Презентация А. Ефимова на форуме "Дни робототехники в Сочи" 22 ноября 2014

1. Альберт Ефимов
Руководитель
Робототехнического центра
Сколково
Перспективы
промышленной
робототехники в мире
и в России
«РОБОТЕХНИКА: «СМЫСЛЫ»
АНАЛИТИКА. ТРЕНДЫ.
ПРОГНОЗЫ

2. Robot defined as …
Robot - actuated mechanism programmable in two or more axes (4.3) with a
degree of autonomy (2.2), moving within its environment, to perform
intended tasks. [ISO 8373:2012]

3. Classification (by ISO)
Industrial Robots Service Robots
Automatically controlled,
reprogrammable, multipurpose
manipulator, programmable in three
or more axes, which can be either
fixed in place or mobile for use in
industrial automation applications
Performs useful tasks for humans or
equipment excluding industrial
automation applications

6. Рынок робототехники в мире в 2013 г.
– 179 000 – в мире продано промышленных роботов;
– 21 036 – в мире продано обслуживающих роботов (включая
военные);
– $29 миллиардов – мировой рынок промышленных роботов;
– $3.57 миллиардов – мировой рынок обслуживающих
роботов;
– 1 600 000 единиц – всего используется промышленных
роботов;
– 150 000 единиц – всего используется сервисных роботов

7. Важность робототехники. Основные прогнозы
развития робототехники 2020-2025 гг
 $5 270 миллиардов – влияние ролбототехники на мировую
экономику к 2025г
 $151 миллиардов – мировой рынок робототехники, включая
аппаратуру и ПО к 2020г
 $75 миллиардов – мировой рынок промышленных роботов к
2020г
 $29 миллиардов – мировой рынок сервисных роботов к 2020г
 $12 миллиардов – мировой рынок беспилотных летательных
аппаратов к 2020г

8. Обзор государственных программ
поддержки робототехники в мире
Страна Название
программы
Год Основные
направления
Инвестиции
США National
Robotics
Initiative
2011 Цифровое производство,
медицина и здоровье, услуги,
роботы военного и
космического назначения.
Поддержка через
исследовательские гранты.
Примерно $ 500млн на робототехнику
из $2.2млрд на цифровые технологии к
2020г. На сегодняшний день
финансируется проектов примерно на
$ 100млн.
Евросоюз SPARC 2014 Промышленные и роботы
обслуживания.
€ 2.8 млрд, из которых € 700 млн —
государственные гранты, , € 2.1млрд —
частные инвестиции.
Франция France
Robots
Initiative
2014 Все области гражданской
робототехники.
100 млн евро, проект поддерживается
посредством исследовательских
грантов и субсидий на модернизацию
производственных мощностей.
Велико-
британия
Robotics and
Autonomous
Systems
2014 Интеллектуальные роботы и
автономные транспортные
системы.
£158 млн
Южная
Корея
Intelligent
Robot …Act
2014 Главная цель программы —
стимуляция спроса на
роботов местного
производства.
KWN 2.6 трлн

9. Основные области
исследований в робототехнике
– Восприятие, Познание, Навигация и Планирование
– Интерфейсы, облегчающие взаимодействие робот-человек
– Системы, дополняющие человека
– Медицинские роботы: роботизированная хирургия, микро-
и нано-роботы

10. Форсайт робототехники
Форсайт верхнего уровня:
 Интеллектуальные роботы и Автономные транспортные машины
Форсайт второго уровня:
– Совершенствование восприятия, понимания, автономной навигации,
теле-/супервизорного управления и планирования робототехнических
систем в динамических недетерминированный средах всех видов
(подводные, подземные, наземные, воздушные или космические);
– Новое аппаратное или программное обеспечение для человеко-машинного
взаимодействия и коллаборативного поведения роботов, естественные
интерфейсы управления и машинного обучения роботов, в том числе для
промышленного или сервисного применения;
– Системы восполнения/улучшения возможностей человека, в том числе
экзоскелеты промышленного или реабилитационного назначения,
интеллектуальные протезы;
– Новое оборудование, сенсоры или программное обеспечение для
медицинской робототехники, роботы для хирургии, включая: микро- и
наноробототехнику

11. Улучшение восприятия, позиционирование, автономная навигация,
теле и супервизорное управление и планирование действий роботов в
динамических, недетерминированных средах всех типов (под водой,
под землёй, на земле, в воздушном пространстве или космосе):
– Промышленные роботы и автоматические производственные линии
– Полевые роботы в динамических, недетерминированных средах
 SLAM Навигация и составление карты) в информационно-бедных средах (например, подводная
навигация и арктические исследования);
 Навигация и построение пути в условиях неопределенности с использованием имеющихся глобальных
данных (например, спасательные операции)
 Реконфигурируемая навигации робота в ограниченном пространстве
 Реакционное поведение разумных элементов
 Идеи дизайна и поведения, подсказанные природой
– Сенсоры и интеллектуальность
Интеллектуальное восприятие и комплексирование данных
Понимание и искусственный интеллект
Автономная навигация
Интеллектуальные транспортные системы
– Рабочая группа
 Навигация и планирование маршрута для однородных и неоднородных (человек-робот) команд
 Интеллектуальный рой роботов и их поведение
 Обмен информацией, согласование и принятие решений группами роботов

12. Новое аппаратное или программное обеспечение для человеко-машинного
взаимодействия и коллаборативного поведения роботов, естественные
интерфейсы управления и машинного обучения роботов, в том числе для
промышленного или сервисного применения:
– Домашние и социальные роботы
– Однозадачные
– Многофункциональные
– Долговременное взаимодействие робот-человек один на один, включая социальные аспекты
взаимодействия
– Жизненные помощники, включая концепции “умного дома” и “интернет вещей”
– Краткосрочное взаимодействие роботов и людей класса один-ко-многим и многие-к-одному
– Антропоморфность
– Интерфейсы для промышленных роботов и автоматических производственных линий
– Решение вопросов безопасности и применение стандартов ISO безопасности на различных этапах развития
– Развитие естественных интерфейсов с целью повышения понимания ситуации и безопасности
 Познание и искусственный интеллект
 Намерения и прогнозирование действий
 Распознавание речи и жестов
– Дистанционное управление
 Дружественный интерфейс
 Многопользовательская ориентированность
 Взаимодействие команды из множества роботов, включая однородные и неоднородные команды
 Дистанционное управление в условиях задержек по времени и неопределённостей
 Переключение управления и автономные решения на случай чрезвычайных ситуаций

13. Системы восполнения/улучшения возможностей человека, в том числе
экзоскелеты промышленного или реабилитационного назначения,
интеллектуальные протезы:
– Промышленные усиливающие экзоскелеты
– Безопасность экзоскелетов
– Высокоточные операции с экзоскелетами
– Многопользовательский подход в применении экзоскелетов
– Интеллектуальные устройства для инвалидов, раненных и пожилых
– Мобильность и контекстная навигация
– Распознавание ситуаций
– Интеграция с нервной системой
– Реабилитационные экзоскелеты и устройства
– Тренировки пациентов
– Терапия заболеваний ОПД
– Интеллектуальные протезы
– Расширение способностей
– Адаптивное управление
– Нейропротезирование и нейронные имплантанты

14. Новое оборудование, сенсоры или ПО для роботов
медицинского назначения, хирургических роботов,
включая микро- и нано-роботов
– Высокоточная роботизированная хирургия
 Видео- и графические системы роботизированной хирургии;
 Минимально инвазивная внутренняя операция;
 Ортопедическая хирургия;
 Удаление костей и внутренностей;
– Микро- и нано-роботы
–Диагностика с помощью микро роботов
–Доставка лекарств с помощью нано-роботов.

15. Competition

16. Aging Society

17. Safety
• 6 000 трудящихся погибает на работе каждый
день;
• 2.3 миллиона человек ежегодно получают
травмы, заболевают или погибают на
производстве;
• 160 млн несчастных случаев на работе в целом в
мире, 340 млн профессиональных заболеваний
• Касается как молодых так и пожилых людей

18. Robotics industry structure

19. Industrial robotics applications

20. Industrial robotics by applications

21. Service robotics (1)

22. Service robotics (2)

23. Service robotics (3)

24. Industrial Robotic’s density

25. Robotic’s Density in Selected Countries
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
S.Korea
Japan
Germany
Sweden
Italy
Denmark
Belgium
USA
Spain
France
UK
China
Russia

26. Share industrial robots in Auto vs other
industries
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
China
Italy
USA
Germany
Japan
Other industries
Automakers

27. Annual sales industrial robots in Asia (thousands
robots)
0 10 20 30 40 50 60
2014
2013
2012
Asia
S.Korea
Japan
China

28. Annual Sales of Industrial Robots in China
0 2 4 6 8 10 12 14 16
2013
2012
2011
2010
Other industries Automakers
China becomes No1 market in industrial robotics in 2013
~30% of robots home-made. Average density ~ 30 (automotive ~ 281, other
~14),

29. Technology trends

30. Robots and people work together
Current generation Next generation

32. Lean Intelligent Assembly Automation

33. Factory-in-a-day

34. Industrial robotics enters SMEs
Current generation Next generation

35. Study cases

36. Universal Robots and Schunk
Before robotics upgrad: 3 CNC/p
After robotics upgrad: 8 CNC/p

37. Rio Tinto

38. OPEN INNOVATIONS:
TECHNOLOGY POWERING THE
GLOBE 38
Units

39. OPEN INNOVATIONS:
TECHNOLOGY POWERING THE
GLOBE 39
Sales

40. OPEN INNOVATIONS:
TECHNOLOGY POWERING THE
GLOBE 40

41. OPEN INNOVATIONS:
TECHNOLOGY POWERING THE
GLOBE 41

42. Areas for improvements (1)
 Improvement of methods for systems development
and design of robotic systems.
 Robotic systems - complex technical system having a plurality
of dynamically linked components. To create them, require
effective and reliable means to develop an architecture,
engineering, design, modeling and prototyping of new RTC;

43. Areas for improvements (2)
 Improvement of human-computer interaction,
collaborative robotics.
 It is expected that the next generation of RTC will interact
with a person, the user directly, without the use of complex
programming tools, understanding natural ways of
communicating with the person - speech, gestures and
possibly neurointerfaces. To this should also be mentioned
study on the use of features "Internet of Things" robotics,
"cloud robotics" - distributing as effectively as possible the
processing of information between the control center and on-board
complex robot.

44. Areas for improvements (3)
 Improving the degree of autonomy of robots.
 This includes an increase in the degree of awareness of the
situation around the robot and dynamic action planning in
non-deterministic environment, or in other words - the
intellectualization of robotics

45. Areas for Improvements (4)
 Improving the forms and basic technology of
mechatronics.
 Ability to effectively carry out its mission largely depends on
how effectively implemented mechatronic part of RTC,
controllers, sensors, actuators, power supply and power
consumption. Also, this technology clusters include
technologies of communication between the control center and
the RTC or RTC group.

46. World RIE on Robotics

47. Analysis by type of activity
1065
298
296
171
696
127
412
startups
Service robotics (personal)
Service robotics for Govt and Big Corps
Integrators
Industrial robotics
Research and Educations
Robotics basic technology
0 200 400 600 800 1000 1200

48. Russia
 2400 industrial robots in Russia by 2013
 600 sold in 2013
Share of Robots
Loading/unloading Wielding Painting Automakers Metalworks
24%
21%
10%
28%
17%

49. Робототехника в Сколково

50. Текущие участники робоцентра
Сколково
Более 30 проектов в
области промышленной,
сервисной, персональной,
образовательной и
медицинской
робототехнике

51. Робототехнический центр Сколково
Основные цели Проекты и события
• Содействовать появлению в Сколково целе-
ориентированных сообществ,
сосредоточенных на исследованиях и
коммерческом продвижении работ в области
Интеллектуальной роботехники и
Автономных транспортных средств.
• Создание в Сколково и Сколтехе
лидирующего международного
инновационного и предпринимательского
центра в области робототехники.
Наши Партнёры
• Сколково Hack-space с тестовой площадкой
• Национальная партнёрская сеть
исследователей
• Карта компетенции Робо-Сколково
• База крупнейшей всероссийской
конференции и рабочей сети в области
робототехники и искусственного интеллекта
• Робототехнические соревнования и
конкурсы
• Робототехнический хакатон

52. Ключевые мероприятия робоцентра
Сколково июнь-октябрь 2014
Oussama Khatib из
Стэнфордской
Робототехнической
лаборатории
выступает в Сколково
Робоцентр Сколково – партнёр всероссийских
испытаний автономных транспортных средств
Робохак! 13 команд за 72 часа
создавали прототипы устройств,
помогающих лицам с ограниченной
двигательной способностью
Российский
инновационный
день
Министерства
обороны России
Конференция
«Естественные
языки и
Искусственный
интеллект»
Национальная конференция
робототехники
Робоночь —
инновационное
событие

53. Автомобили КАМАЗ с дистанционным и
автономным управлением
Дистанционно управляемая надстройка (пожарная, манипулятор)
Радары оценки
боковых и
задней зон
Коммерческое применение:
1) Горнодобывающая отрасль
(автомобили с дистанционным и
автономным управлением)
2) Нефтяная и газовая
промышленность
Акселерометр
3) Строительство
4) Городские пассажирские перевозки
5) Сельское хозяйство
Гироскоп
GPS/ГЛОНАСС
навигация
Лазерный
дальномер
Стерео камера
Электронное рулевое
управление,
Датчик положения
рулевого колеса
Фронтальный радар
Некоммерческое применение: Внутризаводские перевозки:
1) МЧС (пожарные и аварийно-
спасательные автомобили с
дистанционным управлением)
2) Министерство Обороны
3) ФСБ
Роботизированные технологические
тягачи для внутризаводских
перевозок (между заводами и цехами)
по внутренним дорогам
ОАО «КАМАЗ» и других
промышленных предприятий
НТЦ «КАМАЗ» «Инновационный центр «КАМАЗ»
BirdView:
Обзор 360°
Электронные тормоза (EBS)
Электронный контроль
устойчивости (ESC)
Датчики скорости

54. СПАСИБО!