Журнал «Компьютерра» № 1-2 от 13 февраля 2007 года (Компьютерра - 669)

Одна из больных проблем современной космической программы - малая надежность робототехники в условиях чужих планет. Удаленные на миллионы километров, роботы просто физически не имеют возможности получать немедленную помощь с Земли. Даже до ближайшей к нам планеты - Марса - радиосигнал идет три с лишним минуты, в результате марсоходам приходится большинство тактических решений принимать самостоятельно. Но главная трудность состоит в том, что если какая-либо деталь механизма все же выйдет из строя, то взять запасную уже негде, а нести с собой все возможные комплектующие попросту невозможно. Но даже если бы детали и были, то отремонтировать робота все равно некому. Поэтому ученым приходится заранее просчитывать все возможные сценарии неисправностей и для каждой из них разрабатывать и аккуратно прописывать поведение устройства в его программе. Такая система позволяет предотвратить только предсказуемые неполадки. Причем марсоходы - это уникальные роботы, специально созданные для исследования Марса. Опыта эксплуатации таких машин кот наплакал, и часть имевших место неполадок предвидеть не удалось.

Аналогичные трудности испытывают и разработчики автономных роботов на Земле. Такие машины необходимы для случаев, когда работа опасна для жизни человека или нахождение людей в том месте невозможно в принципе (например, в нефтяной трубе или под завалами разрушенных домов).

Уже много лет ученые всего мира бьются над решением этих проблем. В России это делалось (и, наверное, потихоньку делается) на базе отраслевых НИИ, в США - в лабораториях ведущих университетов. И в одном из них, похоже, ученым удалось немного продвинуться вперед.

Кубики для всех

В трех с половиной часах езды от безумного Нью-Йорка, в городе Итака, что находится на южной оконечности озера Каюга, расположен знаменитый Корнельский университет. Он известен не только активным участием в марсианской программе (там были разработаны оптические системы для марсоходов Spirit и Opportunity), из-за его стен то и дело просачиваются новости о различных инновациях в области IT. Примечательно, что в лабораториях университета работают и россияне, среди которых 27-летний аспирант Виктор Зыков. Родившись в Иванове, знаменитом «городе невест», он закончил Ивановский государственный энергетический университет. Защитив в 2002 году диплом под руководством Александра Николаевича Голубева и Виктора Федоровича Глазунова на кафедре электропривода, Виктор получил степень магистра по электромеханике. После института молодой человек успел помыкаться по нескольким местам работы, прежде чем обнаружил, что несмотря на потребность в электрических машинах, аналогичной потребности в специалистах по ним не наблюдается.

Тоску молодого специалиста развеяла одна из научно-популярных передач канала «Дискавери», где Ход Липсон, кандидат наук израильского происхождения из частного массачусетского Университета Брэндайс, рассказывал о своей необычной CAD-программе, которая позволяла по нарисованному от руки наброску в виде проволочной модели восстанавливать законченную сложную трехмерную фигуру [С этим проектом можно ознакомиться по адресу ccsl.mae.cornell. edu/research/sketch, оттуда же можно скачать и демонстрационную программу, которая на моем компьютере, к сожалению, не заработала]. Сообщалось также и о разработанных американцем технологиях автоматической сборки роботов из унифицированных элементов, а напоследок Липсон поделился результатами в области эволюционных алгоритмов.

Виктор, вдохновившись идеями американского ученого, написал ему письмо, в котором, в свою очередь, изложил свои мысли о робототехнике, и спросил, каким образом он мог бы принять участие в его научной деятельности. Липсон откликнулся на письмо скромного ивановского электромеханика, посоветовав ему прислать свою заявку на место в аспирантуре Корнельского университета, где Ход к тому времени начал преподавать. Заявка Зыкова была одобрена, и в марте 2003 года Виктор получил приглашение на учебу в университете. Там он влился в коллектив лаборатории вычисляемого синтеза, где вместе с Ходом Липсоном и Джошем Бонгардом занялся исследованиями в области эволюционной робототехники. И одним из последних результатов работы явилось создание робота, обладающего, как поспешили отрапортовать многие новостные агентства, «внутренним самосознанием».

С сознанием дела

Как обычно бывает, в действительности ситуация с «самосознанием» осталась столь же туманной, что и раньше. А суть идеи корнельских ученных лежит в несколько иной плоскости [Страничка проекта - ccsl.mae.cornell.edu/research/selfmodels].

Главной целью американских энтузиастов робототехники является многоцелевой алгоритм управления, подходящий для произвольного робота. И тут на помощь приходит универсальная самообучающаяся система управления. Ее копии можно было бы свободно интегрировать в «опорно-двигательные» центры самых разных роботов.