Роботы давно перестали быть героями фантастических фильмов – теперь они уверенно шагают по нашим заводам, больницам и даже домам. Человечество стоит на пороге новой эры, где автоматизация становится не просто удобной, а жизненно необходимой. В этой статье мы поговорим о том, как развиваются роботы, где они применяются и что нас ждет в будущем.

Как менялись роботы?

Главный двигатель прогресса – искусственный интеллект (ИИ). Современные роботы уже способны анализировать окружающую среду, адаптироваться к новым условиям и обучаться на собственных ошибках. Кроме того, появляются новые виды роботов, которые работают на воде и электричестве, а некоторые выглядят как человек, например робот Clone Alpha. Он сделан из особых биомиметических наноматериалов, которые имитируют работу человеческого тела.

Кто есть кто в мире роботов?

Все роботы делятся на промышленные и сервисные. Однако границы между ними постепенно стираются. Промышленные роботы появляются в сервисных сферах, а сервисные – на производствах. Например, экзоскелеты уже активно применяются в машиностроении, а роботы-манипуляторы, которые изначально были созданы для заводов, теперь работают в медицине и логистике.

Промышленные роботы помогают автоматизировать различные технологические процессы. В 2023 г. на предприятиях по всему миру работало более 4 млн таких роботов, что на 10% больше по сравнению с предыдущим годом.

Особую роль играют коллаборативные роботы, или коботы. Они дешевле, компактнее и безопаснее, чем традиционные промышленные машины. Коботы могут работать рядом с людьми, что делает их особенно удобными в использовании. Однако в общем количестве промышленных роботов коботы составляют всего около 10%.

Пять основных рынков для промышленных роботов – Китай, Япония, США, Южная Корея и Германия. На эти страны приходится 79% всех установленных в мире роботов, что составляет чуть больше 400 тысяч единиц. Китай по-прежнему является лидером на глобальном рынке, в 2023 г. там было установлено 276 тысяч промышленных роботов, что составляет более половины от общего числа.

Сервисные роботы – это автономные машины, которые решают задачи вне производств. Они могут работать в различных сферах, таких как медицина, логистика, строительство, сельское хозяйство и даже в сфере развлечений. Международная федерация робототехники выделяет три основных типа сервисных роботов:

• Персональные: домашние роботы, развлекательные системы и ассистенты для пожилых людей.
• Профессиональные: сельскохозяйственные, уборочные, строительные и логистические роботы.
• Медицинские: хирургические системы, реабилитационные устройства и дезинфекторы.

По итогам 2023 г. продажи профессиональных сервисных роботов по всему миру превысили 205 тысяч единиц.

Сервисные роботы значительно облегчают повседневную жизнь, но их потенциал особенно ярко проявляется в области медицины. Эволюция медицинской робототехники показывает, как технологии могут не только улучшать уход за пациентами, но и спасать жизни, становясь неотъемлемой частью современного здравоохранения.

Медицинская робототехника. Начало

В 2000 г. медицинская робототехника только начинала набирать популярность. В то время существовала всего одна значимая система – da Vinci Surgical System, разработанная компанией Intuitive Surgical. Эта система произвела революцию в хирургии, позволяя проводить минимально инвазивные операции с высокой точностью. Система da Vinci давала хирургам возможность управлять роботизированными манипуляторами через консоль, что обеспечивало более точное выполнение операций. Однако у этой системы были ограничения, и она требовала значительной подготовки и опыта от хирургов.

К 2010 г. на рынке появилось множество новых систем, таких как CyberKnife – роботизированная радиохирургическая система, используемая для лечения опухолей с высокой точностью. Также начали развиваться роботы для дезинфекции и автоматизации рутинных задач в больницах. Важным достижением стало создание роботов-медсестер, таких как TUG от компании Aethon, которые автоматизировали доставку медикаментов и материалов в больницах. Эти устройства значительно снизили нагрузку на медицинский персонал и улучшили эффективность работы.

Ускорение внедрения в условиях пандемии

К 2020 г. количество медицинских роботов продолжало расти, достигнув около 10 тысяч единиц. Пандемия COVID-19 ускорила внедрение робототехники в медицину, так как возникла необходимость в автоматизации процессов для снижения риска заражения. В это время активно использовались роботы для дезинфекции помещений и доставки медикаментов. Системы da Vinci были обновлены до более современных версий, таких как da Vinci X и da Vinci Xi, которые предлагали улучшенные функции визуализации и управления. Эти системы позволяли проводить сложные операции с минимальными разрезами и меньшими рисками для пациентов.

Новые горизонты в 2024 г.

На начало 2024 г. количество медицинских роботов превысило 20 тысяч единиц по всему миру. В этом году была представлена новая версия da Vinci – da Vinci 5, которая обладает высокой точностью и возможностью выполнения сложных операций с максимальной эффективностью. Эта система использует усовершенствованные сенсоры и интерфейсы с обратной связью, что позволяет хирургам работать с высокой степенью контроля. Новые технологии искусственного интеллекта и машинного обучения также начали активно внедряться в медицинскую робототехнику. Например, разработаны нанороботы для доставки лекарств непосредственно к опухолям, что открывает новые горизонты в лечении рака.

В других сферах, таких как логистика, роботы также играют ключевую роль, оптимизируя процессы и повышая эффективность.

Начало развития логистических роботов

В 2000 г. рынок логистических роботов только начинал развиваться. На тот момент основными представителями были AGV (Automated Guided Vehicles) – автоматизированные транспортные средства, использующие рельсы или магнитные метки для навигации. Эти устройства применялись на складах и в производственных помещениях для перемещения материалов и товаров. Однако их функциональность была ограничена, так как они могли двигаться только по заранее заданным маршрутам и не были предназначены для работы рядом с людьми.

Прорыв в технологиях: новая эра в логистике

К 2010 г. начали активно развиваться технологии беспилотных автомобилей и дронов. Появление первых прототипов беспилотных автомобилей, таких как Google Self-Driving Car, стало важным шагом вперед. Эти автомобили использовали комбинацию сенсоров и алгоритмов машинного обучения для навигации по дорогам. В это время также начали внедряться дроны для доставки товаров. Например, компания Amazon анонсировала свою программу доставки с помощью дронов, что стало началом новой эры в логистике.

К 2020 г. количество логистических роботов возросло до более чем 100 тысяч единиц. Пандемия COVID-19 ускорила внедрение автоматизации в логистику, так как возникла необходимость минимизировать физические контакты. Беспилотные автомобили и дроны стали активно использоваться для доставки медицинских товаров и продуктов питания. В это время компании, такие как Amazon Robotics, представили новые модели роботов для работы на складах. Например, Proteus – первый автономный мобильный робот от Amazon, который может безопасно работать рядом с людьми, перемещая грузы по складу и обходя препятствия.

На начало 2024 г. количество логистических роботов превысило 250 тысяч единиц по всему миру. Современные технологии позволяют роботам не только перемещать грузы, но и взаимодействовать с людьми в динамичных условиях складов.

Изменения в промышленной робототехнике

В промышленности робототехника также претерпела значительные изменения, позволяя предприятиям повысить производительность и качество выпускаемой продукции.

В начале 2000-х гг. промышленная робототехника находилась на этапе активного развития. В это время количество промышленных роботов по всему миру составляло около 1,1 млн единиц. Эти роботы в основном использовались для выполнения рутинных задач, таких как сварка, покраска и сборка на конвейерах. Примеры таких роботов включают KUKA и ABB, которые предлагали манипуляторы с ограниченной функциональностью и требовали сложного программирования.

Внедрение новых технологий

К 2010 г. началось активное внедрение микропроцессоров и систем управления, что позволило роботам адаптироваться к различным производственным условиям. Появление коботов, таких как модели от Universal Robots, стало важным шагом вперед. Эти устройства могли работать рядом с людьми без необходимости ограждений, что значительно увеличивало их применение на производственных линиях.

К 2020 г. мир столкнулся с пандемией COVID-19, что привело к резкому увеличению спроса на автоматизацию. Количество промышленных роботов достигло 3,5 млн единиц. В это время начали активно использоваться технологии искусственного интеллекта и машинного зрения, что позволило роботам выполнять более сложные задачи. Примеры таких роботов включают FANUC и Yaskawa, которые предлагали решения для автоматизации сборочных процессов и контроля качества.

На начало 2024 г. количество промышленных роботов в мире превысило 4,28 млн единиц – это рекордный показатель. Эти роботы могут интегрироваться в экосистему «умных» заводов, оптимизируя производственные процессы в реальном времени.

В ближайшем будущем мы будем свидетелями значительных изменений, где роботы станут неотъемлемой частью повседневной жизни. Уже к 2030 г. роботы возьмут на себя до трети задач в каждой отрасли. Автоматизация станет стандартом, а сотрудничество человека и машины – новой нормой. Роботы не просто делают работу быстрее, но и открывают перед человечеством новые горизонты, где технологии становятся нашими союзниками, а не конкурентами.

Авторы: Анна Никитченко, вице-президент по цифровой трансформации компаний и регионов Ассоциации лабораторий по развитию искусственного интеллекта (АЛРИИ), член Совета по цифровизации ТПП РФ, управляющий партнер O2Consulting, Олег Мордасов, ведущий аналитик O2Consulting