Роботы готовы заменить человека и в космосе, и на Земле

14.08.2019 в 06:08, просмотров: 494

Развитие техники привело к появлению аппаратов, способных частично, а порой и полностью заменить человека в сложных ситуациях космического полета. Они и сами стали внешне походить на живые организмы и способны выполнять целый ряд задач, ранее недоступных машинам. В конечном счете появилась возможность продублировать работу экипажей в условиях открытого космоса, в целом — во время космических экспедиций. Но, похоже, нас могут заменить и на Земле.

Роботы готовы заменить человека и в космосе, и на Земле
«Канадская рука» на МКС

Канадские длинные руки

Первенцем новых «бионических» аппаратов в космосе стала продукция канадской фирмы Spar Aerospace. Канадцы создали манипулятор для американского многоразового космического корабля «Спейс Шаттл» — Shuttle Remote Manipulator System (SRMS), более известный как «Канадарм» (от Canada + arm — Канада + рука). Конструкция шаттлов предполагала доставку спутников на орбиту внутри грузового отсека, с последующим выводом их рукой-манипулятором. При этом «Канадарм» мог просто направить спутник в пространство, а мог предварительно закрутить его вокруг оси. Управление манипулятором осуществляли дистанционно из кабины. Он имеет шесть степеней свободы, длину — 15,2 метра, диаметр — 38 сантиметров. Впервые «Канадарм» использовали на борту шаттла «Колумбия» в 1981 году. За все время эксплуатации манипулятор «Канадарм» участвовал в 50 миссиях и совершил 7000 оборотов вокруг Земли, отработав без единого отказа. Особую роль «канадская рука» сыграла при сервисных визитах к орбитальному телескопу «Хаббл». Сначала она ловила телескоп, затем, после причаливания челнока, «Хаббл» закреплялся в специальном гнезде. Дальше с ним работала ремонтная бригада. Все это происходило на высоте около 700 километров над Землей. Всего было совершено пять миссий по ремонту и сервисному обслуживанию орбитального телескопа. Еще одной важной задачей для «Канадарма» стало перемещение и выгрузка более 200 тонн компонентов МКС и перемещение астронавтов при ее сборке.

С увеличением такого рода работ приняли решение создать «руку» нового поколения с постоянным размещением на борту МКС. Создали целую робототехническую систему «Канадарм-2», способную выполнять все внекорабельные операции без участия человека. В систему входят сам манипулятор, передвижное сервисное устройство и «кисть» Dextre для тонких операций. Все это хозяйство может перемещаться по направляющим, вдоль всей станции на тележке транспортера. Ее называют «первой железной дорогой в космосе». Dextre выгляит как безголовое туловище, оснащенное двумя крайне подвижными руками длиной в 3,35 метра. Корпус длиной в 3,5 метра имеет ось вращения в «талии». Он с одного конца оборудован захватывающим приспособлением, за который его может ухватить манипулятор, и перенести к любому элемен ту МКС. Обе руки имеют семь суставов, что дает им уникальную гибкость в сочетании с большей точностью. В конце каждой руки находится адаптер. В него входят встроенные цепкие захваты, видеокамера, подсветка и разделяемый коннектор, который обеспечивает энергообеспечение и обмен данными. Способности Dextre настолько разнообразны, что NASA одно время даже планировало его использование для безэкипажного сервиса телескопа «Хаббл». Сегодня аппараты, аналогичные Dextre, планируют использовать на будущей окололунной станции. Нет сомнений, что им найдется применение и при строительстве лунной базы. Технология Dextre позволила Канадскому космическому агентству вплотную приблизиться к созданию автономного сервисного аппарата, предназначенного для обслуживания и ремонта спутников на коммерческой основе.

Чтобы завершить «манипуляторную» тему, нужно упомянуть европейский проект ERA. Эта роботехническая система обладает рядом уникальных особенностей. Одной из наиболее интересных функций является способность самостоятельно перемещаться между заранее определенными базовыми креплениями, установленными на МКС. ERA имеет одинаковые концевые устройства спереди и сзади. Это дает возможность манипулятору передвигаться подобно земной гусенице на стволе дерева. К сожалению, этот робот до сих пор находится в одном из цехов ракетно-космической корпорации «Энергия», в подмосковном Королеве. Причина в том, что он стал заложником бесконечного откладывания запуска российского модуля «Наука», вместе с которым должен был быть выведен на орбиту еще в 2007 году. Новая дата пуска — ноябрь 2020 года.

Человекообразные

Но что-то подталкивало разработчиков придать космическим роботам совсем уж человеческий вид. Появилось понятие «андроид», которое означало искусственный объект, внешне неотличимый или похожий на человека. Виной ли тому фантасты, или воображение конструкторов считает «копирование» магистральным путем развития роботехники, неизвестно. По сюжетам легендарных писателей андроиды делятся на плохих и хороших. Одни всячески пакостят людям во имя науки («Чужой»), другие спасают людей в кризисных ситуациях («Дознание пилота Пиркса»). Чего от них ждать в будущем, неведомо. Если сознание человека воспринимает стоящий на столе компьютер как оборудование, то антропоморфный робот, внимательно смотрящий на вас своими глазами-телекамерами, уж точно некий организм со своим «Я».

Американские инженеры решили подарить интернациональным командам МКС почти члена экипажа. Робонавт — человекоподобный робот, разработанный NASA и группой компаний. Робот представляет собой безногую человекоподобную фигуру, голова которой выкрашена золотой краской, а торс — белой. На руках у Робонавта по пять пальцев с суставами наподобие человеческих. Машина умеет писать, захватывать и складывать предметы, держать тяжелые вещи, например, гантель весом девять килограммов. В шлем вмонтированы четыре видеокамеры, благодаря им робот не только ориентируется в пространстве, но и транслирует с них сигналы на мониторы диспетчеров. Шея робота имеет три степени свободы, а каждая рука, размах которой 244 сантиметра — семь. Кисти устройства имеют 12 степеней свободы. Каждый палец выдерживает нагрузку до 2,3 килограмма. Робонавт доставили на МКС в феврале 2011 года. Транспортный корабль Dragon 18 апреля 2014 года доставил на станцию его ноги. Так что на сегодня электронный американец находится в полной сборке.

Япония, передовая страна в роботостроении, решила не отставать от своих североамериканских коллег. Их ответом стал «Киробо», созданный специалистами японского космического агентства и учеными Токийского университета. Его доставили на станцию в августе 2013 года на японском грузовом корабле HTV-4. Он выполнял роль робота-компаньона японского астронавта Коити Ваката, который осуществлял свою космическую миссию с 7 ноября 2013 по 14 мая 2014 года. «Киробо», пробыв на станции чуть меньше двух лет, вернулся на Землю в феврале 2015 года.

Робот Федор или Skybot F-850

Роскосмос вступает в гонку роботов

НПО «Андроидная техника» совместно с Фондом перспективных исследований создали антропоморфного робота-спасателя с условным названием (именем?) Федор.

Его разработка обошлась примерно в 300 миллионов рублей. В октябре 2016-го тогдашний вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин представил прототип робота-андроида в рамках проекта «Спасатель» и заявил, что поручил создать робота для покорения космоса, в том числе для полета на корабле «Федерация». Сейчас антропоморфный робот готовится к полету на Международную космическую станцию в августе 2019 года на корабле «Союз МС-14».

В июле 2019 года робот Федор получил новое название Skybot F-850, завел страницы в таких социальных сетях, как «ВКонтакте» и Twitter. Чем было вызвано переименование — осталось тайной. Возможно, создатели стали опасаться уж слишком осмысленного поведения андроида. Человекоподобный робот Skybot F-850 имеет систему голосового управления. Он собран из 15 тысяч компонентов. Половина всех деталей имеет российское происхождение, остальные — зарубежные. Как заявляют создатели, электронные компоненты радиационно устойчивы. Мощность робота составляет 20 лошадиных сил, рост — 180 сантиметров, вес — до 160 килограммов. Робот может работать в автономном режиме один час, а также под управлением оператора на большом расстоянии через спутниковую связь. Подзаряжается он от бортовой сети станции. По спецификации робот умеет открывать дверь, работать с дрелью, стрелять из пистолета, садиться и водить автомобиль и квадроцикл в автономном режиме. Насколько нужны эти навыки в космическом полете, вопрос открытый.

По закону природы

Компьютер Deep Blue 11 мая 1997 года выиграл шахматный матч из шести партий у действующего чемпиона мира Гарри Каспарова. Что это означало? Самый простой и неприятный для человеческого слуха ответ — машина стала умнее человека. Могут возразить, она просто стала быстрее считать. Но шахматная партия — это не просто статистический набор сценариев поведения. Общаясь с прославленным чемпионом, Deep Blue изучил его приемы, формальную и неформальную логику, смог от матча к матчу обучиться стратегии победы. В этом ключ к пониманию возможностей новой техники — она способна обучаться, меняться, приспосабливаться, то есть эволюционировать. Возникло и широко распространилось понятие «искусственный интеллект», который уже массово применяют для решения стандартных задач и операций типа написания репортажа с футбольного матча или консультации по вкладам в различные ценные бумаги. Машинный мир объединяется электронными, прежде всего космическими, коммуникациями, образует группировки для решения конкретных задач в реальном масштабе времени. Так, например, выглядит сегодня алгоритм прогноза и парирования чрезвычайной ситуации при штормах и тайфунах. Современная противовоздушная и особенно противоракетная оборона — это не примитивное рисование на планшетах, а система отображения и принятия решений, где человеку отведено немного, но пока самое главное — как реагировать на нападение. Авиалайнерами управляют с помощью компьютеризированной системой, где пилоты выполняют роль операторов. Боевые беспилотники пока еще не имеют собственного «права на убийство», технически это возможно, но люди опасаются сделать последний шаг.

Что же нас ждет? Противостояние живых людей и искусственных роботов-вершителей, поставивших своей целью господство на планете?

Гениальный советский астрофизик Иосиф Шкловский в своих работах отстаивал идею о постепенной, эволюционной замене органического носителя разума на искусственный. Это не будет войной, описанной писателями-фантастами. Сама человеческая раса как всякий биологический вид имеет свои конечные сроки существования. Ему на смену придет нечто новое. Каким оно будет, сказать трудно. Но это закон природы. Порой мы приписываем себе, как нам кажется, особенно уникальные черты — эмоциональность, чувства, страсти, творчество. Но уже сегодня созданные нами компьютеры и нейронные сети способны создавать, терять, проигрывать, возможно, горевать при этом. Они не враги-роботы, а скорее наши дети, созданные силой человеческого разума. У них будет своя интересная жизнь. Возможно, богаче нашей.