Человекоподобный робот пополнит ряды экипажа МКС

Космический Аватар: успехи российской робототехники

Теги: Русская служба, Валерий Богомолов, робототехника, космические исследования, космонавт, Мария Кулаковская, Общество, Роскосмос, Космическая среда, космос, робот, В России

Мария Кулаковская

3.06.2010, 17:25

Скачать

© NASA, www.nasa.gov

Роботы должны стать главными помощниками человека в освоении космоса. На пути к созданию "космических аватаров" у России есть свои успехи. Рассказывает академик Российской академии космонавтики Валерий Богомолов

В мировой космонавтике всё больше склоняются к мнению, что настало время если не совсем заменить человека в космосе, то, по крайней мере, значительно облегчить труд космонавта. Для этого нужно развивать робототехнику. И у России на этом поприще тоже успехи есть.

Ведущая программы - Мария Кулаковская.

Роботостроение в России

Роботы должны стать главными помощниками человека в освоении космоса. В этом сегодня уверены многие инженеры и конструкторы. Исполнительные и трудолюбивые машины, управляемые автоматической программой или по командам с Земли, не нуждаются в еде, питье и способны работать в крайне неблагоприятных условиях. Что еще важнее, потеря автоматического исследователя гораздо предпочтительнее гибели космонавта.

Хотя разработка и производство роботов - занятие недешевое, выгода от их использования очевидна. Роботостроение - высокотехнологичная отрасль, настоящий двигатель прогресса. Требования, предъявляемые к современным роботам таковы. Они должны перенести запуск в космос, работать в сложных условиях враждебной среды, весить как можно меньше, потреблять мало энергии и обладать чрезвычайной надежностью. Земная машина, обладай она такими характеристиками, была бы настоящей мечтой инженера.

В Советском Союзе одним из пионеров роботостроения был Владимир Бармин, генеральный конструктор КБОМ(Конструкторского бюро общего машиностроения). Под его руководством были разработаны стартовые комплексы для многих ракет конструкции Сергея Королева. Он же одним из первых начал разрабатывать космических роботов.

Вспоминает Николай Корнеев, первый заместитель генерального конструктора КБОМ: " Владимир Бармин уже позже пришел к выводу, что с помощью космических аппаратов, запускаемых на Луну, какие-то сведения получить будет нельзя. И он начал рассматривать возможность создания роботов-автоматов, которые позволили бы получить конкретные данные на Луне и на планетах Солнечной системы.

Именно Владимир Бармин руководил созданием автоматических устройств для исследования Луны и Венеры. Один из таких роботов взял пробу лунного грунта с глубины 2 метров и обеспечил его доставку на Землю. С помощью другого были взяты образцы грунта в трех точках поверхности Венеры, получена и передана по радиоканалу на Землю информация о химическом составе венерианской почвы.

Самыми известными советскими роботами были легендарные "Луноходы". Созданные на заводе имени Лавочкина, самоходные аппараты отработали в три раза дольше первоначально рассчитанных ресурсов. По поверхности Луны луноходы проехали 50 километров и передали на Землю почти 300 лунных панорам и 100 тысяч фотографий.

Рассказывает заместитель генерального директора РНИИ КП (Российские космические системы) Арнольд Селиванов: "Создать робота, который на другой планете, пускай и не очень далекой, движется и управляется с Земли дистанционно, проходит определенное расстояние, исследует, делает съемку, изучает грунт - это, конечно, технически интересная задача".

Автоматы собирают научную информацию не только в Солнечной системе. Есть роботы, которые получают данные о звездах и галактиках в десятках и сотнях световых лет от Земли.

Рассказывает профессор кафедры астрономии МГУ Владимир Липунов: "Робот-телескоп отличается от обычного тем, что он, кроме того, что автоматически наводится, сам анализирует, получает изображение, при этом выбирает стратегию поиска или наблюдения каких-то объектов".

Нынешние роботы, в основном, наблюдают и исследуют. Смогут ли автоматы совсем заменить человека в космосе?

Отвечает генеральный конструктор РКК Энергия Виталий Лопота: "Я считаю, что ближайшее будущее российской космонавтики и космонавтики вообще - это гибрид или комбинация человека и робототехники. Нам нужно повышать эффективность работы людей на орбите. Я имею в виду не только космонавтов, но и космонавтов тоже. Робототехнические технологии - это та ближайшая задача, которую мы должны реализовать".

В ближайшей перспективе роботы должны научиться выводить на орбиту полезные грузы и работать в открытом космосе. Но даже самые совершенные механизмы, как и обычные земные объекты, нуждаются в управлении, контроле, ремонте и техническом обслуживании. Поэтому к звездам человек и его помощник-робот должны двигаться вместе.

О современных российских достижениях в робототехнике рассказывает Валерий Павлович Богомолов, заведующий лабораторией космической робототехники Центрального НИИ машиностроения, академик Академии проблем безопасности, обороны и правопорядка, Российской академии космонавтики имени Циолковского, Академии изобретательства.

Кулаковская: В нашей студии - Валерий Богомолов, заведующий лабораторией космической робототехники Центрального НИИ машиностроения, академик Российской академии космонавтики имени Циолковского, а также академик Академии изобретательства. Валерий Павлович, здравствуйте.

Богомолов: Добрый день.

Кулаковская: Валерий Павлович, мы пригласили вас в студию, чтобы поговорить с вами о развитии робототехники и о проблемах, которые сегодня существуют в отрасли. Ведь еще в 60-70 годах прошлого века говорили о том, что скоро от роботов в космосе негде будет и шагу ступить. Но, как мы видим, этого не произошло. И только сейчас, спустя 50 лет, наступило это время. Почему?

Богомолов: Дело в том, что уровень технологии не позволял широко использовать возможности робототехники. Не было устойчивой космической связи. Не было навигационных систем, которые управляют координатами робототехники. Не было 3D-технологии, которая семимильными шагами пошла в телевидение. Не было компьютеров и суперкомпьютеров.

Сейчас совокупность этих технологий позволяет уйти совершенно на другой уровень, иногда даже на уровень автономной работы роботов. На расстояниях в миллионы километров управлять роботами очень сложно. Даже свет идет в течение минуты. Поэтому и задержки в линиях связи.

И второе. Общество сейчас созрело для того, чтобы осваивать ресурсы космоса. Нам надо наладить информационное наблюдение за Землей. А объекты, как правило, плохо приспособлены для того, чтобы непрерывно за ними наблюдать. Но роботы могут позиционировать камеры, чтобы они смотрели на Землю все время, в нужное место с нужным ракурсом.

Кулаковская: Валерий Павлович, что вы сегодня разрабатываете в России для нужд космоса? Среди космических роботов самые известные, пожалуй, легендарные советские "Луноходы". Еще были автоматические станции-зонды для исследования Луны, Венеры, Марса.

Богомолов: Сейчас самые последние отечественные разработки - это "Фобос-грунт", на котором стоят два манипулятора. Уже делается попытка использовать стереосистему, чтобы наблюдать процесс забора грунта на "Фобосе", а взять его очень сложно, поскольку поле тяготения "Фобоса" слабое, и любая попытка захватить какой-то объект приводит к тому, что он улетает в космос. В невесомости надо брать материалы очень деликатно. Космонавты это почувствовали, они первое время ударялись.

Кулаковская: Вы имеете в виду на МКС, когда космонавты отталкиваются? Да, даже с туристом была такая история.

Богомолов: Да. Конечно, он привык жить на Земле. Толкнулся - и головой ударился о противоположную стенку. Поэтому при создании роботов должны учитываться особенности вакуума, космоса, освещенности. Большое многообразие факторов, которые на Земле мы не ощущаем вообще. Именно это технику продвигает, и появляются совершенно новые системы, например, технического зрения и охлаждения, питания и связи.

Кулаковская: Чем занимается ваша лаборатория?

Богомолов: Мы совместно с кооперацией подготовили концепцию развития космической робототехники в России. Как таковых чистых роботов нет. Есть человек и машинная система. Всегда в контуре - человек, только он выступает в разных качествах. Если раньше он просто чего-то нажимал, и робот выполнял, то сейчас он может давать некие задания, например, переместить грузы, не задев за приборы.

Сейчас мы работаем над тем, чтобы сформировать программу конкретных систем. И задумки касаются также человекоподобных роботов, которых американцы поставляют на МКС уже в сентябре. Это двурукие, двуглазые машины - такие полноценные аватары. Сначала роботы будут просто помощниками космонавтов - подай, принеси. Потом они начнут выходить в космос вместо космонавта, которые очень дорого обходятся. Выход двух космонавтов стоит порядка двух миллионов долларов. За эти деньги можно роботов наделать.

Кулаковская: Которые будут постоянно в космосе работать, которым ничего не грозит.

Богомолов: Грозит все та же радиация, свет.

Кулаковская: Понятно, но это меньшая потеря, чем человеческая жизнь.

Богомолов: По сравнению с человеком, конечно, это совсем другой порядок.

Кулаковская: Валерий Павлович, а какие технологии используются в робототехнике?

Богомолов: Что такое нанотехнологии? Это вакуум. Самая современная, чистая технология. Роботы должны производиться в вакууме. И второе. Перемещение должно быть высокоточным. Например, глаз человека видит 300 метров, а перемещение нанороботов - до одного нанометра. Представляете, это перемещение в одну десятую в минус девятой степени метра. Высокая точность, не доступная человеку. Вы рукой не можете его так потрогать, чтобы сдвинуть на два нанометра.

Кулаковская: Конечно.

Богомолов: И в вакууме не можете рукой работать. Суньте руку в вакуум - она закипит. Нанофабы так устроены. На Земле это вакуумные камеры, в которых есть пьезоэлектрические виброприводы, которые способны на такие перемещения. И, прежде всего, нанотехнологии дают вакуум бесплатно. Чтобы получить вакуум, мы должны качать и качать, избавиться от атмосферы. Уже сейчас существуют эксперименты с газовыми кристаллами - это и есть нанотехнологии. Неизбежно космические роботы будут и нанороботами. И, конечно, в применении к медицине. Потому что нанороботы могут двигаться по сосудам.

Человека обслуживать в космосе некому. Там должны быть роботы, управляемые людьми. Это, конечно, будет одним из направлений робототехники. Обслуживать надо человека, живые системы, растения. Это самое важное, а не полет на Марс. Живые системы необходимо обслуживать, чтобы понять, удастся ли создать с их помощью нормальную атмосферу и нормальную еду. И потом только можно говорить, что мы куда-то полетим или не полетим.

Кулаковская: Вот, кстати, о полете на Марс. Как вы считаете, должен человек лететь на Марс или все-таки это работа для роботов?

Богомолов: Когда-то, наверно, человек полетит. Он очень любопытное животное. Одно дело, вы что-то по телевизору видели, а другое - своими глазами, воочию. Двигает только это любопытство. С точки зрения науки, сейчас делать на Марсе нечего, потому что та информация, которая добывается сейчас роботами, богаче. Человек ведь не может провести там спектральный анализ: из чего состоит планета, где вода, где другие полезные ископаемые. А роботу - только дай задание. Ему это в кайф, как говорится, заняться делом и работать-работать. Человек не может долго монотонно работать. Он обязательно чего-нибудь найдет, придумает.

Кулаковская: Порой любопытство сильнее здравого смысла.

Богомолов: Да. И любопытство уводит его от работы. А, в общем-то, цивилизацию продвигают за счет работы.

Кулаковская: В Японии, которая является лидером в области робототехники, все достижения были получены именно благодаря тому, что опережающее развитие робототехники было признано стратегической государственной задачей. А у нас как дела обстоят?

Богомолов: В Японии думали сначала о том, что можно взять чужие технологии и все реализовывать. Может, пригласить иностранцев, чтоб они поработали. Как и мы пытаемся. Они поняли, что это пути не самые правильные, и стали развивать собственную робототехническую систему, гибкие производства, привлекая уже все другие технологии. Конечно, сейчас робототехника - это стратегическое направление.

Например, зачем лезть в шахту. Вот, 200 человек полезли в шахту, а аватар, в современном понимании, типа японского, совершенно спокойно справится с любым техническим устройством, чтобы управлять под землей. Средство отображения сейчас - стерео. Стереосистемы можно поставить и будете здесь пить чай, видеть хорошо эту шахту, но не рисковать людьми. "Аватара" смотрели?

Кулаковская: Аватар - это все-таки какое-то биологическое существо наполовину.

Богомолов: Я образно говорю. Я не говорю сейчас о биологии.

Кулаковская: До этого еще не дошло.

Богомолов: Я думаю, это некая фантазия, которая в ближайшие сто лет нереализуема. Сейчас только идут вживления в живые системы микрочипов, чтобы чуть-чуть поуправлять человеку протезами. Пока это недостижимая технология. А вот заставить робота работать, показать, как что-то делать - это достижимо. Все технология, с помощью которой "Аватар" снимался, сейчас начинает работать как робототехническая. Сейчас для нее все дороги открыты. На базе этих технологий можно заставить робота просто работать. Человеку нужны условия - плюс-минус 2-3 градуса, иначе ему или жарко, или холодно, а робот и при минус 20, и при плюс 20 поработает.

Робот расширяет возможности для функционирования устройств в новых условиях. Уже понятно, что в медицине. Там, где очень тяжелые работы - ночью сидеть и дежурить около больного. В Японии роботы со старушками разговаривают, вызывают у них улыбку и наблюдают за их эмоциями. Если старушка грустная, он начинает смешные истории рассказывать. То есть, идет общение. Понимаете, прорвали технологию интерфейса между человеком и роботом. В ближайшее время не будет просто роботов, будет робот и человек. Во-первых, это общение, когда вы даете ему задание своей мимикой или своим настроением, или еще чем-то. А второе, он просто хорошо делает черную работу, лучше чем санитар.

Кулаковская: Это хорошо, если мы будем управлять роботами. Но в фантастике все наоборот, роботы начинают управлять людьми.

Богомолов: Фантастика всегда будет. Следующий шаг, как установить правила для роботов, чтобы они не наносили вред человеку. Это очень серьезная проблема. Мы уже понимаем, что робота можно научить автономно функционировать, например, ходить, ездить. Сейчас в США объявили конкурс роботов на пять миллионов долларов. И они вовсю соревнуются, выигрывают конкурсы. Уже есть функция "сходи-принеси", она реализуема.

Кулаковская: Получается, Валерий Павлович, что нанороботы - это вообще страшная вещь. Их и не видно еще.

Богомолов: Вообще нанотехнология - это достаточно опасная технология, потому что микрочастицы такого состава опасны для человека. Это одна из самых тяжелых проблем - наноматериалы. Они настолько мелки, что могут войти в легкие, вызвать рак. Их надо изолировать от человека сразу. Поэтому космос как раз та среда, где их можно использовать. Вот когда уже сделают специальную электронику или получат новое лекарство, или создадут нового робота, когда уже все будет сделано как устройство, тут робот может быть просто полезен.

Но опасность, конечно, есть, потому что мы их обучаем действовать автономно. Где эта граница автономности? Мы знаем, как сложно человеку сказать: "Делай только это". Он раз - и чего-то другое. Так и у робота появятся свои мозги, своя система управления для принятия решений. Что он вытворит? Это уже начинает беспокоить даже юристов.

Кулаковская: Зачем же вы занимаетесь такими разработками?!

Богомолов: Потому что это облегчает труд человека. Сейчас, как я говорил, космонавты выходят в космос. Бешеные деньги тратят, и опасно. Что такое дырочка в скафандре? Это же мгновенная смерть - закипает кровь. И люди выходят сейчас, рискуя жизнью. Но чтобы убрать эти риски, надо делать стыковку. Например, при обслуживании станции, сборке в космосе. Это очень нужные вещи. И необходимы антенны, чтобы всех видеть, кто куда пошел, наблюдать за каждым.

Кулаковская: Понятно. Все равно, это тоже победа любопытства.

Богомолов: Да.

Кулаковская: Валерий Павлович, перефразируя известное выражение, что техника - вторая природа, замечу, что в природе все красиво. Мы замечаем, что многие конструкторы роботов черпают свое вдохновение в творениях природы.

Богомолов: Конечно.

Кулаковская: Особенно те из них, кто проектирует роль этого аппарата, передвигающегося по другим планетам. Большинство из них похожи на насекомых. Что вдохновляет вас?

Богомолов: Настолько рациональная механика заключена в биосистемах. Настолько рациональная энергетика и автономность. Представляете, нет проводов, а есть одна клеточка, которая передает потенциал другой, а та меняет химический процесс. Сложнейшие системы передачи информации. Мы в технических системах далеки очень от этого совершенства.

Биомеханика - сложнейшая отрасль, которая, в общем-то не разгадана. И, конечно, будущее заключено в том, как в природе это сделано. Глаз, руки - это колоссальное совершенство природы. Мы на всем звездном небе ничего подобного не видим. Пытаемся найти: "Ау! Есть ли где-нибудь во Вселенной еще такие?". Но пока только посылаем сигналы.

Кулаковская: Следов пока не нашли.

Богомолов: Пока следов нет, и поэтому больше внимания к наземным системам. Мы один процент знаем от всей территории (мирового) океана. Лезем в космос. Мы в самом начале пути изучения самой Земли, ее биологических структур. И, конечно, это является основным источником для создания технологий будущего.

Кулаковская: Изучение космоса, наверно, тоже поможет разобраться с тем, что происходит на Земле?

Богомолов: Видишь, как сложно. Методы, которые пригодны для космоса, теперь будут полезны и для океана. Например, ГЛОНАСС (серия космических аппаратов российской глобальной навигационной системы). До океана мы еще не добрались, но доберемся. Тоже с помощью космической системы. Нужны глобальные системы, чтобы понять глобальные системы. Например, потепление на Земле. И роботы призваны организовать глобальное наблюдение всех процессов, построить модели (возможного развития ситуации). Тогда мы точно будем знать, куда катимся и когда уже бежать с Земли на другую планету. Это будущее.

Кулаковская: Я думаю, что этого все-таки не случится. Мы наведем порядок на Земле и не будем никуда убегать.

Богомолов: Я тоже так думаю.

Кулаковская: Валерий Павлович, я благодарю вас за то, что вы пришли к нам в студию, за то, что дали нам очень интересное интервью. Большое вам спасибо.

Новости Роскосмоса

Научно-технический Совет РКК "Энергия" имени Королёва рассмотрел первые итоги эскизного проекта пилотируемого транспортного корабля нового поколения.

Об особенностях проекта рассказывает генеральный конструктор Ракетно-космической корпорации Энергия Виталий Лопота: "По вместимости он увеличен вдвое. На следующие 30-40 лет он будет надежным средством орбитального присутствия. Если есть транспортное средство, то на рынке оно должно захватывать максимально возможное число заказов. Сегодня на грузовых кораблях мы отработали цифровую систему управления кораблей, повысили ее ресурс, надежность, скоро адаптируем к новым кораблям. Появятся новые пульты управления, новые системы, которые сделают полеты более комфортными. И когда мы подойдем к новому кораблю, мы будем иметь все компоненты летной годности".

На совете обсудили возможные модификации базового корабля, предлагаемые варианты ракеты-носителя для выведения его на околоземную орбиту и возможность создания корабля в заданные сроки - к 2015 году.

***

Аэропорт города Барнаул и два предприятия - филиал Алтайского оптико-лазерного центра и Научно-производственная корпорация "Системы прецизионного приборостроения" - отныне будут носить имя летчика-космонавта, Героя Советского Союза, второго человека, побывавшего в космосе - Германа Титова. Решение принято депутатами Алтайского краевого Законодательного собрания.

***

В городе Енакиево Донецкой области президент Украины Виктор Янукович принял участие в торжественном открытии православного Свято-Георгиевского храма, построенного по инициативе президента. Храм получил свое имя в честь знаменитого земляка и названного отца украинского президента, дважды Героя Советского Союза, космонавта Георгия Берегового.

Слушайте полную версию программы

Человекоподобный робот пополнит ряды экипажа МКС

Теги: Новости, General Motors, МКС, За Рубежом, Северная Америка, Общество, НАСА, высокие технологии, космос, США

15.04.2010, 17:25

© NASA, www.nasa.gov

Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) намерено включить в экипаж шаттла Discovery (миссия STS-133), запуск которого запланирован на сентябрь 2010 года, первого человекоподобного робота, предназначенного для работы в космосе.

Робот, которого назвали Robonaut 2, или R2, станет постоянным жителем Международной космической станции (МКС). Работа 136-килограмового робота будет ограничена операциями в лаборатории "Destiny" американского сегмента станции.

Тем не менее NASA намерена внести усовершенствования и модифицировать модель для работы в космосе, за пределами станции. Пока же на борту МКС инженеры будут контролировать, как робот работает в условиях невесомости.

Robonaut 2 был разработан совместно NASA и компанией General Motors в рамках соглашения о сотрудничестве по разработке роботов-помощников. По мнению специалистов, будущее поколение роботов сможет работать как в космосе, так и на Земле и выполнять ключевую вспомогательную роль.

Робот не только похож на человека, но и может использовать те же инструменты, что и члены экипажа станции, поскольку вместо манипуляторов на руках он имеет пальцы.

Вместе с тем R2 пока не имеет адекватной защиты, необходимой для существования вне космической станции в условиях экстремальных температур. Во время тестирования робота внутри станции он будет проверен в условиях микрогравитации и подвергнется радиационному и электромагнитному вмешательству.

Кроме того, на Землю будут отправлены данные о том, как робот может работать бок о бок с космонавтами. По мере развития эксперимента экипажу МКС могут быть предоставлены оборудование и программное обеспечение для обновления R2, чтобы он мог выполнять новые задачи, передает РИА Новости .