Разговаривая со знакомыми, я, к своему удивлению, обнаружил, что многие из них, при всем своем высшем образовании и даже ученых степенях, очень смутно представляют себе современное состояние дел в роботостроении. И это при повсеместном интернете, рутьюбе, vk-видео и так далее.
Видимо, эту тему как-то не очень, грубо говоря, пиарят. Возможно, потому что хвастаться особо нечем.
А жаль, потому что важнее роботов сейчас ничего нет. И для обороны, и для экономики, и вообще для продолжения жизни России. Важнее всего из материального, потому что наше независимое мышление, наша культура, наше понимание смысла жизни еще важнее. Без мышления никаких роботов не будет.
Одна из первых позиций, которая отложилась в голове из того марксизма, которому учили в школе и университете, это положение о том, что важнее всего в экономике производительность труда. И поколебать его не смогли никакие перестройки. Достаточно посмотреть на работу землекопа с лопатой и на работу экскаватора… Так вот, роботы — это такое же повышение производительности труда как механизация и индустриализация. Недостаток которых привел Россию к революциям 1917 года. Если бы Россия была достаточно индустриализирована, Первая мировая пошла бы совсем иначе. Взяли бы Дарданеллы — и никаких революций. Если мы хотим поднять страну на ведущие экономические позиции в мире — значит, роботы.
Почему еще роботы? Потому что Россия самая богатая страна в мире. Не по уровню жизни, а по имеющимся ресурсам.[1] Причем львиная доля наших ресурсов даже еще не разведана. Мы подобны наследникам, которым досталось огромное княжество, но они при этом постоянно нуждаются в деньгах, потому что поля зарастают, шахты заброшены, замки стоят пустые и разрушаются. Но нас слишком мало, чтобы успевать за всем этим следить. Нам бы слуг хороших, но им платить надо…
К тому же жадные соседи норовят откромсать то одно, то другое, иногда через суды, иногда просто захватом. А солдат тоже мало. У нас еще осталось кое-какое оружие, но его нужно постоянно обновлять и совершенствовать, а на это тоже нужны деньги…
Вот тут-то и могли бы пригодиться роботы. Они тоже недешевы, но в десятки или сотни раз (при массовом производстве) дешевле людей. Но на что способны современные роботы? Или роботы завтрашнего дня? В какой мере они могут заменить людей? Пусть даже на самых простых работах?
В настоящее время происходит переход к новому научно-технологическому укладу, такой же, как индустриализация XVIII — XX веках. И мы не можем, не должны его прозевать.
Сначала посмотрим вот на эти видео (подписи под рисунками кликабельны).
Робот фирмы EngineAI делает сальто вперед
7 главных прорывов в робототехнике
Акробат на колесах (DEEPRobotics Lynx All-Terrian Robot)
А если ему на спину поставить пулемет?
(тем, кто скажет, что это компьютерная анимация, отвечу, что анимация такого качества, где очень естественно летят в стороны камни и брызги из-под колес, стоила бы ну очень дорого)
Военные роботы с транспортером
Хорошо, все это интересно, но причем тут Россия, спросите вы?
Россия — очень большая страна. Значит, у нее много соседей. Некоторые с не очень хорошими манерами. К тому же невероятно богатая. Стоимость только разведанных ресурсов составляет, по разным оценкам, от 75 до 130 триллионов долларов, а экстраполяция на пока неразведанные дает 300 триллионов. Эти ресурсы разжигают жадность у многих субъектов мировой политики, разрабатывающих бессонными ночами различные варианты завладения ими.
И это во времена уже очевидно начавшейся геополитической реконфигурации мира, в период раздела на новые экономические (а, значит, и политические) зоны. Уже достаточно много различных экспертов, политологов и политических деятелей, заявили о многих годах нестабильности. Об этом говорил и В.В. Путин на Валдайском форуме 24 года: Эксперты говорят об угрозах новых региональных конфликтов …динамика международных процессов такова, что следующие 20 лет истории человечества могут стать куда более сложными, чем завершившиеся.
То есть, СВО может закончится относительно скоро, но различные войны на наших границах наверняка будут продолжаться еще долго. Переделка соседних стран в «антироссии» идет и наверняка будет продолжаться.
И, если в последние три года нам очень досаждали воздушные дроны и беспилотные катера, то буквально через два-три года на поле боя появятся вот эти железные ребята с пулеметами и гранатометами. А нам что: придется отправлять против этих изделий наших живых ребят? И как на это посмотрит народ России, особенно если сложные годы продлятся до 2040-х?
Посмотрим, что в настоящее время происходит с производством роботов в мире. Китайские компании Zhiyuan Robotics, UBTech Robotics, LiXiang, Fourier Intelligence, американский Илон Маск, американские компании Figure, Apptronik и ряд других, заявляет о выпуске роботов в 2025-2026 годах количествами в тысячи единиц. Apptronik заявляет о создании производственного комплекса BotQ для производства роботов Figure. Уже построенный комплекс способен выпускать до 12 000 роботов в год, причем значительную часть операций выполняют сами роботы, а к 2029 году они надеются довести производство до ста тысяч в год.
Даже у нас в России предлагают купить робота Unitree G1 за 10 млн. руб. (цена явно завышена, у других поставщиков вдвое — четверо дешевле) прямо в сетевом магазине Озон.
Тех, кто скажет, что роботы слишком дороги для того, чтобы отправлять их на фронт, я спрошу: а люди что, дешевле? Вот так, переведем разговор в экономическую плоскость. Человека раньше, чем отправлять на войну, нужно двадцать лет растить, учить, одевать и кормить. В армии по контракту во время боевых действий платят тоже немало. Робота на конвейере производят за несколько часов. При массовом производстве роботов их цена сократиться приблизительно в десять раз. Я уже не говорю о моральной стороне дела; впрочем, политика — дело такое. Концентрированное выражение экономики. А война — продолжение политики иными средствами.
Короче, роботы сейчас так же нужны России, как самолеты Ла-7, Як-9, МиГ-3, Пе-2, Ил-4, Ту-2 или танки Т-34 и ИС-2 Советскому Союзу во время Отечественной войны. Или атомная бомба и баллистические ракеты сразу после.
А сколько нам нужно роботов? Не меньше, чем работников низкой квалификации и рядовых солдат. То есть, многие миллионы.
Может быть, роботов сделать проще, чем танк или самолет? Нет, не проще. Даже с учетом того, что 80 лет прошло. Дело в том, что чтобы просто бежать по пересеченной местности и выбирать маршрут, требуется очень приличный мозг, который есть, например, у зайца или собаки (500 млн. нейронов у зайца и более 2 млрд. у собаки; примечание: нейрон гораздо сложнее транзистора, вероятно, он больше похож на очень сложную микросхему хотя бы потому, что имеет тысячи синапсов).
Нужно увидеть ямы, корни, кусты, упавшие деревья (то есть, получить картинку, распознать объекты на ней, сравнивая с образцами в памяти, определить размеры, расстояния — все это огромная вычислительная работа), нужно управлять движением своего тела, для чего учитывать массу не только тела, но и рук, ног, рассчитывать силу каждого мотора или актуатора (для чего в голове должен быть цифровой двойник самого себя). Чтобы выполнять даже простые работы, например, красить забор, нужно отличать забор от стены дома. Копая яму, увидеть камни и корни и уметь с ними обращаться. В общем, роботу нужны самые мощные из существующих процессоров. Затащить нужное для миллионов роботов количество новейших иностранных процессоров через «альтернативные каналы» будет весьма проблематично. То есть, нужны свои нанометровые технологии, а это штука не проще отделения U-235 от U-238. Ничуть не проще.
Для неспециалистов, очень кратко о фотолитографии — процессе, с помощью которого изготавливают микросхемы. Более подробно можно прочитать здесь: ([2], [3], [4]). Сначала у вас должна быть пластина кремния, очищенного до «шести девяток», то есть, 99,9999% чистого, или одна миллионная часть примесей. Затем на ней создаются микросхемы (обычно сразу сотни и тысячи, потому что для производства используются пластины диаметром 300 миллиметров) для чего на кремнии нужно «нарисовать» проводящие дорожки, транзисторы, резисторы прочие элементы. Поскольку в современных процессорах свыше десяти миллиардов транзисторов, это огромные электронные схемы, которые невозможно создавать без мощных компьютеров, потому что руками это не нарисовать, и все это надо перенести на кремний.
Фотолитография: упрощенная схема
(рисунки с сайтов studfile.net и studme.org)
Создание заготовки микросхемы на кремниевой пластине (упрощенная схема)
Сложность в том, что «запихать» миллиарды транзисторов в микросхему возможно только делая их очень маленькими, сейчас говорят о нормах в 5 и даже 2 нанометра. Это примерно в 100-200 раз меньше длины видимого света. Создаются рисунки всех нужных слоев микросхемы (а их много) и с них делаются уменьшенные фотошаблоны (маски), с которых они переносятся в кремний. Небольшое замечание: при переходе от 50 нм. норм к 5 нм. мы имеем на той же площади в 100 раз (10*10) больше элементов.
Происходит это с помощью экстремального ультрафиолета длиной волны 13,5 нм. (EUV), потому что обычный свет с длиной волны 530 нм. например (зеленый) как очень широкая кисточка, не может создать рисунок, в котором между линиями 5 нанометров. Такой ультрафиолет производится с помощью очень сложных и дорогих лазерных систем. Проблема еще в том, что это излучение не проходит через воздух, не проходит ни через какие линзы. Поэтому направлять его и фокусировать приходится в условиях высокого вакуума с помощью очень специфических зеркал, потому что это излучение почти ни от чего не отражается. Не случайно цена EUV машин голландской фирмы ASML (без которых Тайвань не может сделать вообще ничего) сейчас около 200 млн. долл. за штуку, а новых, которые выйдут в этом или следующем 2026 году, составит уже 350 млн. долл. Но продавать эти машины в Китай (а тем более нам) запрещено.
Мы рассмотрели только процессоры, но нужны еще силовые сборки, которые управляют довольно мощными двигателями, от сотен ватт до киловатт. Нужны сами двигатели, нужны различные сенсоры (матрицы для зрения, датчики положения, ускорения, температуры и т.д.), нужны материалы для корпусов, скелетов — множество высокотехнологичных компонентов, многие из которых у нас не производятся или производятся, но недостаточного качества (двигатели несколько предприятий, к счастью, уже делают).
Нужно очень серьезное программное обеспечение. Существенно более сложное, чем для управления автомобилями, потому что разнообразие и непредсказуемость окружающей обстановки для военного робота намного больше, чем для автомобиля. Робот должен распознавать, где он находится и как тут действовать. Распознавать замаскированного врага. В общем и целом, нужна большая особая индустрия. Однако, чтобы стрелять из пулемета, много ума не надо. Эти роботы появятся очень скоро (уже имеются опытные экземпляры).
Так же, как и с дронами, сразу все не предугадаешь. Только реальное массовое применение роботов приведет к отбору наиболее эффективных конструкций и системным инновациям (что и происходит сейчас у нас на глазах «на передке»). Вполне вероятно, что более эффективными окажутся «робособаки» с колесами, чем антропоморфные роботы, но еще вероятнее, что нужны будут и те и другие. А также «роболошади», «робослоны», «рободраконы» и так далее.
С другой стороны, все это вполне реалистично. Достигнутые за последние 10 лет успехи робототехники и их темпы доказывают, что все это достижимо в следующие 10 лет, причем многое уже года через два-три. Скорее всего, сначала это будут управляемые человеком роботы, так же как сейчас дроны. Это упрощает задачу. Пока рискованно положиться в боевых действиях на искусственный интеллект. Вероятно, оператор сможет управлять несколькими роботами одновременно с помощью голосовых команд (первый, смотри налево! Третий — впереди пулеметчик! Огонь) — это есть уже в каждом смартфоне. Помогать роботам ориентироваться и не стрелять по своим будет система «свой-чужой», какие давно есть на самолетах.
У каждого солдата в ближайшие годы будет штук пять роботов и штук пять дронов, объединенных в сеть различными видами связи, плюс персональный искусственный интеллект, помогающий управлять этой стаей. Но это в развитых странах. Наша задача на следующие пять-десять лет — оказаться в их числе.
Когда применение военных роботов станет массовым, очень быстро будет накоплен опыт и технические решения. Вспомним, что за время Отечественной войны в СССР успели смениться от двух до четырех конструкций самолетов (МИГ — две, МИГ-три, Ла — три, ЯК — четыре).
Но есть и другое, невоенное, значение роботизации, и именно для России. Мир входит в эпоху больших цивилизаций. 500 миллионов человек — минимальная цифра для того, чтобы что-то значить на планете Земля. Но нас в России слишком мало для того, чтобы претендовать на свою, достаточно мощную для уверенного сохранения в следующие сто лет цивилизацию, в новом мире миллиардных экономических и военно-политических зон. Роботизация может компенсировать этот разрыв, освобождая людей для более творческого труда. Когда-то Менделеев сказал, что сжигать нефть — это «топить печь ассигнациями». Так вот, копать траншеи или разносить кофе с помощью людей — это примерно то же. Забивать гвозди микроскопом. Переместив наших людей на более творческие позиции, мы сможем компенсировать нехватку населения. Но при этом одновременно направив все усилия на достижение «русского миллиарда». И здесь роботы тоже могут сильно помочь.
Все войны когда-то кончаются, а танки и истребители не очень-то применимы в мирной экономике. С роботами история другая; все эти наработки, почти все узлы и даже сами роботы после небольшой переделки вполне применимы в народном хозяйстве.
Они способы двинуть нашу экономику вперед, предоставляя людям возможность заняться более творческими видами труда или же управляя этими роботами на стройке, складах, в цехах и на полях.
Роботы могут частично возместить демографический провал, существующий в настоящее время. Это замещение имеет стратегическую важность, потому что, как я уже отмечал, страна наша невероятно богата и географически огромна, но богатства эти все еще нами недоосвоены. Но для того, чтобы сначала их защитить, а потом начать интенсивнее использовать, как раз и пригодятся эти роботы.
И решить, наконец, нашу демографическую проблему, предоставив семьям достаточное пространство, одежду, пищу, игрушки, компьютеры и прочее для трех и более детей в каждой семье.
Хотя понятно, что тут без изменения сознания дело не обойдется. Никакое материальное благосостояние не делает человека более ответственным, скорее наоборот. Без морали и философии человек в окружении сотни роботов может превратиться в бездетного и бездумного лентяя, на чем и закончится род человеческий.
Чем больше материальных возможностей у человека, тем важнее разум и ответственность перед будущим своего народа.
[1] https://www.investopedia.com/articles/markets-economy/090516/10-countries-most-natural-resources.asp
[2] Сверхжёсткий ультрафиолет (EUV) в полупроводниковой литографии: сложно, долго, дорого — и необходимо https://3dnews.ru/1074772/sverhgyostkiy-ultrafiolet-euv-v-poluprovodnikovoy-litografii
[3] Д. Бондарь. Полупроводниковая микроэлектроника — 2024 г. http://www.syntezmicro.ru/uploads/files/pub/Article53-1.pdf
[4] TraPhro. ASML: Создание самых сложных машин на Земле. https://habr.com/ru/articles/891708/
