Япония имеет долгую историю и богатый опыт разработки и внедрения самых передовых, инновационных технологий – ее промышленных роботов, занимающихся всем, чем угодно, начиная от сборки автомобилей и заканчивая погрузкой материалов и товаров, можно обнаружить в любом уголке мира. Согласно данным Международной федерации робототехники (IFR) на конец 2017 года, японцы производят более 50% всей робототехнической продукции в мире.
Однако первая ассоциация, которая возникает у нас при слове «робот» – это человекоподобные машины, которые способны передвигаться, понимать речь и разговаривать, петь и танцевать, помогать людям. Япония – пример той страны, в которой роботы не только широко задействуются в разных отраслях промышленности, но и становятся важной частью повседневной жизни японцев. Некоторые японские роботы поражают наше воображение, становясь со временем все сложнее и оригинальнее.
По-японски слово «робот» записывается катаканой – ロボット «robotto», от английского слова «robot». А знаете ли вы, как появилось само слово «робот»? (Нет, к Японии его этимология отношения не имеет). Это слово популяризировалось благодаря пьесе чешского писателя и драматурга Карела Чапека «R.U.R.» – «Россумские универсальные роботы», написанной в 1920 году. Произведение рассказывает о восстании роботов – искусственных людей, сделанных из химических веществ, основной целью которых было выполнение работы вместо живых людей. Слово robota на чешском языке означает ничто иное, как «каторга», «тяжёлая работа», «принудительный труд», отсюда и пошел сам термин, вошедший во многие языки, в том числе и японский.
Давайте посмотрим, с чего начиналась японская робототехника, и каких вершин она достигает сегодня.
Механические куклы. Каракури-нингё
Есть мнение, что первыми «роботами» в Японии можно считать механических кукол эпохи Эдо (1603-1868), которые с помощью сложного механизма были способны подавать чай, спускаться по ступенькам, показывать фокусы и писать китайские иероглифы. Название karakuri ningyo: образовано из двух слов: karakuri (絡繰り) – 1. механизм, приспособление, 2. махинация, трюк; и ningyo: (人形) – кукла, марионетка. Таких кукол использовали в театре (butai karakuri, 舞台絡繰り), для игр и развлечения гостей (zashiki karakuri, 座敷絡繰り) и для религиозных нужд (dashi karakuri, 山車絡繰り). Считается, что на идею создания таких кукол японцев натолкнули механические часы, полученные в XVIII веке от голландских торговцев, заводной мотор которых затем японцы использовали в своих творениях.
Современный японский мастер Ханъя Харумицу, который занимается восстановлением старинных и созданием новых кукол, поясняет: «Куклы двигаются под действием пружин так, как им диктуют это движение зубчатые колёса. В этом они похожи на современных роботов, которые тоже работают за счёт превращения энергии из одной формы в другую и двигаются так, как запрограммированы». В настоящее время также можно найти таких кукол в продаже – например, их производством занимается японская компания Gakken, выпускающая три модели: «акробат», «слуга, подносящий чай» и «мальчик-лучник».
Гакутенсоку. Первый японский андроид
Первый японский робот человекоподобного вида появился в 1928 году (через год после создания первого аналогичного робота в США) и назывался Гакутенсоку (學天則 \ 学天則), что в переводе означает «познание законов природы». Создателем этого робота был биолог Нишимура Макото (1883-1956), профессор Императорского университета Хоккайдо.
По своему виду Гакутенсоку напоминал статую Будды. Верхняя часть робота возвышалась на три метра, он мог менять выражение лица, наклонять и поворачивать голову, открывать и закрывать глаза, менять направление взгляда, двигать руками, улыбаться – все это приводилось в действие с помощью системы сжатого воздуха, состоящей из резиновых труб и воздушных компрессоров. Через трубки поступал сжатый воздух, раздувая щеки, в результате чего создавалась иллюзия его дыхания. Гакутенсоку выставляли в универмагах и выставках в Киото, Токио и Хиросиме, даже в Германии, где затем он и потерялся. Когда его все же нашли, его переправили в Осаку, где восстановили, поменяв старый механизм на новый, управляемый компьютером, и с 2008 года он выставляется в качестве экспоната в Научном музее Осаки.
AIBO. Механический питомец
AIBO — это серия роботизированных домашних животных, разработанных японской компанией Sony. Первая модель была представлена потребителям в 1999 году. Название AIBO происходит от «Artificial Intelligence RoBOt» – «робот с искусственным интеллектом», однако по звучанию оно также напоминает два японских слова — 愛慕 aibo («любовь», «привязанность»), или 相 棒 aibo: («товарищ»; «партнер»). Среди моделей были львята и космонавты, однако в итоге закрепилась известная нам концепция внешнего вида AIBO – роботизированная собака.
AIBO продавались в Японии в основном в качестве «развлекательного робота», однако некоторые университеты стали их использовать в образовательных целях, а научные лаборатории – в исследованиях в области взаимодействия людей и роботов.
Спустя более десятка лет после прекращения выпуска AIBO (в 2005 году) Sony решила возродить легендарную серию и представила новую модель ERS-1000, которая по сравнению с предшественниками выглядит и ведёт себя намного более естественно. «Быть с людьми – вот что любит AIBO. Он невероятно любопытный: он хочет знать про вас, хочет исследовать окружающий его мир, хочет время от времени озорничать» – говорится в рекламе официального сайта Sony о роботе.
У робота двигаются все части тела, он может перемещаться вдоль 22 осей. AIBO оснащён микрофонами и динамиком; на месте глаз – два OLED-дисплея, которые отображают различные эмоции. С течением времени робот обучается и адаптируется к своим владельцам, используя полученную с помощью датчиков информацию. К примеру, собака запоминает действия, которые вызывают у хозяев улыбку и радость. Кроме того, пёс учитывает, в каких моментах хозяева его поглаживают и хвалят, а когда – ругают за «проделки». Новинка будет доступна в Японии в начале 2018 года.
ASIMO. Робот прямоходящий
После успехов, достигнутых в производстве автомобилей, мотоциклов и квадроциклов, компания Honda обратила свой взор на новую перспективную область – робототехнику – и загорелась желанием разработать робота, способного передвигаться на двух ногах. В результате, в 2000 году она представила ASIMO (сокр. от Advanced Step in Innovative Mobility) – человекоподобного робота, разработки которого велись еще с 1980-х гг. Более 10 лет ученые компании изучали человеческие движения в попытке их повторить и реализовать на практике.
Первоначальная цель компании – разработать робота, способного помогать людям с ограниченными возможностями. Было решено, что больше всего пользы принесет робот, способный перемещаться между объектами в комнате и подниматься и спускаться по лестнице. Соответственно, ему, как и человеку, требовалось иметь две ноги. Сначала робот мог передвигаться только по прямой линии и очень медленно, останавливаясь после каждого шага на несколько секунд. Для увеличения скорости была разработана особенная технология «динамической ходьбы», с помощью которой робот научился даже бегать.
ASIMO обладает способностью распознавать движущиеся объекты, дистанцию и направление движения, позы, жесты, что позволяет ему взаимодействовать с разными людьми. Например, он понимает, когда ему предлагают рукопожатие или на что-то указывают. Также ASIMO реагирует на свое имя и распознает звуки, он может отвечать на вопросы, кивая или давая вербальный ответ на разных языках, может распознать примерно 10 разных лиц и обращаться к этим людям по имени. Также Honda разработала для ASIMO очень функциональную компактную руку с несколькими пальцами, которая имеет тактильные сенсоры и датчики силы. Такая рука позволяет новейшей модели ASIMO проворно выполнять задания, например, поднимать стеклянную бутылку и откручивать крышку или держать стаканчик из мягкого картона и выливать из него жидкость, не раздавив его. Более того, ASIMO может объясняться на языке жестов, что требует сложных движений пальцами.
HRP-4C. Талантливая Миим
Робот HRP-4C с милым именем Miim – это андроид в виде девушки, созданный Национальным институтом передовой науки и технологий (AIST). У нее вполне реалистичное антропоморфное лицо и фигура среднестатистической молодой японской девушки.
Миим может двигаться как человек, используя тридцать встроенных в тело электромоторов и еще восемь – для мимики. Разработчики долго и упорно трудились, чтобы добиться «идеальной», наиболее напоминающей человеческую походки робота. Помимо этого, Миим может реагировать на речь и способна распознавать окружающие ее звуки. Она также может петь, используя программный вокальный синтезатор Vocaloid, – так, однажды она выступала перед зрителями в образе Хатсуне Мику и исполнила ряд ее композиций.
Впервые андроид бы показан широкой публике 16 марта 2009 года, а на выставке Tokyo Digital Content Expo в 2010 продемонстрировал свои улучшенные возможности мимики и танца.
Robear. Сильный, но нежный
Ученые из RIKEN (Институт физико-химических исследований в Японии) и компании Sumitomo Riko Company Limited разработали новую экспериментальную модель медицинского робота ROBEAR (название происходит, очевидно, от слов robot и bear) для больных и пожилых людей – он способен поднимать пациента с кровати и усаживать его в кресло-коляску или оказывать помощь человеку, который не способен без посторонней помощи встать.
Новый робот является преемником моделей RIBA и RIBA-II, разработанных в 2009 и 2011 годах, однако ROBEAR намного легче своих предшественников (всего 140 килограммов по сравнению с 230 килограммами RIBA-II) и имеет приводные механизмы, выполненные исключительно из резины, что обеспечивает мягкость его движений. Таким образом, робот может взаимодействовать с пациентами, не подвергая их опасности.
Такие роботы очень актуальны для современной Японии, так как быстро увеличивается доля пожилых людей в общей численности населения страны. А одной из самых сложных задач медперсонала является пересаживание пациента с кровати в кресло-коляску, выполняемое в среднем 40 раз в день одним человеком. Роботы же как нельзя лучше подходят для выполнения этой работы. По словам Тосихару Мукаи, руководителя исследовательской группы по разработке робота, он очень надеется, что Robear усовершенствует систему медобслуживания, облегчив медперсоналу нагрузку по уходу за малоподвижными больными и пожилыми людьми.
Эрика. Механическая красотка
Знакомьтесь, это Эрика. Ей 23 года, из Киото. Она любит фильмы и разговаривать с людьми. Ее мечта — путешествовать по миру. А еще Эрика утверждает, что она почти как человек.
Этот гиперреалистичный робот по имени Эрика – создание профессора из университета Осаки Хироси Исигуро и его группы. Широкой общественности андроид был представлен в 2015 году в стенах японского Национального музея в Токио.
Эрика способна поддерживать диалог на ряд простых тем и отвечать на простые вопросы. Большей «естественности» поведения робота способствуют его невербальные действия, включая движения и мигание глазами, мимика лица и некоторые особенности, присущие только японскому стилю общения. Во время беседы робот, в свою очередь, способен распознавать речь и основные невербальные «реплики» собеседника. Создатели Эрики хвастаются, что это самый «продвинутый и красивый» робот в мире, и даже утверждают, что у нее есть «душа».
Киробо-мини. Ваш персональный помощник
«Kirobo Mini – это наше видение будущего, в котором люди и искусственный интеллект работают вместе для совершенствования мира» – так утверждают разработчики робота в Toyota. Компания стремится превратить свои автомобили в компаньонов и помощников человека, ведь люди тратят на поездки в личном транспорте в среднем 4,3 года своей жизни, а за это время можно многое узнать о наших привычках и эмоциях. На это и ориентируется робот Kirobo Mini.
Kirobo Mini – это миниатюрный робот-партнер, запущенный в продажу в 2017 году. В сидячем положении его высота не превышает 10 сантиметров.
Благодаря компактным размерам, Kirobo Mini легко помещается на панели автомобиля и даже на ладони и может сопровождать человека в течение дня. В механизме робота использовались технологии распознавания речи и лиц, первоначально разработанные компанией для автомобилей. В результате робот получил способность запоминать людей в лицо, «понимать» человеческую речь, реагировать на эмоции, поддерживать разговор на интересующие человека темы (благодаря способности запоминать его предпочтения и хранить информацию о прошлых событиях), дополнять свои слова жестами рук и головы. В практическом плане Kirobo Mini способен, например, определить, что водитель едет слишком быстро, или во время длительных поездок напомнить хозяину о том, что было бы неплохо сделать остановку на отдых. Однако, в первую очередь, робот предназначен для общения и выстраивания эмоциональной связи со своим хозяином.
А теперь посмотрим, какие еще милые японские роботы периодически привлекали внимание не только японских, но и зарубежных потребителей.
Паро: робот-тюленьчик
Паро (PARO) – милый интерактивный робот в виде детёныша гренландского тюленя, разработанный Национальным институтом передовой науки и технологий (AIST). Он предназначен для терапевтических целей – тюленьчик способен уменьшать стресс, оказывать успокаивающий эффект и вызывать положительные эмоции у пациентов больниц и домов престарелых, а также способствует лучшему взаимодействию людей в стрессовом состоянии и медперсонала. Робот разрабатывался Таканори Сибата с 1993 года и впервые был продемонстрирован публике в конце 2001 года, а в 2003 году стал финалистом COMDEX – ежегодной компьютерной выставки в США. Паро имитирует поведение и звуки тюленей, за которыми Сибата наблюдал в Канаде. Робот призван заменить настоящих домашних животных, которых часто невозможно содержать в учреждениях, требующих высоких норм санитарии, – больницах и домах престарелых.
PARO имеет пять видов сенсоров: тактильные, световые, звуковые, температуры и расположения объектов, с помощью которых он воспринимает людей и окружающую его среду. Робот способен реагировать на ласку, виляя хвостом, открывать и закрывать глаза, воспринимать звуки, отзываться на имя, а также демонстрировать различные эмоции и воспроизводить звуки детёныша тюленя. Ночью, в темноте, детеныш перестает работать – «засыпает». Ну чем не настоящий тюленьчик?..
Роботов для снятия стресса в Японии немало. Например, японские ученые разработали невероятно милого робота Qoobo, который представляет собой имитацию кота в виде небольшой пушистой подушки с хвостом. Правда, робот-котик не мурлычет, не играет, не ест и не ходит в туалет. Единственное, что он умеет, – двигать хвостиком, когда его гладишь. Вес робота соответствует среднему весу взрослого кота, и можно выбрать цвет его шерсти – серый или коричневый. Разработчики утверждают, это идеальное решение для тех, кто не хочет ухаживать за настоящим котиком, но погладить его время от времени хочется.
Mocoro: пушистый домашний пылесос
А еще вам наверняка приходилось слышать о японских роботах-пылесосах. Есть они вполне обычного вида, но японцы на то и японцы, чтобы делать из всякой вещи милое и пушистое. Так они поступили и с пылесосом.
Вместо всасывания и сбора пыли и грязи в специальный контейнер, как это делает большинство подобных роботов, этот шарик с микрофибровым покрытием собирает мусор, пока катается по вашему дому. Нужно заметить, что он не предназначен для чистки ковров, однако хорошо поработает на паркете или плитке.
Под цветным, мягким покрытием находится круглый робот, который будет самостоятельно передвигаться по дому каждые 15 минут, поэтому пол остается чистым в течение всего дня. Технология робота очень далека от сложных программ многих роботов-пылесосов (например, у него нет лазера, чтобы обходить препятствия), однако наблюдать за тем, как он бесцельно катается по дому может быть достаточно забавным занятием, особенно если у вас есть дети или домашние животные. Однако придется заморочиться с очисткой такого пылесоса – для этого нужно будет снять тканевое покрытие, удалить грязь и постирать его. Милый Mocoro доступен в розовом, оранжевом и зеленом цветах.
Fukitorimushi: робот-червь
Однако на милых роботах фантазия японцев не заканчивается. Пример разработки, к которой смело можно применить японское разговорное слово キモイ (kimoi – противный, отталкивающий) – роботизированная напольная подметальная машина в виде подушки, имитирующая движения червя. Собственно, его название Fukitorimushi – составное слово из японских слов 拭き取る (гл. fukitoru – протирать, вытирать) и虫(mushi – общее обозначение насекомых, пресмыкающихся и червей).
Разработан этот робот японской текстильной компанией Teijin Fibers, и отличительной его особенностью является специальное покрытие – запатентованный наноматериал под названием Nanofront из сверхтонких нановолокон, которые в 7,5 тыс. раз тоньше человеческого волоса.
Фукиторимуси работает в комнате, отыскивая пыль и грязь на полу, и когда что-то находит, обычный сине-белый свет его подсветки становится красным. Когда область очищена, к нему возвращается его первоначальный цвет. Робот способен отслеживать уровень заряда своего аккумулятора и самостоятельно находить путь к зарядному устройству. Впервые был представлен на выставке Tokyo Fiber Senseware в Милане в 2009 году.
И это только несколько примеров среди того многообразия роботов, что мозговитые японцы представляют ежегодно на всеобщее обозрение. Япония уже давно отличается своим интересом и любовью к роботам. В этой стране к ним относятся не так холодно и настороженно, как в других культурах, с чем связана интенсивная разработка все новых видов, способных удивлять общественность, и затем их повсеместное внедрение в быт японцев.
А вам бы хотелось пообщаться с японским роботом? Для этого совсем не обязательно его покупать, можно побывать на выставке электроники, которых в Японии проводится очень много и которые, несомненно, оставят неизгладимое впечатление от увиденного! А если вы когда-либо задумывались о том, чтобы поехать в Японию, вам могут быть интересны наши курсы, на которые вы можете записаться, пройдя по ссылке.
