Humanoidni roboti postajajo resničnost
Zakaj bi kupovali robotske sesalnike, kosilnice in samovozeče avtomobile, ko pa lahko en sam humanoidni robot opravi vse delo namesto nas?
Človeku podobne robote pospešeno razvijajo skoraj vsi veliki proizvajalci avtomobilov, vojaška in računalniška pa tudi številni proizvajalci zabavne elektronike. Razvpita Tesla, ki proizvaja tudi samovozeče električne avtomobile in robota Optimus oziroma Tesla Bot, pri tem že zdaleč ni edina. Novinar znane ameriške medijske hiše Bloomberg, Mark Gruman, je nedavno poročal, da mobilne robote za vsakdanjo rabo, ki lahko sledijo uporabnikom po domu, in pa tudi namizne robote, ki lahko premikajo zaslon, razvija celo eden izmed največjih proizvajalcev računalniške opreme, Apple.
Humanoidi za vsakogar
Uporabna umetna inteligenca (UI), o kateri so v 90. letih preteklega stoletja vizionarski načrtovalci in prvi razvijalci androidov in humanoidnih robotov predvsem razmišljali, pisci znanstvenofantastičnih zgodb pa so jo pogosto obravnavali z veliko mero humorja, danes odpira povsem novo poglavje razvoja človeške družbe.
Zapleti z neukimi in nerodnimi roboti naj nam bi dali misliti o njihovi nepotrebnosti in nesmiselnosti, a ob današnjem neslutenem razvoju UI in drugih z računalniki povezanih tehnologij se zdi, da bomo prej ali slej tudi sami delili usodo Jetsonovih iz risanke, ki prikazuje ameriško družino iz prihodnosti; vendar predvsem v pozitivnem smislu. Robote, ki nam bodo ob nenehnem podaljševanju življenjske dobe na stara leta nudili izdatno v pomoč pri opravljanju hišnih opravil in gibanju, preprosto potrebujemo, če želimo ohranjati kakovost bivanja v vseh življenjskih obdobjih.
Ameca z izjemno prepričljivo obrazno mimiko.
Android ali humanoid?
Android je humanoidni robot ali drugo umetno bitje, ki je sestavljeno iz mehansko-električnih ali organskih delov. Pri tem nas beseda bitje navaja k temu, da se android v neki meri zaveda svojega obstoja, vendar bi danes o tem še težko govorili. Bistveno je, da po obnašanju čim bolj posnema človeka. V seriji filmov Vojna zvezd srečamo tudi izraz droid, ki pomeni nehumanoidnega robota androida; torej takega, ki po obnašanju in mišljenju posnema človeka, vendar nima njegove podobe, denimo robot R2-D2, ki je podoben pločevinki coca-cole na kolesih.
Po drugi strani, so humanoidni roboti tudi manekeni, ki jih uporabljajo v trgovinah z oblačili in so navadno brez UI. Kljub temu danes pomen besede humanoid pogosto enačimo oziroma povezujemo s pojmom android, saj sodobni humanoidi večinoma uporabljajo metode umetne inteligence, s katerimi lahko svoj govor, izraznost in gestikulacijo zelo približajo človeškim.
Sofija, prvi humanoidni robot, ki je pridobil državljanstvo.
Androidi lahko opravljajo večino del, ki ne zahtevajo visoke izobrazbe, kot so vožnja avtomobila, pospravljanje stanovanja, košenje trave ... Čeprav za sesanje prahu z običajnim sesalnikom ne potrebujemo humanoidnega robota, temveč zgolj takega, ki ima okončine in vgrajeno umetno inteligenco, s katero lahko nalogo opravi namesto nas, ima humanoid prijetnejši videz, prijetnejša pa je tudi komunikacija z njim.
Humanoidni roboti so oziroma bodo potrebni v gostinstvu, izobraževanju, zdravstvu in povsod tam, kjer je nujna neposredna komunikacija s človekom. Pomembna sta tako videz kot tudi posnemanje obrazne mimike in gestikulacij človeka, kar daje sogovorniku vtis, da komunicira z živo osebo.
Ameca (engineeredarts.co.uk) je eden najbolj realističnih humanoidnih robotov, ki mnoge prepriča, da govorijo s pravo osebo. Izdelali so ga pri vodilnem angleškem proizvajalcu robotov za zabavo, Engineered Arts. Omogoča razvoj programske opreme z UI in njeno testiranje ter razvoj novih tehnologij in njihovo predstavitev strokovni javnosti. Zaradi realističnega posnemanja človeške obrazne mimike in kretenj z rokami mnogi menijo, da je trenutno najnaprednejši tovrstni robot na tržišču.
Atlas (bostondynamics.com/atlas) pri Boston Dynamicsu uspešno razvijajo že več kot desetletje in upam si trditi, da ima med vsemi roboti androidi najbolj impresivne gibalne sposobnosti, s katerimi prekaša celo prenekaterega atleta. Kljub temu so ga nehali proizvajati, saj za premikanje udov uporablja kompleksno hidravliko, ki je sorazmerno glasna pri uporabi v zaprtih prostorih in obenem zahtevna za vzdrževanje, zato je cena okoli 150.000 dolarjev bistveno presegala pričakovanja potencialnih kupcev. Kljub izdanemu financiranju ameriške vojske ni doživel serijske proizvodnje. Atletski Atlas prve generacije se tako umika spretnejšemu, a ne nujno hitrejšemu Atlasu gen 2 (druge generacije), ki močno prekaša človeške gibalne sposobnosti. Med drugim lahko vse ude zavrti za 360 stopinj. To mu omogoča gibanje na načine, ki se človeku na prvi pogled zdijo povsem nemogoči in nelogični. Računalniško-krmilni del v trupu je veliko manjši, zato je ta veliko vitkejši in stabilnejši.
Aquanaut (nauticusrobotics.com) ni samo daljinsko vodena robotska podmornica dolgega dosega (okoli 200 milj), ampak tudi transformer, ki se lahko spremeni v humanoidnega robota z glavo in dvema kamerama, ki omogočata stereoskopski vid na daljavo, in robotskima rokama, s katerima lahko globoko pod vodo opravlja kompleksne naloge, kakor je preverjanje trdnosti konstrukcije naftnih ploščadi. Robot, ki so ga izdelali pri Nauticus Roboticsu Inc., lahko globoko pod vodo uporablja tudi različna zanj prirejena orodja.
CUE5 (toyotatimes.jp/en/spotlights/1008.html) je Toyotin raziskovalni robot, ki je košarkarski svetovni prvak v metanju trojk na koš. Odlikujejo ga odličen stereoskopski računalniški vid in robotski roki, s katerima natančno prime žogo in jo iz različnih položajev vrže na koš. Žal lahko pri tem le stoji na nogah, privezan na okvir, ne more pa hoditi ali teči kot pravi košarkarji. Lani se je pomeril s svetovno znanim košarkarjem Chrisom Mathewsom v prijateljskem metanju žoge na koš in seveda zmagal.
Toyotin robotski košarkar, Guinnessov rekorder CUE5.
Digit (agilityrobotics.com) je robot dostavljavec, ki lahko paket iz poštnega (ali drugega) skladišča prenese na izbrani naslov in ga odloži pred vrati naslovnika. Sam lahko spleza iz dostavnega vozila, z rokama zgrabi paket in ga odnese naslovniku. Robot, ki so ga razvili pri Agility Roboticsu, je sposoben kompleksne navigacije in načrtovanja poti, na kateri se izogne oviram v prostoru ali na prostem. Čeprav se raziskovalna različica Digita zdi, kot da nima glave, je ta podobna vratu in ima tipala ter kamere za navigacijo. Noge robota so prirejene za počepanje in odlaganje predmetov na tla. Prednost Digita pred klasičnimi industrijskimi roboti je še v tem, da lahko delovni prostor deli z ljudmi, zato ni potrebno, da bi deloval v posebej ograjenem prostoru.
Komercialna različica, ki so jo predstavili na sejmu Momentum med 14. in 17. majem, ima veliko prijaznejši videz od raziskovalne, saj ima na vratu tudi majhno glavo z dvema zaslonoma LED, ki nadomeščata oči in s katerima lahko človeku v bližini tudi kaj sporoči – denimo pomežikne. Kamere in tipala za zaznavanje okolice in predmetov v njej so zdaj nameščeni tik pod vratom, kar je značilno tudi za veliko raziskovalnih humanoidov, denimo Sofijo.
Komercialna različica, ki jo bo predvidoma mogoče kupiti prihodnje leto, bo stala okoli 250.000 dolarjev, je pa že danes prek spletne stani Agolity Robotics mogoče oddati povpraševanje.
Desdemona (hansonrobotics.com), ki ji pravijo tudi Dasi, je mlajša sestra slavne Sofije (o njej več v nadaljevanju) in humanoidna robotska pesnica, ki so jo izdelali pri Hanson Roboticsu. Z ustvarjanjem medgalaktične poezije ob pomoči nevronskih mrež in obsežnih elektronskih zbirk pesmi svetovno znanih avtorjev poskuša širiti dobroto in dobre misli ter postati prva svetovno znana umetnointeligenčna pesnica. Širši strokovni javnosti so jo prvič predstavili leta 2023, ko je na Web Summitu zapela nekaj svojih pesmi.
Eve (1x.tech) je spreten robot android, ki se po prostoru prevaža na trikolesnem podvozju, vendar mu UI, stereoskopski računalniški vid in dve spretni robotski roki omogočajo opravljanje številnih hišnih opravil, kot so zlaganje predmetov v škatlo, pomivanje posode ali zlaganje izdelkov iz nakupovalne vrečke v kuhinjske omare. Ne obvlada samo tega, kako vzeti izdelke iz vrečke, ne da bi jih pri tem poškodoval, ampak jih zna tudi shraniti na prava mesta v omarah, predalih ali hladilniku. Uporablja lahko tudi mehka orodja, denimo s krpo pobriše moker kuhinjski pult. Ob pomoči zaslona, ki ga ima okoli dveh kamer, ki nadomeščata oči, je zaslon LED, na katerem je izrisan enostaven obraz, ki lahko izraža čustva oziroma ga uporabi za negovorno komunikacijo. V 1X techu že razvijajo tudi robota Nea, ki bo veliko bolj podoben človeku, saj bo hodil po dveh nogah. A to je za razvijalce vsaj tako velik izziv kot razvoj številnih ročnih spretnosti, ki jih obvlada Eve.
Harmony (realbotix.com) je v vizualno in govorno zelo prepričljiva robotska glava, ki jo lahko namestimo na manekena in lahko tako ustreže skoraj vsaki želji. Obenem si lahko zapomni rojstne dneve uporabnikov in njihove želje. Tako so odgovori na različna vprašanja v naravnem jeziku prilagojeni njegovim željam. Hkrati je mogoče umetnointeligenčno programsko opremo prilagoditi željam uporabnika ali jo dograditi s programi drugih proizvajalcev.
Harmony obvlada tudi obrazno mimiko, ki jo izvaja s 14 gibljivimi deli obraza. Čeprav ne zna hoditi niti premikati rok, mu lahko nadenejo različne obrazne maske, s katerimi se spremeni v njega ali njo. Robot je bil zato v taki ali drugačni obliki že gost številnih televizijskih oddaj. In cena? Okoli 3.500 dolarjev. Čeprav lahko za zdaj obrača le glavo, v Realbotixu načrtujejo tudi robote, ki bodo lahko premikali celotno telo, a ne tudi hodili. Morda pa je prav to priložnost za morebitno sodelovanje z Boston Dynamicsom, katerega roboti imajo izjemno gibljivost.
Android HRP-5P lahko opravlja težaška dela.
HRP-5P (kawadarobots.co.jp/en/products) lahko opravlja težaška dela tudi v za človeka nevarnih razmerah, denimo pri gradnji montažnih predelnih sten ali opremljanju prostorov s pohištvom. Pri delu lahko uporablja enostavno ročno in električno orodje, kot so kladivo, izvijač in zabijalnik sponk, s katerimi lahko na leseni okvir pribije iverno ploščo. Prvič so ga pri japonskem združenju AIST (Napredni inštitut za industrijsko znanost in tehnologijo) predstavili že leta 2018, njegov nadaljnji razvoj pa poteka pod okriljem koncerna Kawada Robotics.
Optimus (tesla.com/AI), znan tudi kot Tesla Bot, je splošnonamenski humanoidni robot, ki ga že več let razvijajo pri največjem proizvajalcu električnih avtomobilov v ZDA. Čeprav še zdaleč nima takih gibalnih sposobnosti kot roboti Boston Dynamicsa, je vanj vgrajene veliko UI. Sposoben je ne le načrtovanja svojega gibanja po prostoru, temveč tudi opravljanja tehnološko zahtevnih nalog, kot sta zlaganje in shranjevanje oblačil in blaga v kartonasto škatlo. Pri navigaciji si pomaga z umetnimi nevronskimi mrežami in modeli UI, ki so jih v Tesli razvili za samovozeča električna vozila.
Humanoid Optimus pri zlaganju predmetov.
V Tesli že v nekaj letih načrtujejo njegovo serijsko proizvodnjo, kar naj bi jim zaradi že vzpostavljenih povezav z velikimi dobavitelji računalniških in elektronskih komponent ter elektromehanskih delov zagotovo uspelo lažje kot drugim visokotehnološkim podjetjem, ki razvijajo humanoidne robote. Izdelava Optimusa stane okoli 20.000 dolarjev, kar je nekajkrat ceneje kot izdelava Atlasa gen 1. Čeprav se po gibalnih sposobnostih ne more meriti z njim, strokovnjaki menijo, da tudi izdelava Optimusa gen 2 (druge generacije) s številnimi izboljšavami strojne in programske logike ne bo stala več kot 80.000 dolarjev, kar je skoraj še enkrat ceneje od Atlasa gen 1. Ker nobenega od omenjenih humanoidov še ne proizvajajo velikoserijsko, težko presodimo, ali so cene realne.
Pepper (us.softbankrobotics/pepper) je socialni robot, ki je lahko prepozna človeške obraze in čustva. Pri prepoznavanju ljudi in gibanju po prostoru si pomaga z dvema navadnima in dvema visokoločljivima kamerama, ki mu omogočajo stereoskopsko sliko, na osnovi katere lahko določi približne oddaljenosti predmetov in ovir v prostoru. Čeprav ne zna hoditi in se vozi na trikolesnem podstavku, lahko prijema predmete in gestikulira tudi z dvema gibčnima robotskima rokama. Na prsih ima na dotik občutljiv zaslon, na katerem lahko prikazuje podatke.
Socialni android Pepper.
Kljub njegovi navidezni preprostosti ga uporabljajo že v več ko 2.000 podjetjih s področij trgovine in financiranja po vsem svetu, saj s svojim videzom zlahka pritegne nove kupce in komitente.
Saro (qltyss.com/sara-robot) so ustvarili v savdskem podjetju QSS AI in je prilagojen političnim in kulturnim normam Savdske Arabije. Obnaša se skromno, a prijazno, vendar se ni pripravljena pogovarjati o v Savdski Arabiji kočljivih temah, kot so pravice žensk. Zanjo so razvili velik jezikovni model, nevronske mreže pa so uporabili pri sintezi govora, kar ji omogoča govorno komunikacijo z ljudmi. Njeni snovalci menijo, da ima tudi prvine samozavedanja, saj ve, da je dekle, staro 25 let. Govori angleško in arabsko, je pa tudi prvi humanoidni robot, ki so ga v celoti izdelali v Savdski Arabiji.
Sofija (hansonrobotics.com) je humanoid, ki so ga izdelali v hongkonškem Hanson Roboticsu. Bila je gostja številni televizijskih oddaj, v Savdski Arabiji pa je postala tako priljubljena, da so jih podelili celo državljanstvo. Po njenem zgledu so nastali številni podobni roboti, kot so Sarah, Demona in Mohamed. Zadnji del njene glave je namenoma prozoren, s čimer najbolje razkriva svojo identiteto. Čeprav lahko premika roke, ne zna hoditi in se namesto tega vozi na majhni platformi s kolesi, po sposobnosti gibanja podobni robotskemu sesalniku za prah.
Kaj je socialni robot?
Tak robot naj bi imel »osebnost« in bil sposoben izražati čustva ter tudi zaznati in razumeti čustva sogovornika, obvladati napredne načine komunikacije in interakcije z ljudmi ter graditi socialne stike. Ob pomoči vgrajenih algoritmov UI naj bi se učil socialnih veščin, zato je lahko njegovo vedenje včasih nenavadno in nerealistično. Razvijalci se soočajo z veliko odprtimi tehnološkimi vprašanji, ki jih bo pred širšo uporabo tovrstnih robotov treba razrešiti.
Spot (bostondynamics.com/products/spot) je nadvse uporaben štirinožni android, katerega hoja in tek sta podobna pasji. Obenem tudi spominja na psa, še posebej, ko nanj namestijo robotsko roko, ki spominja na glavo, ali pa kak drug dodatek, še posebej tak s kamerami in z veliko drugimi tipali. Robot za gibanje znotraj prostorov ali na prostem dodatkov sicer ne potrebuje, saj ima lastne kamere in druga tipala nameščene v prednjem delu trupa. Dodatki so potrebni za izvajanje posebnih nalog, denimo izvajanje geodetskih meritev na terenu, varovanje stavb, iskanje ponesrečenih v naravnih nesrečah ipd. SpaceX Spote uporablja za varovanje svoje raketne baze v Boca Chicki v Teksasu. Uporabljala pa jih je tudi newyorška policija, vendar so bili v javnosti sprejeti preveč negativno, zato so jih od tam umaknili. Robota brez dodatkov lahko pri Boston Dynamicsu naročimo za okoli 75.000 dolarjev.
Nadvse uporabni android Spot, ki ga že uporabljajo premožnejša podjetja.
Stretch (bostondynamics.com/products/stretch) je nastal na osnovi raziskovalnega androida Handla, ki se premika ob pomoči koles na nogah in zna zelo dobro loviti ravnotežje. Tako kot Handle je namenjen prestavljanju predmetov v skladišču. Odlično gibljiva in močna robotska roka s priseski, podobnimi tistim, ki jih ima hobotnica, omogoča prijemanje izdelkov v kartonastih škatlah in njihovo premeščanje na drugo polico, paleto ali tovornjak. V nasprotju s Hanlom ima Stretch bolj industrijski videz ter večji in bilj zaprt spodnji del s štirimi kolesi, ki mu omogoča premikanje v poljubni smeri pa tudi vrtenje na mestu. Robotska roka je močnejša in bolj prilagojena za vsakodnevno intenzivno uporabo.
Stretch ima vgrajeno napredno umetno inteligenco, ki mu omogoča samostojno odločanje o korakih, ki jih mora opraviti za izvedbo posamezne naloge, in prilagajanje trenutnim razmeram v okolju (npr. skladišču). Pri navigaciji in prepoznavanju škatel si pomaga z računalniškimi vidom in nevronskimi mrežami z globokim učenjem.
Robotski skladiščnik Stretch.
Denimo, če je škatla, ki jo želi prestaviti na paleto, pod neko drugo škatlo, mora to najprej začasno prestaviti na neko drugo mesto, nato želeno škatlo prestaviti na paleto, potem pa začasno prestavljeno škatlo vrniti na polico.
Čeprav se zdi, da so pri Boston Dynamicsu pri komercializaciji tehnologij raziskovalnega robota Handla naredili korak nazaj, je bil ta nedvomno potreben, saj mora industrijski robot delovati zanesljivo in varno tudi za ljudi, ki delajo v njegovi bližini. Kljub temu se zdi Stretcheva cena med 300.000 in 500.000 dolarji, glede na dodatne funkcionalnosti, ki jih želi kupec, »nekoliko« zasoljena.
Stuntronic robot (sites.disney.com/waltdisneyimagineering/stuntronics) je nekaj posebnega, a ne zaradi posebno napredne umetne inteligence, ampak zaradi svojih akrobatskih spretnosti med letenjem po zraku. Najprej se z rokama drži za elastično vrv, ki ga ob pomoči elektromotorja požene visoko v zrak, nakar jo izpusti. Potem ko ob pomoči vztrajnosti v gibanju poleti do višine okoli 20 metrov, s premikanjem delov telesa izvaja številne akrobatske elemente in na koncu varno pristane v pod seboj napeti mreži. Čeprav njegovo gibanje po zraku z varne razdalje prek računalnika upravlja inženir, večina gledalcev osupne nad njegovo gibčnostjo in prepričljivostjo akrobacij.
Že v nekaj letih manj težaških in rutinskih delovnih mest
Ker je delavcev za težaška in rutinska dela čedalje manj, mnoga premožnejša podjetja že razmišljajo, da bi za delo v skladiščih že v nekaj letih začela uporabljati androide, s katerimi bi nadomestila klasične industrijske robote, ki zahtevajo ograjen delovni prostor.
Po drugi strani delavcev primanjkuje tudi v storitvenih dejavnostih, denimo natakarjev in natakaric v gostinstvu ter medicinskih sester in tehnikov v zdravstvu. Čeprav razvoj humanoidnih robotov poteka vzporedno z razvojem industrijskih androidov in se z njim pogosto tudi prepleta, bo njihovo delo veliko zahtevnejše, saj bodo morali prepoznati tudi človeška čustva in se nanje ustrezno odzvati, hkrati pa izražati svoja, kar je zelo pomembno pri ustvarjanju zaupanja.
Podvodni android aquanaut, ki lahko rešuje naftne ploščadi in ladje ter podvodne objekte.
Čez desetletje ali dve ...
V ne tako zelo oddaljeni prihodnosti, ko si jih bomo lahko privoščili za okoli današnjih tisoč dolarjev, nam bodo humanoidni roboti izdatno pomagali tudi pri vseh drobnih hišnih opravilih, kot so sesanje prahu, hitro ročno pomivanje in zlaganje posode, zlaganje perila v pralni stroj, njegovo obešanje na stojalo za sušenje in pospravljanje v omaro kot tudi pospravljanje prostorov in brisanje prahu. Nenazadnje bodo lahko zamenjali tudi pokvarjeno sijalko ali žarnico.
Čeprav danes mnogi že uporabljajo samodejne robotske sesalnike za prah, robotske kosilnice in robote za čiščenje oken in bazenov, so ti veliko manj zmogljivi od splošnonamenskih humanoidnih robotov. Hišni humanoid nas lahko nadomesti pri prav vseh opravilih, hkrati pa je pri marsikaterih celo bistveno hitrejši od gospodinjskih aparatov.
Vsak, ki je že kdaj ročno pomival posodo, dobro ve, da jo lahko v nekajkrat krajšem času z gobico, aluminijasto krtačko za najbolj trdovratne ostanke hrane in s čistilom veliko temeljiteje pomije, kot bi jo pomivalni stroj. Tudi sesanje z ročnim sesalnikom za prah z veliko sesalno močjo, kakršno pogrešamo pri baterijskih robotskih sesalnikih, je hitrejše in učinkovitejše.
Zdi se, da se časi med dvema svetovnima vojnama, ko so takrat sicer redke ameriške družine, kjer sta bila oba starša zaposlena (ali pa so bili zelo premožni), za hišna opravila najemale služkinjo ali služabnika, vračajo v nekoliko spremenjeni obliki. Vloge služabnikov bodo že v naslednjem desetletju začeli prevzemati humanoidni roboti, ki jih bomo upravljali z glasom.