Творческие способности скопировать проще, чем физические

Сможет ли человек управлять дополнительной третьей рукой? Почему роботу с искусственным интеллектом трудно ориентироваться в реальном мире? Из-за чего невозможно машинам доверить полностью уход за больным человеком? О том, какие фундаментальные проблемы ограничивают развитие робототехники, рассказал старший управляющий директор и директор Центра робототехники Сбербанка Алексей Гонноченко.

 

— Алексей Сергеевич, в каком возрасте вы испытали первые «позывы» к робототехнике?

 — Первые шаги в робототехнике я сделал благодаря отцу. У нас дома была коробочка с паяльным инструментом и различными деталями, поэтому еще в школе я постоянно что-то паял. К тому же отец был программистом, и в нашей семье рано появился компьютер. Если у соседских мальчишек были игровые приставки, то у нас — IBM-286, одна из первых персональных ЭВМ. Отец показал, как писать коды. Благодаря этому я постепенно с игр перешел на программирование, это оказалось несложно, и к девятому классу я уже создавал первые программы. Когда в школе появились площадки, где обучали рабочим профессиям, большинство выбрало популярное тогда автодело, а я — сначала радиоэлектронику, а в 10–11 классе — программирование. В университете пошел на мехатронику, где по сути были объединены два наиболее интересных для меня направления. Причем конкурс на эту специальность был небольшим, и поступить оказалось легко.

 — Вы ощущали себя в школе «белой вороной»?

 — Было такое чувство. Почти все, кто оказался со мной в классе по радиоэлектронике, пришли туда не потому, что хотели, а потому что закончились свободные места на автоделе. Для меня это было удивительно, потому что радиоэлектронику в нашей школе преподавали хорошо. Нас обучали теории, а на практике мы паяли электрические схемы. Было интересно!

 Правда, разобраться в схемотехнике получилось только в университете. У нас был очень крутой профессор. Он всех гонял по лабораторкам, и приходилось серьезно вникать в то, как все устроено и взаимосвязано. Однажды произошел казус, когда я неправильно понял задание, и профессор настойчиво сказал: «Вы сначала разберитесь, а потом проведите эксперимент на стенде». Я воспринял это буквально. Разобрался, в каких местах какие элементы должны находиться и за что они отвечают. Затем мысленно провел эксперимент и на его основе составил схемы и графики. Затем спрашиваю, можно ли приступать к стенду? А учитель не понял и спросил: «Что значит приступать? У тебя же графики уже нарисованы». Отвечаю, что — да, но я их из головы нарисовал, а на стенде нужно проверить. На что он подумал и сказал, что ответ правильный, но проверяй, конечно, экспериментально на стенде.

— Расскажите про своего первого робота и первый искусственный интеллект?

 — Машинки, которые условно можно назвать роботами, я делал еще в школе, но первый аппарат с программным управлением и прочими атрибутами — был студенческим проектом. Это был стенд для отработки мультиагентного управления. В нем несколько маленьких тележек катались по своим маршрутам, а камера сверху снимала и передавала видео на компьютер. Одновременно программа обрабатывала данные и генерировала траектории для дальнейшего движения роботов. 

 Главная сложность всего комплекса заключалась в нестабильности видеопотока и временной задержке его передачи. В то время не было таких технологически совершенных камер, как сейчас, и приходилось на коленке придумывать разные решения. 

 Если говорить про искусственный интеллект, то первые разработки в этой сфере, пригодные для практического применения, появились уже во время моей работы в Центре робототехники Сбера. Это были задачи, связанные с обработкой сенсорных данных, навигацией и распознаванием окружающих предметов.

 — Когда вы поняли, что робота можно наполнить «разумом» — искусственным интеллектом?

 — По-настоящему, наверное, об этом задумался недавно. Прежде искусственный интеллект был лишь набором методов и средств для решения отдельных, конкретных задач. Это, скорее, были математические аппроксимации, интерполяции средних статистических данных, корреляции и тому подобное.

 Сильное влияние на развитие искусственного интеллекта оказали большие языковые модели. Благодаря им появилась возможность строить стохастические модели и выявлять сложные скрытые взаимосвязи в случайных наборах данных. В результате программы научились хорошо «разговаривать» и выдавать ответы на любые вопросы. 

 Эти процессы повлияли и на развитие робототехники. Разработчики поняли, что большие языковые модели можно использовать для управления машинами и получить универсального физического робота.

 — Многие мои знакомые считают, что зачастую робототехника в школе — это как сборка конструкторов из готовых зарубежных деталей. Так ли это? 

 — Школы в массовом сегменте к настоящей конструкторской работе отношения не имеют. Они дают базовые представления и помогают вдохновиться и получить мотивацию. В моей практике абсолютное большинство учащихся на таких курсах остаются на начальном уровне, они реализуют себя в других сферах. Тем не менее заинтересованные ребята пойдут дальше — в профессиональную робототехнику. 

 — Как правильно выстроить педагогический процесс в нашей стране?

 — Во-первых, важно обеспечить плавный переход от одного уровня к другому. Чтобы не было грубых разрывов. Когда, например, начинаешь проект на одной компонентной базе, и вдруг нужно перестроить все процессы на другую. 

 Еще одна проблема российских специалистов — в менталитете. Поясню на примере участия в соревнованиях — есть такой момент, что зачастую нам нужна только победа. Если российские робототехники понимают, что шансы на победу небольшие, то отказываются от участия в соревнованиях. В мировой практике главное — не сколько турниров и конкурсов ты выиграл, а с кем соревновался. Поэтому нужно в какой-то степени менять парадигму сознания, извлекать знания и пользу из борьбы с лучшими и постепенно выходить в лидеры.

 Кроме того, при подготовке специалистов нужно исходить из национальных ориентиров. В противном случае происходит неоправданная трата времени и денег. Например, у нас прививали международную систему соревнований FIRST Robotics Competition, но оказалось, что она полностью заточена на интересы компании National Instruments. И вся цепочка образовательных пособий, начиная с детских моделей и заканчивая инженерным проектированием, построена на основе стандартов этой организации. В России же взяли отдельные элементы этой системы, но комплексной подготовки не получилось.  

 

— А что нужно предпринять, чтобы российские команды успешно выступали на международном уровне? 

 — Таких мер довольно много. В частности, важно, чтобы начиная с первого курса студенты участвовали в различных соревнованиях и развивали свои навыки. При этом следует делать акцент не на победе, а на участии. В Азии основные участники соревнований как раз студенты 1–2 курсов. Также нужно внедрять больше междисциплинарных программ, чтобы над одной темой работали представители разных научных областей. Тем самым у ребят будут развиваться навыки управления сложными междисциплинарными проектами, а это — наиболее востребованные и дефицитные специалисты в мире. 

 Вместе с тем следует уделить внимание правильному целеполаганию. Нужно учиться ставить перед собой выполнимые задачи, и под них формировать бюджет, ресурсы.

Немаловажным навыком также является взаимодействие со спонсорами. Я объясняю ребятам, что это как знакомство с девушками: если один раз отказали, это не повод обижаться и сдаваться. Надо продолжать писать письма, подавать заявки и гранты.

— Вы затронули тему различных научных школ и подходов в науке. Вы себя ощущаете российским ученым или частью мировой команды?

 — Сейчас сложно быть частью мировой команды. Тем не менее со многими явлениями в российской науке в той или иной мере не могу согласиться. Например, вызывает непонимание закрытость наших коллективов друг от друга. Все боятся потерять свою интеллектуальную собственность. Причем даже на этапе, когда ничего еще не создано!. Мы часто делим шкуру неубитого медведя. 

 В то же время за границей преобладает подход: давайте начнем, и там посмотрим, будет ли что-нибудь интересное. А у нас страх, что украдут, заберут, гораздо сильнее. Из-за чего мы теряем много возможностей.

 — Закономерно ли, что язык науки — английский? На каком языке должны публиковать статьи российские ученые?

 — Для ученого важнее не то, на каком языке он пишет статьи, а насколько быстро он получает информацию об исследованиях по своей теме, которые происходят в мире. К сожалению, массово на русский язык научные публикации не переводятся. Поэтому, чтобы получить доступ к актуальным данным, нужно изучать статьи на том языке, на котором они публикуются.

 Сейчас, кстати, значительная часть работ выходит на китайском. Ученые из КНР пишут статьи и на английском, но много исследований они публикуют на родном языке. Поэтому китайская наука во многом закрыта от внешнего мира. 

 Надеюсь, мультимодальные языковые модели, которые сейчас быстро развиваются, устранят эти барьеры и помогут оперативно переводить статьи. Ну и не только текстовые статьи, но и другие виды информации.

 — Каких этапов развития робототехники нужно ждать? 

— Классические подходы в этой сфере основаны на том, что в управляющую программу машины уже введена структура окружающего пространства, наборы действий, траектории и точки. И робот их механически отрабатывает, действуя, по сути, вслепую. У него зачастую мало обратной связи от окружающей действительности, как у живых организмов. 

 Поэтому погрузить робота в реальный мир сложно, так как разнообразие факторов этого мира и вариантов развития ситуаций бесконечно. В результате умные машины применяют на заводах, где все стандартизировано, но почти не используют в реальной жизни. 

 Живые объекты, в отличие от роботов, взаимодействуют с окружающей средой через постоянную обратную связь. Поэтому даже мышь, которая обладает сравнительно небольшим мозгом, отлично ориентируется в постоянно меняющейся обстановке. У роботов этих навыков не существует. И задача состоит в том, чтобы приблизить их контур принятия решений к тому, как это делают живые существа.

 Подспорьем в этом могут быть такие подходы к машинному обучению, которые сейчас применяют в больших языковых моделях. Они подразумевают, что в процессе обучения робот приобретает обобщающие знания. Они формируются вследствие анализа и синтеза поступающей информации и позволяют искусственному интеллекту видеть общую картину, а также прогнозировать ее изменение.

 В конечном итоге это позволит снять барьер для взаимодействия робота с физическим миром. И тогда когнитивные возможности вычислительных моделей, которые лежат в основе их искусственного интеллекта, смогут раскрыться в полную силу.

 — Какие шаги уже сделаны в этом направлении? 

 — Мы только в начале пути, сейчас наши роботы трудятся в разных местах, например на курорте Мрия в Крыму. Они двигаются вдоль виноградников, фотографируют листья и ягоды и собирают данные. На их основе робот анализирует состояние лозы (например, о степени созревания или о заражении патогенными микроорганизмами) и сообщает информацию специалистам — агрономам и виноделам.

 Еще из интересных разработок — коллаборация с нейросетью Kandinsky. В результате появился на свет робот-художник. В нем как раз реализована идея интеграции генеративного искусственного интеллекта с физическим роботом. На выставке«“Россия» эта машина нарисовала более 20 тысяч портретов. При этом 98% оценивших этот проект поставили отметку «положительно».

 

— Каким в этом контексте вы видите мир будущего? 

 — Предполагаю, что роботы смогут все чаще приходить на помощь человеку. Пока что мы здесь наблюдаем интересный эффект. Люди всегда мечтали, что роботы возьмут на себя физически сложную работу, а человек будет творить. Но, тем не менее, вышло все ровно наоборот. Люди продолжают трудиться на тяжелых производствах, а машины зачастую занимаются искусством. 

 Это произошло, потому что когнитивные и творческие способности скопировать оказалось проще, чем физические. Однако надеюсь, что ученые решат задачу, и роботы научатся осваивать навыки физического труда.

 — Как вы думаете, ваши научные разработки смогут помочь людям с ограниченными возможностями?

— Еще нет. Как уже говорил, между роботами и реальной жизнью существует фундаментальный барьер. Робот-помощник (нянька, сиделка, медбрат) может выполнять простые функции (например, принести воды), но ухаживать за пациентом — это совсем другой уровень риска, сложности и ответственности. Неаккуратные действия могут привести к травмам. 

 Человек, в отличие от машины, интуитивно понимает биомеханику другого человека и производит действия с учетом этих особенностей. Хотя в будущем, конечно, задача аккуратного и адекватного взаимодействия робота с человеком наверняка будет решена.

 —  Есть точка зрения, что ограниченные возможности — это не недостаток, а шанс. Например, если у человека не стало руки, ее можно заменить искусственной с улучшенным функционалом. Поддерживаете вы эту точку зрения?

 — Это прекрасная мечта, но на практике до ее достижения еще далеко. Несмотря на большую работу, которая ведется в этом направлении, восстановить естественные тактильные ощущения в искусственной руке пока невозможно. 

 Плюс наши мышцы, кроме движения, выполняют и другие функции. В частности, служат аккумуляторами, в которых запасается энергия. Также они гасят энергию при ударе. Поэтому говорить, что искусственная рука лучше, чем настоящая, — преждевременно. Но в целом я верю, что решения в этом направлении будут найдены, и появится возможность с помощью искусственных органов улучшать и конечности, и зрение, и слух, и другие системы. 

 Однако сложнее будет добавить к телу новый орган. Например, третью руку или щупальце. В процессе эволюции мозг сформировался для управления двумя руками и двумя ногами. И если добавить новый орган, то непонятно, какая зона мозга будет отвечать за него.

 — Как вы считаете уровень российских специалистов по робототехнике соответствует мировому?

 — Если посмотреть по фамилиям людей в топовых компаниях, то очевидно, что специалистов с российскими корнями за рубежом много. Из тех, кто остался в России, тоже много высококлассных профессионалов. Это связано с тем, что в нашей стране сильное фундаментальное образование, которое дает широкий кругозор и технологическую базу. 

 Тем не менее нужно признать, что робототехнике в нашей стране долгое время уделяли мало внимания. Сейчас следует развивать отрасль широким фронтом — начиная от образования и заканчивая созданием собственной компонентной базы.

— Можете рассказать о себе? Какие места в Москве вам больше нравятся? Как вы предпочитаете отдыхать?

 — Я из Азова, маленького южного городка рядом с Ростовом-на-Дону. Когда переехал в Москву, казалось, что здесь очень холодно. Удручало, что лето зачастую начинается только в июле, а заканчивается уже в августе. Что касается отдыха, то я трудоголик, поэтому бывает тяжело выделить время на полноценный отпуск. Но чтобы отвлечься от работы, часто люблю гулять по паркам. Кроме того, любим с сыном делать роботов из «Лего».

 — Ваши текущие разработки способствуют улучшению жизни людей?

 — Оптимизируя бизнес-процессы, мы в конечном счете делаем жизнь людей комфортнее и удобнее. 

 Другой важный момент заключается в том, что цель наших разработок — не заместить людей, а снять ограничения на рост экономики. Другими словами, машины не отбирают работу у людей, как об этом любят рассказывать противники робототехники. Наоборот — происходит создание новых высокотехнологичных рабочих мест в экономике. 

 Роботы востребованы в тех сферах, где рабочих рук не хватает. Их внедрение ускоряет экономический рост. А если экономика растет, выигрывают все. При этом создаются новые сферы деятельности с новыми рабочими местами.

_{Опубликовано при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» № 075-15-2024-571 (и всемерной поддержке Физтех-Союза).}