Перспективы	
  для	
  исследований	
  и	
  
разработок	
  в	
  области	
  
робототехники	
  
Альберт	
  Ефимов	
  
Фонд	
  «Сколково»	
  
Что	
  есть	
  робот?	
  
•  Определение	
  робота	
  
меняется	
  во	
  времени	
  
•  Зависит	
  от	
  того,	
  кого	
  
вы	
  спрашивает	
  
Что	
  движет	
  развитием	
  
робототехники?	
  
•  Необходимость	
  постоянного	
  повышения	
  
производительности	
  труда	
  в	
  условиях	
  
жестокой	
  международной	
  конкуренции	
  
•  Повышение	
  качества	
  жизни	
  людей	
  в	
  
условиях	
  стремительного	
  старения	
  
населения	
  
•  Замена	
  (помощь)	
  человеку	
  в	
  условиях	
  
боевых	
  действий,	
  ЧС	
  и	
  т.п.	
  
Направления	
  исследований	
  
•  Структура	
  
•  Моторы	
  и	
  энергетика	
  
•  Электроника	
  
•  Программное	
  обеспечение	
  
•  Подключенность	
  
•  Контроль	
  
1.	
  Структура	
  (Structure)	
  
•  Шасси	
  
•  Геометрия	
  
•  Манипуляторы	
  
Стоимость	
  
2.	
  Моторы	
  и	
  энергетика	
  (Hardware	
  &	
  
Energy)	
  
•  Закон	
  Мура	
  для	
  батареек	
  не	
  работает!	
  
•  Моторы	
  –	
  главный	
  сдерживающий	
  фактор	
  
развития	
  робототехники;	
  
Рост	
  энергоэффективности	
  
1860	
  г.,	
  30Вт/Час/Кг	
  
1988,	
  60	
  Вт/Час/Кг	
  
1997,	
  180	
  Вт/Час/Кг	
  
13,000	
  Вт/Час/Кг	
  
•  Человекоподобный	
  робот	
  
весом	
  в	
  50	
  кг	
  нуждается	
  в	
  
350	
  Вт	
  энергии	
  для	
  
обычного	
  перемещения.	
  
•  Чтобы	
  функционировать	
  6	
  
часов	
  роботу	
  нужно:	
  
–  70	
  кг	
  свинцово-­‐кислотных	
  
аккумуляторо	
  
–  35	
  кг	
  NiMH	
  аккумуляторов	
  
–  12	
  кг	
  качественных	
  
литиевых	
  батарей	
  
–  10	
  ст.	
  л.	
  бензина	
  
3.	
  Электроника	
  (Electronics)	
  
•  Shakey	
  The	
  Robot	
  
(1967)	
  –	
  робот,	
  
основанный	
  на	
  связи	
  с	
  
мэйнфреймом	
  
Естественные	
  интерфейсы	
  
4.	
  Программное	
  обеспечение	
  
(So‚ware)	
  
Intel	
  Robo„cs	
  
Engineering	
  
Task	
  Force,	
  
2002	
  
Microso‚	
  
Robo„cs	
  Visual	
  
Studio,	
  2005	
  
Willow	
  Garage,	
  
Robo„cs	
  
Opera„ng	
  
System
+OpenCV,	
  2008	
  
5.	
  Подключенность	
  (Connec„vity)	
  
•  Robo-­‐Google!	
  
6.	
  Управление	
  (Controls)	
  
•  Изменяемая	
  автономность	
  
•  Зависимость	
  от	
  контекста	
  
Дистанционно	
  
управляемые	
  
Полностью	
  
автономные	
  
Сколково	
  
Некоторые	
  идеи?...	
  
•  -­‐	
  робот	
  для	
  непрерывной	
  доставки	
  грузов	
  
удаленным	
  мобильным	
  группам	
  	
  
•  -­‐	
  экзоскелет	
  с	
  обратной	
  связью	
  и	
  как	
  
следствие	
  андроид,	
  управляемый	
  
экзоскелетом	
  	
  
•  -­‐	
  робот	
  помощник	
  космонавта	
  внутри	
  (!)	
  
МКС	
  	
  
•  -­‐	
  система	
  отладки	
  роботов	
  без	
  создания	
  
сложного	
  и	
  дорого	
  прототипа	
  	
  
•  -­‐	
  ОС	
  для	
  манипуляторов	
  	
  
•  -­‐	
  сельскохозяйственные	
  роботы	
  (сбор	
  
урожая,	
  прополка	
  и	
  пр.)	
  	
  
•  -­‐	
  роботизированный	
  автомобиль	
  для	
  
условий	
  города	
  	
  
•  -­‐	
  новые	
  виды	
  роботов	
  (бабочки,	
  жидкие	
  
роботы...	
  )	
  	
  
•  -­‐	
  социальный	
  робот	
  (ассистент,	
  секретарь	
  
и	
  пр.)	
  	
  
•  -­‐	
  робот-­‐трансформер	
  как	
  лаборатория	
  для	
  
изучения	
  физики,	
  математики	
  и	
  
информатики	
  в	
  школах	
  и	
  ВУЗах	
  	
  
•  -­‐	
  недорогой	
  многопальцевый	
  
манипулятор	
  	
  
•  -­‐	
  робот	
  снего-­‐	
  и	
  сосулько-­‐	
  уборщик	
  	
  
•  -­‐	
  патрульные	
  роботизированные	
  системы	
  	
  
•  -­‐	
  робот-­‐няня	
  	
  
•  -­‐	
  робот-­‐гид	
  	
  
•  -­‐	
  робот	
  социализатор	
  (для	
  детей	
  с	
  
различными	
  нарушениями)	
  	
  
•  -­‐	
  виртуальные	
  модели	
  роботов 	
  	
  
Russian	
  Robo„cs	
  Challange	
  
Призовой	
  фонд	
  От	
  5	
  до	
  10	
  млн	
  
рублей	
  победителям	
  в	
  5-­‐6	
  
номинациях	
  
График	
  проведения	
  RRC	
  
Прием	
  Заявок	
  на	
  
участие	
  в	
  
конкурсном	
  отборе	
  
до	
  01.06.2013	
  
Получение	
  статуса	
  
Участника	
  проекта	
  
Сколково	
  или	
  
предварительного	
  
заключения	
  ЭК	
  до	
  
01.08.2013	
  
Подведение	
  итогов	
  
и	
  объявление	
  
финалистов	
  
конкурсного	
  
отбора	
  до	
  
10.09.2013	
  
Проведение	
  
открытой	
  
демонстрации	
  
результатов	
  
12.12.13	
  
Направления	
  Russian	
  Robo„cs	
  
Challenge	
  
•  Новые	
  способы	
  передвижения	
  РТК	
  (например,	
  бионические	
  роботы)	
  	
  
•  Новые	
  манипуляторы	
  и	
  алгоритмы	
  решения	
  задач	
  кинематики	
  
•  Увеличение	
  энерговооруженности	
  РТК	
  (энергоснабжение)	
  
•  Новые	
  способы	
  взаимодействия	
  группы	
  РТК	
  (стаи,	
  мультиагентные	
  системы)	
  
•  Навигация	
  (внутри	
  и	
  вне	
  помещений)	
  и	
  планирование	
  действий	
  автономных	
  
РТК	
  (	
  в	
  контексте	
  сценариев	
  «город»,	
  «бездорожье»,	
  «следуй-­‐за-­‐мной»),	
  
обеспечение	
  устойчивости	
  РТК	
  при	
  внешнем	
  воздействии	
  
•  Системы	
  технического	
  зрения	
  (robo„cs	
  percep„on)	
  и	
  сенсоры	
  РТК	
  
•  Новые	
  способы	
  и	
  концепции	
  физического	
  взаимодействия,	
  общения	
  и	
  
обучения	
  РТК	
  и	
  человека	
  (human-­‐robo„c	
  interac„on)	
  
•  Новые	
  концепции	
  доступности	
  и	
  подключенности	
  РТК	
  («интернет	
  роботов»)	
  
•  Новые	
  способы	
  и	
  технологии	
  управления	
  РТК	
  (получение	
  обратной	
  связи	
  
человеку	
  от	
  РТК,	
  управление	
  РТК	
  с	
  помощью	
  интерфейса	
  «мозг-­‐компьютер»).	
  
 Небольшая	
  часть	
  по	
  робототехнике	
  
•  Сергей	
  Переслегин,	
  Санкт-­‐Петербург	
  
•  Мел	
  Зигель,	
  Карнеги-­‐Меллон,	
  Институт	
  
Робототехники	
  
•  Альберт	
  Ефимов,	
  Сколково	
  

Robotics ainl

  • 2.
    Перспективы  для  исследований  и   разработок  в  области   робототехники   Альберт  Ефимов   Фонд  «Сколково»  
  • 3.
    Что  есть  робот?   •  Определение  робота   меняется  во  времени   •  Зависит  от  того,  кого   вы  спрашивает  
  • 5.
    Что  движет  развитием   робототехники?   •  Необходимость  постоянного  повышения   производительности  труда  в  условиях   жестокой  международной  конкуренции   •  Повышение  качества  жизни  людей  в   условиях  стремительного  старения   населения   •  Замена  (помощь)  человеку  в  условиях   боевых  действий,  ЧС  и  т.п.  
  • 6.
    Направления  исследований   • Структура   •  Моторы  и  энергетика   •  Электроника   •  Программное  обеспечение   •  Подключенность   •  Контроль  
  • 7.
    1.  Структура  (Structure)   •  Шасси   •  Геометрия   •  Манипуляторы   Стоимость  
  • 8.
    2.  Моторы  и  энергетика  (Hardware  &   Energy)   •  Закон  Мура  для  батареек  не  работает!   •  Моторы  –  главный  сдерживающий  фактор   развития  робототехники;  
  • 9.
    Рост  энергоэффективности   1860  г.,  30Вт/Час/Кг   1988,  60  Вт/Час/Кг   1997,  180  Вт/Час/Кг  
  • 10.
  • 11.
    •  Человекоподобный  робот   весом  в  50  кг  нуждается  в   350  Вт  энергии  для   обычного  перемещения.   •  Чтобы  функционировать  6   часов  роботу  нужно:   –  70  кг  свинцово-­‐кислотных   аккумуляторо   –  35  кг  NiMH  аккумуляторов   –  12  кг  качественных   литиевых  батарей   –  10  ст.  л.  бензина  
  • 12.
    3.  Электроника  (Electronics)   •  Shakey  The  Robot   (1967)  –  робот,   основанный  на  связи  с   мэйнфреймом  
  • 13.
  • 15.
    4.  Программное  обеспечение   (So‚ware)   Intel  Robo„cs   Engineering   Task  Force,   2002   Microso‚   Robo„cs  Visual   Studio,  2005   Willow  Garage,   Robo„cs   Opera„ng   System +OpenCV,  2008  
  • 16.
  • 17.
    6.  Управление  (Controls)   •  Изменяемая  автономность   •  Зависимость  от  контекста   Дистанционно   управляемые   Полностью   автономные  
  • 18.
  • 19.
    Некоторые  идеи?...   • -­‐  робот  для  непрерывной  доставки  грузов   удаленным  мобильным  группам     •  -­‐  экзоскелет  с  обратной  связью  и  как   следствие  андроид,  управляемый   экзоскелетом     •  -­‐  робот  помощник  космонавта  внутри  (!)   МКС     •  -­‐  система  отладки  роботов  без  создания   сложного  и  дорого  прототипа     •  -­‐  ОС  для  манипуляторов     •  -­‐  сельскохозяйственные  роботы  (сбор   урожая,  прополка  и  пр.)     •  -­‐  роботизированный  автомобиль  для   условий  города     •  -­‐  новые  виды  роботов  (бабочки,  жидкие   роботы...  )     •  -­‐  социальный  робот  (ассистент,  секретарь   и  пр.)     •  -­‐  робот-­‐трансформер  как  лаборатория  для   изучения  физики,  математики  и   информатики  в  школах  и  ВУЗах     •  -­‐  недорогой  многопальцевый   манипулятор     •  -­‐  робот  снего-­‐  и  сосулько-­‐  уборщик     •  -­‐  патрульные  роботизированные  системы     •  -­‐  робот-­‐няня     •  -­‐  робот-­‐гид     •  -­‐  робот  социализатор  (для  детей  с   различными  нарушениями)     •  -­‐  виртуальные  модели  роботов    
  • 20.
    Russian  Robo„cs  Challange   Призовой  фонд  От  5  до  10  млн   рублей  победителям  в  5-­‐6   номинациях  
  • 22.
    График  проведения  RRC   Прием  Заявок  на   участие  в   конкурсном  отборе   до  01.06.2013   Получение  статуса   Участника  проекта   Сколково  или   предварительного   заключения  ЭК  до   01.08.2013   Подведение  итогов   и  объявление   финалистов   конкурсного   отбора  до   10.09.2013   Проведение   открытой   демонстрации   результатов   12.12.13  
  • 23.
    Направления  Russian  Robo„cs   Challenge   •  Новые  способы  передвижения  РТК  (например,  бионические  роботы)     •  Новые  манипуляторы  и  алгоритмы  решения  задач  кинематики   •  Увеличение  энерговооруженности  РТК  (энергоснабжение)   •  Новые  способы  взаимодействия  группы  РТК  (стаи,  мультиагентные  системы)   •  Навигация  (внутри  и  вне  помещений)  и  планирование  действий  автономных   РТК  (  в  контексте  сценариев  «город»,  «бездорожье»,  «следуй-­‐за-­‐мной»),   обеспечение  устойчивости  РТК  при  внешнем  воздействии   •  Системы  технического  зрения  (robo„cs  percep„on)  и  сенсоры  РТК   •  Новые  способы  и  концепции  физического  взаимодействия,  общения  и   обучения  РТК  и  человека  (human-­‐robo„c  interac„on)   •  Новые  концепции  доступности  и  подключенности  РТК  («интернет  роботов»)   •  Новые  способы  и  технологии  управления  РТК  (получение  обратной  связи   человеку  от  РТК,  управление  РТК  с  помощью  интерфейса  «мозг-­‐компьютер»).  
  • 25.
     Небольшая  часть  по  робототехнике   •  Сергей  Переслегин,  Санкт-­‐Петербург   •  Мел  Зигель,  Карнеги-­‐Меллон,  Институт   Робототехники   •  Альберт  Ефимов,  Сколково