «КРОК». В задачу разработчиков входила разработка робота, который мог бы взлететь, автономно пролететь по лабиринту с препятствиями, вернуться и сесть в точку взлёта. Несмотря на большое количество участников конкурса — их было более полутысячи, — задачу удалось решить только «Кулибиным» из Сергиева Посада.
Как признался Александр, они сознательно исключили различные датчики, использовав только камеру. «Мы выиграли один миллион рублей и организовали компанию, решили восполнить пробел в городе и занялись робототехникой, — продолжает Ершов. — Как только начался новый учебный год, мы набрали ребят-школьников на занятия. Так образовалась лаборатория науки и техники, где все желающие могли попробовать себя в качестве изобретателей, получить навыки программирования, моделирования, провести «умный» День рождения. Робототехника — это комплексная наука, это и программирование, и 3D-моделирование, и 3D-печать, электроника, биология, химия».
Небольшая компания по разработке автоматизированных систем в итоге превратилась в центр технического творчества для детей и взрослых, появились химические лаборатория, мастер-классы, занятия для дошкольников. Именно в лаборатории «Рободем» появился на свет знаменитый робот Деревяка, развлекающий горожан во время массовых мероприятий и праздников. Деревяка раздавал конфетки, разыгрывал призы на викторинах, пел песни, читал стихи и даже предсказывал будущее. Теперь робот на пенсии. На выставках его сменили более компактные роботы, например Кусака.
С умным взглядом
«До пандемии мы работали со многими производственными предприятиями, решали ряд задач с помощью машинного зрения, внедряли интеллектуальные счётчики, — говорит Александр. — Если человек, используя камеру, способен определить какие-то дефекты, посчитать количество элементов и так далее, то мы можем это автоматизировать». Первый крупный заказ разработчики из Сергиева Посада получили от Пермского завода промоборудования. Автоматизированной системы определения (чего-то: кривизны, удалённости, статичности и я не знаю чего) боковой подвески для балочных кранов у российского производителя не было, а заказывать подобное изобретение во Франции было слишком дорого. Сергиевопосадцы промышленникам помогли, а потом взялись за подсчёт цыплят — в прямом смысле этого слова!
Узнав о том, насколько машинное зрение может оптимизировать производство, в «Рободем» обратились сельскохозяйственные компании. «На одной из птицефабрик была установлена стандартная линия со счётчиками, которые определяют количество тушек, проходящих по линии за единицу времени, — рассказывает Александр. — Но когда руководители фирмы решили оптимизировать линию и сократили расстояние между подвесками практически до нуля, тушки стали лежать одна к одной. Луч счётчика не прерывался, а значит, подсчёт шёл неверный». С тем, что не под силу типовому счётчику, успешно справился «электронный глаз». Камера определяет границы одного элемента, в данном случае — тушки, и передаёт на компьютер изображение. Под каждую задачу пишутся алгоритмы распознавания. Можно создать такую систему, которая сама будет «указывать» конвейеру, какие элементы надо отсортировывать: по цвету, форме, размеру, наличию дефектов и так далее. Эти алгоритмы либо задаются математическими формулами, либо нейронная сеть обучается на базе изображений.
«Сейчас у нас задача разработать систему, которая будет считать живых цыплят при переселении из одного птичника в другой. Трудность в том, что они постоянно бегают и посчитать их механическим путём невозможно. На данный момент производители берут за основу приблизительную цифру, сколько могло бы поместиться цыплят в один ящик. Сколько реально — никто не знает», — отмечает изобретатель.
Главная проблема любой разработки заключается в её уникальности, а значит, дороговизне. Кроме того, для верной работы систем машинного зрения необходима устойчивая среда: освещение, положение предметов и камеры, её характеристик. По словам Александра, со временем многие производители придут к оптимизации за счёт внедрения роботов. «В промышленности машинное зрение позволяет значительно снизить себестоимость продукции за счёт отказа от выполнения ручных операций, — продолжает Ершов. — Человек не в состоянии оценивать предметы после нескольких часов работы, а вот роботы могут сутками сортировать товары».
Около 2,7 млн промышленных манипуляторов используются на заводах по всему миру
Ещё один интересный проект «Рободема» — создание робота-манипулятора, который мог бы захватывать стекло и проводить его на различные станки. Например, стекло для душевых кабин в производстве проходит ряд этапов: кладётся в печь, закаляется, гнётся, на него наносится декоративный трафарет. Сейчас человек должен с точностью до миллиметра уложить стекло в станок и попасть в нужные пазы. Сергиевопосадские изобретатели же предлагают создать робота с камерой, который справится с этим автоматически — и лучше.
Сергиев Посад — город будущего?
Александр Ершов грезит не только крупными разработками и автоматизацией ведущих в стране производств, он мечтает о возобновлении работы детских мастер-классов Лаборатории и возрождении интереса у молодёжи к робототехнике. Когда мы начинаем говорить о том, заменят ли роботы человека, он приводит в пример город Иннополис, что рядом с Казанью.
«Если вы там ни разу не были, вам стоит туда поехать и пожить несколько дней, — с упоением говорит наш собеседник. — Год назад «Яндекс» запустил в Иннополисе беспилотное такси, им бесплатно пользуются жители города. Как раз в системе беспилотников лежат алгоритмы компьютерного зрения. Различные датчики, сенсоры, камеры и радары на автомобиле собирают информацию об окружающем мире, алгоритмы воссоздают 3D-модель происходящего вокруг и задают управление автомобилем».
Помимо всего прочего, в Иннополисе нет ни кассиров в супермаркетах, ни баристы в кофейнях. Всё работает на принципе доверия к людям. Александр часто бывает в «городе будущего» и даже немного грустит, когда я спрашиваю, сколько времени надо Сергиеву Посаду, чтобы приблизиться к Иннополису. «Да, у нас город с богатым историческим наследием, но это совсем не значит, что вокруг Лавры ничего не должно развиваться. Не стоит забывать, что в своё время в Загорске и его окрестностях располагались важнейшие для страны исследовательские лаборатории и институты, — убёждённо говорит Александр. — Сейчас есть микрорайоны города, которые застраиваются современными жилыми комплексами. Возможно, на их базе можно было создать пусть не «город будущего», но хотя бы квартал».
Немного помечтав о том, как можно было модернизировать и автоматизировать городскую жизнь, мы подходим к небольшому роботу Кусаке — любимцу не только детей, но и взрослых! Это про Кусаку — ему палец в рот не клади! А точнее успей его оттуда убрать до того, как разозлившийся робот схватит человека за палец. Вот уж точно: в каждом взрослом сидит ребёнок, которому не хватает умных игрушек!
СПРАВКА
Впервые слово «робот» употребил Карел Чапек в 1920 году в произведении об «искусственных людях», способных размышлять и работать без устали. Так, слово robota, дословно переводимое с чешского как «каторга», прижилось и стало означать механическое изобретение, заменяющее некоторые функции человека.
Дарья Трофимова
Фото автора
