Attended Robots
Attended robots (от англ. attend — обслуживать, сопровождать) — класс робототехнических устройств, предназначенных для выполнения задач в непосредственном контакте или тесном взаимодействии с человеком-оператором. В отличие от полностью автономных роботов, функционирующих по заранее заданной программе, attended robots требуют постоянного или периодического управления, контроля и принятия решений со стороны человека. Они выступают в роли инструмента, расширяющего физические и сенсорные возможности оператора, а не заменяющего его.
История развития
Концепция attended robots восходит к середине XX века, когда начали разрабатываться первые телеуправляемые манипуляторы для работы с радиоактивными материалами. Первые промышленные манипуляторы, такие как «Unimate» (1961), хотя и программировались на повторяющиеся операции, на этапе наладки и в нештатных ситуациях требовали участия человека. Однако термин «attended robot» как отдельная категория сформировался в 1990-х — 2000-х годах с развитием коллаборативной робототехники и систем удалённого управления.
Ключевым этапом стало создание в начале 2000-х годов роботов для обезвреживания взрывоопасных предметов (например, серии «PackBot» компании iRobot). Эти устройства управлялись оператором с пульта, но обладали элементами обратной связи (видеокамера, датчики). В 2010-х годах развитие получили медицинские attended robots — системы для малоинвазивной хирургии, такие как Da Vinci (компания Intuitive Surgical). В России аналогичные разработки ведутся в рамках проектов «Андроидная техника» и «Экзоскелеты» (например, экзоскелет «ЭкзоАтлет»).
Отличия от автономных и коллаборативных роботов
Attended robots занимают промежуточное положение между полностью автономными системами и простыми механическими инструментами.
| Характеристика | Attended robot | Автономный робот | Коллаборативный робот (cobot) |
|---|---|---|---|
| Управление | Постоянное или периодическое вмешательство человека | Полностью программное или самообучающееся | Совместное: человек задаёт цель, робот выполняет траекторию |
| Принятие решений | Человек | Робот (на основе алгоритмов) | Частично робот, частично человек |
| Тип взаимодействия | Дистанционное или тактильное (через джойстик/пульт) | Без прямого участия человека | Физический контакт или работа в одном пространстве |
| Пример | Хирургический робот Da Vinci | Беспилотный автомобиль Waymo | Промышленный манипулятор UR10 |
Классификация по типу управления
Дистанционно управляемые (teleoperated)
Оператор управляет роботом с пульта или джойстика, получая визуальную и тактильную обратную связь. Используются в опасных средах: под водой (ROV — remotely operated vehicle), в космосе (манипуляторы МКС), при разминировании.
Полуавтономные (semi-autonomous)
Робот выполняет простые действия автоматически (например, движение по прямой), но сложные задачи (выбор цели, принятие решения) остаются за человеком. Пример — дроны-разведчики с режимом «возврат на базу» при потере связи.
С ассистивным управлением (assistive)
Человек задаёт направление или силу, а робот усиливает или корректирует движение. Характерно для экзоскелетов и реабилитационных устройств. В России экзоскелеты «ЭкзоАтлет» (разработка НПО «ЭкзоАтлет») используются для реабилитации пациентов с травмами позвоночника.
Применение
Медицина
Наиболее известное применение — хирургические роботы. Система Da Vinci (США) позволяет хирургу управлять инструментами с высокой точностью через консоль. В России с 2018 года применяется аналогичная система «Ангиоплан» (разработка компании «Медицинские роботы»). Attended robots также используются в реабилитации: роботизированные тренажёры для восстановления движений после инсульта.
Промышленность
На производстве attended robots применяются для операций, требующих высокой гибкости: сборка сложных узлов, контроль качества, обслуживание станков. Оператор управляет манипулятором через пульт, а робот повторяет движения с усилением (масштабирование силы). Пример — роботы-манипуляторы KUKA LBR iiwa, используемые на заводах «АвтоВАЗ» и «КАМАЗ».
Оборона и безопасность
Роботы для разминирования, разведки и обезвреживания взрывных устройств. В России применяются комплексы «Уран-6» (разминирование) и «Платформа-М» (разведка). Они управляются оператором с безопасного расстояния, но могут действовать полуавтономно при движении по заданному маршруту.
Космос и подводные исследования
Манипуляторы на Международной космической станции (например, Canadarm2) управляются астронавтами с борта или с Земли. Подводные аппараты (ROV) используются для обслуживания нефтяных платформ и научных исследований. В России — аппараты «Гном» и «Марлин-350» (разработка Центра морских исследований МГУ).
Экзоскелеты
Носимые attended robots, усиливающие физические возможности человека. Используются в военной сфере (для переноски грузов) и в медицине (для реабилитации). В России проект «ЭкзоАтлет» (разработчик — одноимённая компания) и экзоскелет «Пассивный» (разработка НИИ Механики МГУ) применяются в реабилитационных центрах.
Критика и ограничения
Основные недостатки attended robots связаны с человеческим фактором:
- Утомляемость оператора — длительное управление требует высокой концентрации, что снижает точность.
- Задержка сигнала — при удалённом управлении (например, в космосе) задержка может достигать нескольких секунд, что критично для точных операций.
- Высокая стоимость — системы требуют сложного программного обеспечения, датчиков и каналов связи.
- Ограниченная автономность — в отличие от полностью автономных роботов, attended robots не могут работать без человека, что снижает их эффективность в массовом производстве.
Сторонники автономных систем (например, компании Tesla в области беспилотного транспорта) критикуют attended robots за то, что они не решают проблему нехватки рабочей силы в полной мере. Однако в сферах, где требуется человеческое суждение (хирургия, спасательные операции), attended robots остаются предпочтительным выбором.
Перспективы развития
В ближайшие годы ожидается:
- Улучшение тактильной обратной связи — оператор сможет «чувствовать» предмет, которым манипулирует робот.
- Развитие систем дополненной реальности для наложения информации на изображение с камер робота.
- Интеграция с нейроинтерфейсами — управление силой мысли (проекты Neuralink, а также российские разработки НИИ «Курчатовский институт»).
- Создание гибридных систем, где attended robot может переключаться между режимами управления в зависимости от задачи.
Источники
- ГОСТ Р 60.0.0.1-2019 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения». — М.: Стандартинформ, 2019.
- Siciliano B., Khatib O. (eds.) Springer Handbook of Robotics. — 2nd ed. — Springer, 2016. — Chapter 20: Telerobotics.
- Кулешов В. С., Лопота В. А. Робототехника в России: состояние и перспективы // Вестник Российской академии наук. — 2020. — Т. 90, № 5. — С. 423–432.
- Отчёт Министерства промышленности и торговли РФ «Стратегия развития робототехники в Российской Федерации до 2030 года». — 2021.
- Intuitive Surgical. «Da Vinci Surgical System: Product Overview». — 2022.
- Материалы конференции «Робототехника и искусственный интеллект» (Москва, Сколково, 2023).
BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.
На главную BFOmetr →