В первой части статьи мы рассказали о наиболее популярных гуманоидных роботах в мире. А чем могут похвастаться отечественные разработчики гуманоидной робототехники?
Российские разработки в области гуманоидных роботов активно развиваются, хотя пока уступают лидерам рынка, таким как Boston Dynamics или Agility Robotics. Тем не менее в России есть несколько заметных проектов и компаний, которые преуспели в создании человекоподобных роботов.
МФТИ
Московский физико-технический институт представил гуманоидного робота с ИИ, который может интегрироваться в человекоориентированную среду без необходимости переоборудования помещений. Робот оснащен системой компьютерного зрения и способен выполнять задачи курьера, сборщика или работника склада, включая подъем тяжестей и навигацию по лестницам.
РТУ МИРЭА
В университете РТУ МИРЭА создана серия гуманоидных роботов для образовательных и исследовательских целей. Эти роботы ориентированы на выполнение рутинных задач, таких как мелкая логистика на заводах. В перспективе они могут использоваться для творческих задач, например, генерации контента.
ФЕДОР
ФЕДОР (Final Experimental Demonstration Object Research) — один из самых известных российских гуманоидных роботов, разработанный Фондом перспективных исследований (ФПИ) совместно с компанией «Андроидная техника». Робот с позывным Skybot F-850 был представлен в 2016 году и стал первым российским антропоморфным роботом, способным выполнять сложные задачи: он умеет стрелять, управлять автомобилем и работать с инструментами. В 2019 году ФЕДОР отправился на Международную космическую станцию (МКС) в рамках миссии «Союз МС-14», став первым российским роботом, побывавшим в космосе. Однако проект вызвал много критики из-за ограниченной автономности и высокой стоимости. В проекте активно использовалась 3D-печать из высокоэксплуатационного hi-end пластика Ultem.
Промобот
Хотя Промобот не является полностью гуманоидным роботом, он представляет интерес среди российских разработок в робототехнике. Этот проект ориентирован на сервисные применения, такие как помощь в навигации по общественным местам, информационное сопровождение и поддержка в сферах обслуживания. Однако в последние годы можно наблюдать тенденцию к поиску решений, объединяющих мобильность, искусственный интеллект и гуманоидную форму для выполнения более сложных задач.
Neurobotics
Компания Neurobotics занимается разработкой роботов, управляемых через нейроинтерфейсы. Один из их проектов – гуманоидный робот, который может быть задействован в медицинских и образовательных целях. Особенность роботов Neurobotics заключается в том, что ими можно управлять с помощью сигналов мозга, что делает их ценными помощниками для людей с ограниченными возможностями
Да, российские гуманоидные роботы пока не дотягивают до уровня технологического совершенства лучших западных аналогов, таких как Boston Dynamics или Tesla Optimus, однако отдельные проекты, например, ФЕДОР или Промобот, демонстрируют значительный прогресс. Основные направления их применения включают космическую отрасль, медицину, образование, промышленность и военную сферу.
Благодаря государственной поддержке и растущему интересу к робототехнике это направление в России продолжает развиваться. В ближайшие годы можно ожидать дальнейшей интеграции таких роботов в повседневные процессы и расширения их функционала за счёт внедрения технологий искусственного интеллекта.
Преимущества 3D-печати в робототехнике
А теперь поговорим более подробно о влиянии 3D-печати на разработку и производство гуманоидной и антропоморфной робототехники.
-
Технологическая осуществимость конструкторских идей. Производство легких и прочных деталей как на этапе быстрого прототипирования, так и для серии.
Одно из ключевых преимуществ аддитивных технологий – возможность создавать детали из материалов, близких или соответствующих по свойствам тем, что будут использоваться в конечном серийном изделии. Широкий ассортимент материалов и их свойств позволяет разработчикам рассматривать 3D-печать как важный инструмент прототипирования, наделяя изделия такими выигрышными качествами, как легкость и прочность. Безусловно, самым логичным здесь будет использование полимеров с различными температурными и прочностными свойствами. Можно рекомендовать технологию FFF и композитные материалы, например, ABS, PETG, PC-ABS, поликарбонат, полиамид, ULTEM, PEEK.
Отличным подспорьем также будут порошковые технологии, такие как PBF/SLS, MJF/SHS, ведь они позволяют обходиться без поддержек, ускоряя цикл получения деталей.
Технология L-PBF/SLM по металлам и сплавам на данный момент является практически безоговорочным лидером для прототипирования высокопрочных и нагруженных деталей, когда разработчик не имеет возможности воспользоваться станками с ЧПУ, писать программы и проектировать оснастку. Для 3D-печати компонентов робототехники можно рекомендовать алюминиевые сплавы для снижения веса и стальные сплавы для достижения высокой прочности.
Применяйте облегчающие вес ячеистые структуры, которые можно использовать как в полимерах, так и в металлах.
И, конечно же, здесь можно сполна задействовать потенциал топологической оптимизации или генеративного проектирования, которые, помимо создания потрясающих воображение форм, также выполняют важную для инженера функцию – облегчение веса при сохранении основных эксплуатационных качеств.
Например, из пластика можно печатать детали внешних элементов корпуса, таких как защитные панели, в том числе для электроники, или декоративные элементы, которые также выполняют функциональные задачи. А из металла можно создавать детали, отвечающие за подвижность суставов, или корпуса, подвергающиеся большим нагрузкам. Кроме того, 3D-печать позволяет изготавливать детали со сложной геометрией, что особенно полезно для интеграции сенсоров, приводов и других компонентов в ограниченные пространства.
-
Снижение затрат на производство
Часто на этапе прототипирования важно не ограничивать себя в сложности геометрии деталей. В этом смысле классические технологии однозначно будут обходиться на порядок дороже, а сроки проектирования как рабочих прототипов, так и первой партии для испытаний могут повлиять на конкурентоспособность, масштабируемость производства и внимание инвесторов.
Традиционные методы производства – литье или механическая обработка – часто требуют значительных затрат на подготовку и настройку оборудования. Аддитивные технологии позволяют минимизировать эти затраты, особенно при небольших объемах производства. Такие технологии помогают оптимизировать процессы сборки и производства, в результате компании могут быстрее масштабировать выпуск роботов.
-
Возможности для персонализации
Аддитивные технологии позволяют создавать персонализированные версии роботов для разных клиентов и задач. Например, если робот должен работать в условиях повышенной влажности, температуры, высокой нагрузки или химического воздействия, материалы и конструкции могут быть изменены без необходимости полного пересмотра производственного процесса. Поэтому в таких случаях необходимо переходить от доступных и универсальных материалов, таких как ABS, полиамид, стальные или алюминиевые сплавы, к PEEK и титану.
Например, роботов для логистических центров, таких как Amazon, можно адаптировать под конкретные условия работы. Роботы для тушения пожаров или обслуживания инфраструктуры химических производств потребуют использования максимально дорогостоящих, но вместе с тем долговечных материалов, в то время как модели для исследовательских лабораторий могут иметь совершенно другие характеристики.
Безусловно, оборудование для аддитивных технологий в ЦАТ должно иметь возможность работы с высокоэксплуатационными пластмассами и реактивными металлами.
-
Экологическая устойчивость
Использование аддитивных технологий снижает количество отходов, так как материал используется только там, где это необходимо. Это соответствует современным трендам на экологическую устойчивость и может быть важным аргументом для привлечения инвестиций и партнеров.
ИИ: мозг, который делает роботов «живыми»
Если 3D-печать даёт роботам тело, то ИИ — это их мозг. Без ИИ гуманоидный робот был бы просто марионеткой, способной выполнять только заранее запрограммированные действия. Робот учится ходить, как человек, но для этого ему нужно не только «чувствовать» опору, но и мгновенно адаптироваться к неровностям. Тут в игру вступают алгоритмы ИИ. Они анализируют данные с датчиков, предсказывают баланс и корректируют движения в реальном времени. Например, в современных гуманоидах ИИ помогает оптимизировать расположение внутренних компонентов, чтобы робот был устойчивым даже при быстрых поворотах. А еще ИИ используется при проектировании: он уже способен успешно генерировать формы деталей, как, например, в нашумевшем проекте для ракетостроения LEAP71. Оптимизированные детали будут одновременно легкими и прочными, что особенно важно для ног или рук роботов.
Google, через свою материнскую компанию Alphabet, также активно инвестирует в развитие ИИ для гуманоидных роботов. После продажи Boston Dynamics в 2017 году Google возвращается на рынок робототехники, поддерживая такие компании, как Apptronik. Это подчёркивает их интерес к интеграции ИИ и робототехники.
Meta тоже не остаётся в стороне. В феврале 2025 года компания объявила о планах инвестировать в разработку ИИ-управляемых гуманоидных роботов. Новое подразделение Meta будет сосредоточено на создании потребительских роботов, использующих возможности их платформы Llama. Это ставит Meta в прямую конкуренцию с такими гигантами, как Google и Tesla.
Tesla, например, разработала робота Optimus, способного обучаться, наблюдая за действиями человека. Это устраняет необходимость в явном программировании и позволяет роботу адаптироваться к новым задачам. Optimus предназначен для выполнения опасных, повторяющихся или скучных задач, которые обычно выполняют люди. Tesla планирует интегрировать таких роботов в процесс сборки автомобилей, что станет серьёзным вызовом для автоматизации.
Робот Figure 02 от стартапа Figure AI оснащен передовыми системами ИИ, что позволяет ему взаимодействовать с окружающей средой и выполнять сложные задачи без постоянного контроля человека. Это делает его особенно привлекательным для компаний, которые сталкиваются с дефицитом рабочей силы или стремятся автоматизировать трудоемкие процессы, например, где требуется мягко брать хрупкие предметы или крепко удерживать тяжелые.
В заключительной части публикации мы порассуждаем о том, становятся ли гуманоидные роботы вызовом для промышленной автоматизации.
