Андрей Григорьев: роботы станут помощниками космонавтов в открытом космосе

Человекоподобный робот-космонавт SAR-400. Фотография предоставлена пресс-службой НПО “Андроидная техника”

Первый полет нового российского космического корабля “Федерация” состоится в 2021 году под управлением космонавта будущего – человекоподобного робота Федора, разработанного в рамках проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ). В День космонавтики генеральный директор фонда Андрей Григорьев рассказал РИА Новости о задачах роботов-космонавтов и о своем видении развития космических технологий.

—  Андрей Иванович, прежде всего, расскажите об истории создания робота Федора.

– Исследовательские работы по созданию первого отечественного антропоморфного робота начались в 2014 году, исполнителем проекта выступила компания НПО “Андроидная техника”. Федор (FEDOR — Final Experimental Demonstration Object Research) задумывался как робот-андроид, способный заменить человека в местах повышенного риска, например при проведении спасательных операций. Для этого нужно было научить его самостоятельно работать в городской среде, перемещаться по пересеченной местности, управлять автомобилем, обращаться со специальными инструментами, оказывать первую медицинскую помощь и другим действиям.

Отработка новых технологий производилась на пяти технологических макетах, по результатам исследований на которых и был спроектирован робот. Осенью 2016 года были продемонстрированы умения Федора передвигаться, не теряя равновесия, по неровным поверхностям, в том числе по лестницам, работать с инструментами, например дрелью, и спецоборудованием спасателей — домкратом, гидравлическим разжимом и тому подобным. Также созданный андроид уже способен управлять автомобилем — самостоятельно занимать и покидать место водителя, манипулировать педалями, включать передачи, рулить.

И недавно действительно принято решение, что в 2021 году Федор выведет на орбиту новый российский космический корабль “Федерация”, поэтому в настоящее время разрабатывается защита систем робота от радиации, отрабатывается бесперебойная работа двигателей, механики и электроники в условиях вакуума, резких перепадов температуры и почти полного отсутствия гравитации.

— Почему в качестве базовой для космоса выбрана именно анпропоморфная робототехническая платформа? Не проще было сделать робота с множеством различных манипуляторов, более приспособленных для решения каких-то специфических задач, требующихся на космических аппаратах?

— Все технические средства и управляющие системы любого космического корабля в настоящее время заточены под человека, учитывают его форму тела, рост, наличие двух рук, ног. Поэтому в ближайшей перспективе именно антропоморфный робот сможет наиболее эффективно заменить человека в сложных и опасных условиях, связанных с освоением космоса.

—  Каким образом осуществляется управление роботом и решаются вопросы его энергообеспечения?

– Управление роботом может осуществляться как в автономном, так и в копирующем режиме, когда андроид повторяет движения за оператором. Также Федор может работать и в комбинированном режиме, когда часть функций выполняется автоматически, часть задается оператором, причем сейчас отрабатывается технология, которая позволит роботу распознавать и выполнять голосовые команды. Для конструирования трехмерной картины окружающей обстановки робот оснащен камерами, тепловизорами, микрофонами, дальномерными лазерами и тому подобным.

Что касается энергообеспечения, то в рамках других проектов Фонда перспективных исследований разрабатываются источники питания нового поколения, которые смогут придать андроиду автономность, исчисляемую часами.

— Что сейчас делается для подготовки Федора к космической программе?

— В этих целях, а также для разработки перспективных моделей робототехнических систем, предназначенных для работы в космосе, Фондом перспективных исследований на базе одного из научно-технологических центров РКК “Энергия” создана специализированная рабочая группа. Ведутся исследовательские работы как по адаптации андроида для участия в полете перспективного пилотируемого корабля “Федерация”, так и по созданию специализированной версии робота для космических нужд, а также по созданию других перспективных роботов для космоса.

— Можно услышать мнение, что в ближайшие годы — ко времени первого полета “Федерации” — технологии робототехники сделают такой рывок, что все нынешние покажутся крайне отсталыми. В этом ключе тренировки Федора выглядят не совсем актуальными — ведь к тому времени он может устареть…

— Робот создан с серьезным опережающим научно-техническим заделом и сильно устареть за четыре года не успеет. И, конечно, в процессе подготовки к полету Федор будет дорабатываться и совершенствоваться.

Кроме того, для реализации новых функциональных возможностей созданного андроида крайне важно совершенствовать его программное обеспечение, искать новые подходы к созданию алгоритмов автономного управления антропоморфным роботом.

Для этого в ближайшее время Фонд перспективных исследований совместно с Минобрнауки России запустят открытый конкурс по разработке программного обеспечения автономного управления антропоморфным роботом.

Участниками конкурса смогут стать студенты, магистранты, аспиранты, научные сотрудники и преподаватели российских вузов, а также сформированные из них творческие коллективы. Конкурс будет проводиться в три этапа, в рамках финального этапа созданное конкурсантами программное обеспечение будет загружено непосредственно в систему управления Федора. В ближайшее время дополнительная информация по конкурсу будет размещена на сайтах ФПИ и Минобрнауки.

— Помимо пилотирования “Федерации” у Федора будут еще какие-то задачи в космосе?

— Предполагается, что на околоземной орбите андроид будет использоваться для оказания помощи космонавтам во время работ в открытом космосе. Продолжительность его функционирования в открытом космосе не будет ограничена физиологическими возможностями человека, работающего в скафандре. Он также сможет выполнять сервисные работы на орбитальной станции во время отсутствия на ней людей. В перспективе Федор сможет полностью заменить их в этой деятельности, что существенно минимизирует риск для жизни космонавтов. Кроме того, это позволит получить ценный научный опыт и выйти на новый уровень развития робототехнических систем для космоса.

— Ожидает ли нас в перспективе тотальная роботизация космоса?

— Человеку для расширения своих возможностей в космосе потребуются помощники, самые разнообразные машины и автоматы. Для поддержания жизнедеятельности машин не потребуются затраты, сопоставимые с поддержанием жизни человека в открытом космосе и на других планетах. Речь не идет только об антропоморфных роботах. Место и задачи найдутся для всех. Однако антропоморфное направление будет прогрессировать. Человеку удобен помощник, умеющий делать то же самое или быстро обучаемый тому, что освоил человек. Обучение робота — это копирование программного обеспечения. А с человеком все индивидуально. Роботы должны будут уметь выполнять работу совместно с людьми, во взаимодействии с другими роботами, выполнять ремонтные работы, в том числе ремонтировать себе подобных. Антропоморфность, андроиды — инструмент для сложных, заранее не спланированных задач.

— Андрей Иванович, если посмотреть на ситуацию шире, то как бы вы оценили в целом перспективные направления развития отечественной космонавтики?

— Если говорить о перспективах с горизонтом планирования в 15 и более лет, то я бы выделил три основных направления развития. Во-первых, в будущем космос должен перестать быть уделом избранных, он должен стать более доступным для большинства. Причем не с точки зрения общедоступности полетов в космос, а с позиций массового потребления результатов космической деятельности. Космические услуги должны стать неотъемлемой частью практически всех электронных устройств. К примеру, навигационные космические услуги присутствуют в портативных устройствах уже сейчас, однако перечень таких услуг в будущем должен быть радикально расширен.

Второе направление — это развитие коммерческого космического рынка, который сегодня находится в начальной стадии формирования. Нужно совершенствовать технологии доступа в космос, сделать их более дешевыми, простыми и доступными. Для этого космические аппараты будущего должны производиться серийно, как автомобили, а не представлять из себя каждый раз уникальный технологический продукт.

И, наконец, третье. Так как существенную долю в стоимости полетов занимают средства выведения, должен быть сделан решительный шаг в сторону многоразовых ракет-носителей, созданных с применением новых высокотехнологичных материалов и композиций.