Интервью с робототехником Татьяной Волковой

Большой честью для нашего сайта является возможность начать рубрику публикаций о ведущих специалистах со статьи о Татьяне Волковой!

Волкова Татьяна Александровна
Волкова Татьяна Александровна


Немного о себе: я с 2008 года так или иначе занимаюсь робототехникой. То есть, выходит, стаж у меня уже 7 лет в этой сфере. Начинала, будучи студенткой — лаборантом Политехнического музея. Получив высшее техническое образование (программист) и написав дипломную работу про обучение робота, стала преподавать в университете (РГГУ) ряд дисциплин, в том числе — введение в робототехнику. На конкурсе молодых ученых «Научные бои» заняла 2-е место. В разное время была тренером команды для робототехнических соревнований FIRST, а также как участник занимала места на соревнованиях мобильных роботов, была волонтером на финале соревнований «Евробот», несколько раз выступала с лекцией «Роботы в искусстве», переводила статьи и обучающие материалы по робототехнике, записывала видео-уроки пайки. В настоящий момент работаю руководителем отдела разработки и исследований в российско-голландской фирме Robots City. Более подробно о моих интересах и достижениях можно узнать на моём сайте.

Что такое робототехника?

Интуитивно, думаю, все примерно понимают, что такое робот. Все видели «Звездные войны», «Трансформеры», «Терминатор» и прочие подобные фильмы. Кстати, забавный факт: не все знают — слово «робот» — славянского происхождения, его ввел чешский писатель Карел Чапек как сокращение от «роботник»

Часто возникают вопросы: можно ли назвать роботом дистанционно управляемое устройство? Можно ли назвать роботом промышленный автомат? Мне нравится определение в англоязычной Википедии: робот — это механический или виртуальный искусственный агент, обычно электромеханическая машина, управляемая компьютерной программой или электронной схемой.

Здесь сразу проводится отличие роботов от «не роботов». Робот не может управляться человеком. Дистанционно управляемая машинка — конечно же, не робот. Манипулятор МЧС, управляемый по видео — не робот. Промо-бот, который управляется человеком, общающимся с миром через Skype — не робот.

Тем не менее, всегда первая стадия создания робота — это дистанционное управление. Если вы не можете сделать устройство управляемым с пульта, то вряд ли шагнете дальше — автономный режим обычно ещё сложнее. Эта задача не бессмысленна, просто не нужно обманывать себя и окружающих, называя роботом машинку на дистанционном управлении. У них есть своя ниша использования — к примеру, «аватары» — устройства телеприсутствия, или военные роботы.

Теперь перейдем ко второму вопросу: можно ли назвать роботом промышленный аппарат? Скажем, механическую руку, которая собирает автомобили на конвейере. Опять обратимся к определению Википедии: «механический или виртуальный агент». Если посмотрим англоязычную статью «Агент», то увидим следующее определение: «агент — это автономная сущность, которая наблюдает за окружающей средой и действует в ней при помощи актуаторов, направляя свою деятельность к достижению цели». Статья Википедии отражает представление о роботах, общепринятое в настоящее время в западной информатике. Итак, основные параметры агента (а значит, и робота): следит за окружающей средой, изменяет ее, и действует целенаправленно. Являются ли промышленные роботы агентами? Зависит от того, какую работу он выполняет. Если все детали на производстве однотипны, программа все время одна и та же, устройство выполняет монотонные действия — то это скорее автомат. Если ему приходится анализировать окружающую среду, работать в изменяющихся условиях, менять свою тактику работы — то это безусловно робот. В некоторых производствах такие устройства есть. Например, меня поразил видеоролик швейцарской фирмы ABB Robotics. В нем рука-робот собирает блины, которые двигаются по ленте конвейера. Блины едут быстро и в произвольном порядке, но видеокамера успевает распознать блин, а механическая рука — подхватить его (что вообще непросто, ведь блин — мягкий) и положить в линию.

Робот делает это очень быстро и точно, что недоступно человеку.

Как приходят в робототехнику?

В детстве мне нравились мультфильмы про трансформеров, но, кажется, в 90-е годы их смотрели почти все. Всегда интересовали компьютеры — вначале в виде компьютерных игр, потом — как способ автоматизации рутинной работы.

Хорошо помню, что первой моей практически пригодной для чего-то программой стал генератор этикеток на обложки компакт-дисков с перечислением треков. Я тогда увлекалась музыкой в стиле прогрессив-рок, собирала свою коллекцию альбомов. Мне нужна была такая программа, чтобы не вбивать треклисты самостоятельно, и я написала ее на языке «С» на первом курсе. При этом работать со списком директории я ещё не умела, и поэтому для формирования первичного списка использовала чью-то чужую программу, найденную в Интернете.

Хотелось применить на практике изученные мною языки программирования и методы искусственного интеллекта, заняться чем-то реальным и осязаемым. Так я на третьем курсе попала в Лабораторию робототехники и искусственного интеллекта Политехнического музея, где 3 года работала лаборантом за смешные деньги — 4000 рублей в месяц. Однако работала я тогда не за деньги, а за опыт.

Приобретенные навыки помогли освоиться, получить для себя картину отрасли, научиться самым разным вещам — от пайки и проектирования электронных схем до преподавания в детском лагере и помощи в организации соревнований роботов. И — защитить диплом по применению одного из методов ИИ в робототехнике, на примере маленького робота, собственноручно мной сконструированного. Так что я благодарна Политехническому за ценный опыт.

Конечно, была во всем этом некоторая авантюра — всё-таки робототехника не моя специальность, я программист. Но как раз оказавшись в робототехническом сообществе, я поняла, что там нужны именно такие люди, как я. Как раз с программ и начинается самое интересное. Сколько я видела проектов, где люди делали сборку робота самоцелью, вообще не задумываясь о смысле, пользе и дальнейшем применении конструкции… И без хороших программ их роботы так и оставались мертвыми ящиками. Какой же робот без «мозгов»?

Не могу сказать, что вижу уже сложившееся общество робототехников. Скорее, оно находится на пересечении сообществ программистов и «мэйкеров» — самодельщиков, делающих электронные гаджеты.

Существуют ли на Ваш взгляд сегодня учёные и выдающиеся деятели робототехники, имена которых в будущем окажутся наряду с именами Теслы, Эдиссона или Рудольфа Дизеля и станут нарицательными?

Да! Это Себастьян Тран — немецкий робототехник, он сейчас активно работает на Google, автор и популяризатор концепции «вероятностной робототехники». Американец Джош Бонгард, который получил премию Обамы как лучший молодой ученый страны — он сделал робота-морскую звезду, которая, если ей оторвать ногу, перестроит свое движение и продолжит ползти. Француз Бруно Мензонье, который создал робота Aldebaran Nao — лучшего гуманоидного робота современности и таким образом воплотил свою мечту детства. Мой список будет неполон без немецкого инженера Рудольфа Гантенбринка, про которого слышали, наверное, все, кто хоть немного интересуется Древним Египтом. Он сконструировал устройство для дистанционного осмотра шахт Великой пирамиды, и с его помощью обнаружил тайную дверцу в конце шахты. Хоть это и не робот в полном смысле слова (устройство не автономно), в 1993 году слово «Робот» попало во все заголовки газет в связи с открытием.

В России таких имен не назову. Может, разве что выдающийся теоретик и популяризатор искусственного интеллекта Дмитрий Александрович Поспелов, но он, конечно, не робототехник. Если говорить именно о робототехнике и смежных областях, то мне очень нравится современный художник, который работает в сфере робо-арта — Дмитрий Морозов.

Кто Ваш Учитель «с большой буквы»?

Это может звучать странно, но это не робототехник, а лингвист Ноам Хомский. Это человек с изначально математическим образованием. Он придумал абстракцию — порождающие грамматики, одно из ключевых открытий лингвистики XX века. В начале 60-х годов бился с бихевиористами и растоптал их в пух и прах. Было такое популярное направление в науке, на мой взгляд, вредное — бихевиоризм, на Западе уже давно ушло, а у нас ещё сохраняется немного. А года два назад он спорил с Питером Норвигом из Google о том, какими путями должен развиваться искусственный интеллект. Мне понравилось, как Хомский отозвался о модном нынче направлении нейросетей и нейрокартографирования. Знаете, многие считают, что, изучив и полностью повторив структуру мозга, то есть все нейроны и их соединения между собой, мы сможем создать искусственный разум. Ноам Хомский на это ответил так: «Уже давно известна и воспроизведена в виде компьютерной модели структура мозга круглого червя. Однако до сих пор невозможно предугадать даже такую простую вещь — куда поползет червь». Таким образом, Хомский считает, и я с ним согласна, что есть ещё какие-то механизмы работы мозга, пока неизученные, помимо нейросетей. К сожалению, на русском языке прочитать об этом интереснейшем споре нельзя — он не переведен.

Разумеется, я благодарна многим моим преподавателям в школе и вузе, но они сами поймут, когда прочитают. Слишком большой получится список! Мне повезло и в школе и в университете — довелось общаться с незаурядными, искренне увлеченными наукой людьми.

В попытках создать прототип именно человекоподобного робота больше практичности или медийности?

Однозначно, больше медийности. Мы видим, что одно из наиболее сложных действий для робота — это ходьба на двух ногах. Даже японский робот ASIMO, в которого Honda вложила миллионы, упал на презентации. Посмотрите это видео, оно стоит того, и само по себе выглядит как перформанс робо-арта.

Очень классные двуногие роботы у американцев Boston Dynamics, их движения выглядят очень естественно, но, как я видела на роликах в Youtube — это тоже лишь прототип, он там висит на страховке.

Малыш NAO ходит, но медленно и на полусогнутых ногах. Колесный или шестиногий робот гораздо более устойчив. Неслучайно следующую версию NAO — робота Pepper («Перчик») — разработчики сделали колесным: так он и падает меньше, и стоимость ниже. Вы видели итоги последнего конкурса роботов DARPA Challenge? Там задание включало в себя перемещение подобно человеку, и было сложным для конкурсантов — роботы постоянно падали.

Я считаю, что важность двуногой ходьбы для роботов сильно переоценена.

Если говорить о других аспектах человекоподобности, то сейчас уже начали понимать: иногда правильнее делать робота непохожим на человека. Приведу пример: лаборатория искусственного интеллекта в университете г.Цюрих объявила краудфандинговую кампанию, цель — создание человекоподобного робота Roboy («Робот-мальчик») по принципу Open Hardware, то есть с обязательным выкладыванием всех чертежей. Поскольку они давно занимались вопросами мягких роботов, то мышцы ему сделали практически как у человека, повторили каждое сочленение, с использованием пружин для амортизации. Получилась достаточно громоздкая, но в чем-то красивая конструкция. Беда в том, что робот стал очень похож на скелета. А уж лицо робота и вовсе страшное. Оказалось, что ходить робот не может, поэтому его возят в инвалидной коляске. Показывали видеоролик, как его представили детям — что-то не видно было радости на лице. Вот и видим ситуацию, когда плохая работа дизайнера сводит на нет грандиозные усилия инженеров-конструкторов.

Создание робота, похожего на человека, осложняется психологическим эффектом «Страшной долины», который открыл японец Масахиро Мори в 70-е годы. Он изучал эмоциональную реакцию людей на роботов и виртуальных персонажей и обнаружил следующую закономерность. С ростом похожести робота на человека, растет и степень его приятности для нас. Она растет лишь до какого-то момента, а затем график приятности резко обрывается вниз. Этот провал на графике и есть «Страшная долина». В тот момент, когда робот слишком похож на человека, но все же не до конца, он начинает вызывать у нас страх и отвращение. Это, к примеру, андроидные роботы, которых делает японский профессор Хироси Исигуро. Он пытается добиться абсолютного сходства с человеком — делает им мягкую кожу, подобие мимики, голос, жесты. Такого андроида можно даже иногда спутать с человеком, но только пока он не начнет двигаться. В динамике становится видна искусственность движений, дерганость мимики. И робот становится подобен человеку с заболеванием, а то и вовсе — ожившему мертвецу. В основе «Страшной долины» лежит страх смерти и смертности. Не только роботы вызывают этот страх. Компьютерные персонажи в 3D-мультфильмах, срисованные с реальных людей (например, в «Полярном экспрессе») страдают тем же недостатком. Однако, с ростом дальнейшей похожести робота на человека, проблема «Страшной долины» исчезает — самые совершенные андроиды современности такого страха уже не вызывают просто потому, что уже неотличимы от людей. К примеру, Хироси Исигуро сделал своего нового андроида копией известной японской телеведущей, и вот она уже вполне приятная женщина на вид. Таких андроидов мало, но они всё-таки есть.

Где на сегодня штатно применяются человекоподобные роботы — не в порядке эксперимента, а уже «всерьёз и надолго»?

Этих сфер не очень много. По правде говоря, даже в тех, которые я сейчас перечислю, использование роботов носит характер «диковинки», оно либо создает художественный эффект, либо призвано будоражить воображение. Сфер, где человекоподобные роботы абсолютно нужны, сейчас нет, но есть примеры успешного применения с точки зрения коммерции или общественной пользы:

  • Современное искусство. К примеру, балет с участием роботов хореографа Бланки Ли. Он так и называется — «ROBOT». Сейчас этот балет поехал в Америку после успешных европейских гастролей, так что надеюсь, это всерьез и надолго. В фирме Robots City, где я работаю, мы тоже хотим добиться такого результата.
  • Реклама. В Японии используются роботы-манекены, которые следят за покупателем, то есть провожают его взглядом, привлекая внимание.
  • Психологическая реабилитация. Во Франции действует программа по социализации детей-аутистов при помощи общения с роботами NAO

Насколько робототехника «модный тренд» в 2015 году, и совпадает ли интерес общества к ней с оценкой обществом труда и знаний робототехников в материальном эквиваленте?

Робототехника — это тренд достаточно модный и развивающийся, но проблема в том, что никто до сих пор не понял, как на этом зарабатывать. Не появилось пока в робототехнике своего Стива Джобса. Да и сами роботы пока не готовы заменить человека и что-то революционное предложить человечеству.

Робототехники сегодня — это элита инженерии или энтузиасты-авангардисты?

Безусловно, это энтузиасты-авангардисты. Занятия робототехникой — это либо индивидуальное хобби, либо работа «на будущее». Непонятно, где сейчас будет работать такой человек и какую выгоду от таких занятий получит. Робототехник сейчас получает меньше, чем обычный программист. Причины выше. Остается только одно — находить себе работу в смежных областях и ждать чуда в будущем, когда роботы станут так же популярны и нужны, как Интернет или Википедия. Либо попасть в робототехнический стартап, которые появляются часто, но и разваливаются, к сожалению, тоже часто. Мне очень нравилась, к примеру, фирма Unbounded Robotics («Неограниченная робототехника»), но они потерпели крах со своим проектом недорогого робота-слуги.

Отстаёт ли Россия от остального мира в робототехнике?

Отстает, и очень сильно. В советское время хотя бы промышленные роботы выпускались, сейчас и того нет. Проблема глубоко системная — отсутствие господдержки исследований, поколенческий кризис. Посмотрите, в вузах и НИИ сейчас в основном пожилые, молодежь не может реализоваться и состояться как ученые, потому что надо на что-то жить. Я сама ушла из науки и бросила аспирантуру именно по этой причине: не вдохновляло жить на зарплату в 20 000 рублей. Но и работать в коммерческом секторе тоже довольно сложно. Мало фирм, которые бы этим занимались. Я была недавно на конференции RAICamp, там молодые ребята-инженеры с горящими глазами спрашивали друг друга: ну где же найти заказы? Как же попасть в такую фирму, где бы роботами заниматься? Вот, ребята уже представление имеют об этой области, и знают, как робота сделать и запрограммировать, только вот их знания не востребованы.

Привносит ли Россия свой вклад в мировую робототехнику?

Думаю, что нет. Не могу вспомнить чего-то значимого для мирового уровня, если не считать разработок наших бывших соотечественников-эмигрантов. Если вы посмотрите экспозицию в Политехническом музее (там есть зал «Автоматика»), то увидите только экспонаты 30-40-летней давности.

На какую вакансию может рассчитывать специалист-робототехник?

Сейчас рынка робототехнических вакансий в России нет. Посмотрите на сайтах наподобие Headhunter. Единственные гарантированные вакансии — это смежные (программирование, инженерия). Либо работа в тех областях, где робототехника хоть немного нужна: современное искусство, образование, реклама — но это уж кому как повезет. Мне повезло — я получила приглашение от компании Robots City, работающей в сфере шоу-бизнеса.

Расскажите пожалуйста о роботах, создаваемых в художественных целях, и о конкурсе «смешных роботов»

У японцев свое отношение к роботам. Для них это часть популярной культуры, роботы — персонажи аниме и манга. Роботами интересуются гики, а в Японии гиков много, есть даже целые кварталы, ориентированные на гиков, так что и робототехника у них развивается как часть гик-культуры. В Японии большой ассортимент игрушечных и развлекательных роботов, проводятся забавные соревнования, где самые разные по конструкции и внешнему виду роботы соревнуются в уморительных конкурсах. К примеру, скоростные бега, перенос предметов, единоборства. Управляются все людьми, с пульта, и там это никого не смущает. Зато мероприятие получается зрелищным. Хотите посмотреть — гляньте Wonderful Robot Carnival.

Ещё один пример — совершенно безумная арт-группа Maywa Denki. Самодельные музыкальные устройства, пальчиковые куклы, механические японские женщины в кимоно и люди, наряженные в костюмы странных роботов. Когда я первый раз увидела их видеоролик «Tsukuba Series», то поразилась, насколько бредово всё выглядит. Но что-то в этом ролике меня зацепило, я запомнила и пересматривала его.

Наверное, и хореографа Бланку Ли зацепило, раз она пригласила этих ребят в свой балет «Робот». Руководитель этой группы основал конкурс смешных роботов Bacarobo. «Бака» по-японски означает «дурак», соответственно задача конкурсантов — показать дурацкого самодельного робота без какого-либо предназначения. Вот лишь примеры таких роботов: механическая кошка с длинным языком, «облизывающая» мягкие игрушки, или холодильник, в котором роботы сидят внутри и дрожат.

Какие вехи (открытия, разработки) последних 10 лет можно назвать прорывными в области изобретения искусственного интеллекта?

Если говорить о направлении прикладного ИИ, то я бы назвала ставший популярным буквально в последние 5–10 лет подход «Deep Learning». Это различные сверточные (Convolutional) сети, развитие подхода нейронных сетей. То, над чем работает профессор Ян Лекун. Он француз, но работает в Нью-Йоркском университете, и с 2013 года возглавил лабораторию искусственного интеллекта Facebook. Меня впечатлили его результаты: по изображению машина может предсказать класс, к которому относится объект (животное, машина, человек). Хотя, конечно, слишком громко называть это ИИ. Это некоторый прикладной алгоритм, который в некоторых (лабораторных) условиях иногда срабатывает. Ноам Хомский бы посмеялся.

Вообще на русском языке очень мало публикаций на такую интересную тему, как Искусственный Интеллект. К сожалению, не выходит научно-популярной литературы или переводов западных материалов. Те, кому это интересно — как мне — вынуждены буквально по крупицам собирать информацию, ориентируясь исключительно на свою интуицию.

В русскоязычной «Википедии» очень мало информации. Я стараюсь переводить то, что мне интересно, и создаю в «Википедии» страницы о том, что мне интересно, чтобы хоть как-то делиться знаниями. Я создала страницы о Яне Лекуне, о Стеларке, об индуктивном логическом программировании, о роботе NAO. И всех призываю делать так же, чтобы повышать общий уровень знаний.

Традиционная просьба поделиться с читателями творческими планами

У меня нет конкретного творческого плана, так получается, что жизнь сама их корректирует. Мне раньше хотелось создать робота, который мог бы обучаться через экспериментирование. Я понимала, какой он должен быть и как можно продемонстрировать его навык обучения. И что же я вижу? В США, в Беркли создали такого робота, он собирает несложную детскую игрушку-конструктор методом проб и ошибок.

В точности выполнили то, что я хотела! Так что сейчас сложно строить творческие планы — такое время, что каждую секунду на разных концах света кто-то делает что-то новое. Поэтому сейчас мне хочется понять, что есть в мире.

Что будут уметь роботы через 5 и 10 лет соответственно?

Я думаю, что совсем скоро их будут использовать на поле боя. Вижу прогресс фирмы Boston Dynamics — с каждым годом все более интересные разработки. Так что думаю, военная область — первая, где роботы будут использоваться серьезно. И, конечно, они будут более массово использоваться в сфере услуг — реклама, несложный сервис, развлечения. Сейчас к этому есть все предпосылки — в мире возникает все больше и больше стартапов и новых моделей роботов. Безусловно, сейчас очень интересный период. Прямо на моих глазах все происходит, и я рада, что застала это время.

Огромный прогресс произошел за последние 5 лет в любительской робототехнике, появились такие вещи, как Arduino и Raspberry Pi, на рынок хлынули как дешевые китайские комплектующие от DAGU и DFRobot, так и вполне неплохие вещи от Polulu и Adafruit. Когда я только начинала этим всем заниматься, приходилось разбирать старые игрушки (вездеходы), чтобы взять от них колесную базу и сделать робота. А сейчас можно просто купить нужные узлы, собрать из них робота и сосредоточиться на его программировании. Все стало более доступно.

С какого возраста уместно приобщать детей к робототехнике?

Думаю, что приобщать стоит, только если есть определенный к тому интерес. И если он есть — то лет с 14. По моему субъективному мнению. Я пробовала заниматься с детьми помладше, и у меня получалось плохо. Им не хватало усидчивости, внимания, памяти.

С каких наборов лучше начать?

Нужно приглядеться, что ребенку интересно больше. Не бывает робототехников «вообще», люди так или иначе тяготеют больше к чему-то одному — к механике, электронике, программированию, сенсорике, ИИ. Исходя из этого и стоит выбирать.

Какой, примерно, потребуется бюджет?

Набор «Матрешка» фирмы «Амперка» с платой контроллера Arduino и набором компонентов в максимальной комплектации — такой продвинутый радиолюбительский конструктор, включающий в себя программирование — стоит около 5000 рублей. Конечно, все компоненты можно купить и отдельно, выйдет дешевле, но я сейчас говорю о начале с нуля. Зато, если освоить этот набор как следует, освоить все уроки, дальше пойдет все легко. Если хотите эту штуку превратить в робота, нужно купить еще мобильную платформу, она обойдется тысячи в 2.

Робототехника дело недешевое, дороже всего стоит механика. И поэтому сделать хорошего робота в одиночку сложно, нужно объединяться в коллективы.

Какой ВУЗ в России имеет специфику наиболее близкую к робототехнике?

Я не знаю хороших факультетов или кафедр такого направления. Очевидно, что сейчас в вузах мало понимают, что это за робототехника такая, и кем можно после нее стать. И каждый вуз, где такое появляется, наполняет это понятие своим содержимым. Сейчас у нас система образования перешла на Болонскую систему. Мне кажется, что робототехникой осмысленно было бы заниматься в магистратуре, а бакалавриат закончить по технической (инженерной, программистской) специальности, чтобы была твердая база. Необязательно это должен быть престижный вуз, такой как МГУ или Бауманка. Я сама закончила РГГУ, гуманитарный вуз, а на нем кафедру математики, логики и интеллектуальных систем, и довольна той базой, которую получила за 5 лет учебы.

UPD: Инфографика о робототехнике и робототехнических мероприятиях (источник):

Интервью с робототехником Татьяной Волковой: 1 комментарий

  1. Очень грустная статья. У нас нет робототехники. Специалисты не нужны. Нет опытных механиков. Нет детальной базы для создания роботов, Значит, нет станочников и слесарей способные компьютерный чертеж сделать в деталях.
    Как я понял вас, Робот — это такое устройство, которое может анализировать свое положение в пространстве и выполнять действия для решения поставленной задачи или комплекса задач. Обязательный анализ и предложения для хода. Вот на сколько ходов надо считать?
    Да, и достойных и обще доступных конструкторов у нас нет. Почему нет, да потому, что этим никто серьезно не занимался. Просто не дали.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *