Конвергенция робототехники

Robocenter

КОНВЕРГЕНЦИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Альберт Ефимов Екатеринбург, июль 2016

Robocenter

МЕЧТАТЕЛИДОЛЖНЫДЕРЖАТЬСЯВМЕСТЕ!

RobocenterСКОЛКОВО СЕЙЧАС

1500участников

80 млрд рубвыручки*

6.14*млрдрубинвестиций

18тыс рабочихмест*

*накопленнымитогомкконцу2015

Robocenter

ФОРСАЙТРОБОТОТЕХНИКИВСКОЛКОВО

Восприятие,Познание,НавигацияиПланирование

Взаимодействиеробот-человек

Системы,дополняющие

человека

Медицинскиероботы Нейронныесетиглубокогообучения

Robocenter

Robocenter

МАКРОЭКОНОМИКА,СОЦИУМ

RobocenterПОВЫШЕНИЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИТРУДА

Robocenter

Переходкпередовымпромышленнымтехнологиям

Robocenter

Китайпересталбытьсверх-привлекательнымдляразмещенияпроизводства

Robocenter

Фабрика компании Филипс в Дании, использующая современных промышленных роботов, имеет численность рабочих в 10 раз меньшую, чем аналогичная фабрика в Китае, имеющая сопоставимый объем выпуска продукции

10Х

RobocenterСТАРЕНИЕНАСЕЛЕНИЯ

RobocenterSAFETY

RobocenterБЕЗОПАСНОСТЬТРУДА

• 6 000 трудящихся погибает на работе каждый день;

• 2.3 миллиона человек ежегодно получают травмы, заболевают или погибают на производстве;

• 160 млн несчастных случаев на работе в целом в мире, 340 млн профессиональных заболеваний

• Касается как молодых так и пожилых людей

Robocenter

Robocenter NOWANDTHEN• TVs are 20x cheaper than 20 years ago

• Medical service 4х up

• Education is 4x up

Robocenter

КЕМБРИЙСКИЙМОМЕНТСОВРЕМЕННОЙРОБОТОТЕХНИКИ

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Экспоненциальный рост вычислительной мощности. Закон Мура

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Ускорение жизненного цикла создания сложных технологий. Цифровое моделирование, прототипирование

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Увеличение емкости аккумуляторов

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Увеличение энергоэффективностибортовой электроники

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Экспоненциальный рост пропускной способности беспроводных коммуникаций

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Экспоненциальный рост масштабов и производительности сети интернет

15 млрд устройств в 2015 году22 млрд устройств в 2019 году

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Рост объемов хранения данных

В мире 1021 байт, 28% роста в год

Robocenter

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫРАЗВИТИЯРОБОТОТЕХНИКИ

Экспоненциальный рост вычислительной мощности

– В мире 1021 операций в секунду –совокупная вычислительная мощность.

Robocenter

РЕШЕННЫЕИНЕРЕШЕННЫЕЗАДАЧИСОВРЕМЕННОЙРОБОТОТЕХНИКИ

Коммуникации(4G,WiFi)

Сенсоры,Навигация

Процессорнаямощность.ЗаконМура

Мобильность

Осознанность,когнитивность,искусственныйинтеллект,взаимодействиесосредой,групповоеповедение (3-8лет)

Манипуляцияобъектами.СнижениестоимостиHWикомпонент(3-5 лет)

©StanfordResearchInstitute/SkolkovoRobotics

Осознаваниероботомокружающейсредыиманипуляцияобъектамиокружающегомира–основныеограничениясовременнойсервиснойробототехники

Robocenter

Задача«добратьсяизАвБ»вцеломрешена.

Решаем«чтоделатьвБ»

Robocenter СОСТОЯНИЕВОПРОСАСИИ

Время

Интелле

ктРеальность

ЭйнштейнТупойчеловек

Шимпан-зе

Птица

Муравей

Искусственныйинтеллект

Какиезабавныештукиделаетэтотробот )!!! Нах?

Robocenter

ЧЕЛОВЕКVSРОБОТ.МАНИПУЛЯЦИЯ

Robocenter

ПЕРСПЕКТИВНЫЕОБЛАСТИРОБОТОТЕХНИКИ

• Облачная робототехника– Автономная память– Коллаборация на основе опыта

– Симуляция опыта РТК– Изучение человеческого опыта

Robocenter ПЕРЕХОДКSD-БИЗНЕСМОДЕЛИ

Поставщик Дистрибьютор Инсталлятор

Производитель

Клиент Применение

Какбыло

Какстановится

Поставщик Дистрибьютор Инсталлятор Клиент Применение

Производитель

Традиционнаябизнес-модель

Software-definedбизнес-

модель

изделие информация

Robocenter ПЕРЕХОДКSD-БИЗНЕСМОДЕЛИ

Поставщик Дистрибьютор Инсталлятор

Производитель

Клиент Применение

Какбыло

Какстановится

Поставщик Дистрибьютор Инсталлятор Клиент Применение

Производитель

Традиционнаябизнес-модель

Software-definedбизнес-

модельПрограммная платформаиэкосистема

изделие информация

Robocenter ПРОМЫШЛЕННОСТЬ4.0• Цифровые технологии превращают промышленные изделия и услуги в гибриды– Различие между изделием и услугой становится менее заметным

– Конвергенция «интернетов» (вещей и сервисов)

• Не за горами конвергенция промышленной и сервисной робототехники

Промышленность4.0Этонетолькопропромышленность,ноипросервисы!

Robocenter ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕТРЕНДЫЭволюцияпромышленности

Традиционноепроизводство

изделий

Гибрид=изделие + сервисПромышленность4.0

Промышленнаяробототехника

Сервиснаяробототехника

Эволюцияробототехники

• Интеллектуальнаяробототехника

• Автономные,когнитивные,самоорганизущиесяроботы

• Безлюдноепроизводство

• Интернет… вещей,сервисов,людей

Robocenter

ЧЕЛОВЕКИМАШИНАЛУЧШЕЧЕМЧЕЛОВЕКБЕЗМАШИНЫ

Гибкость

высокая

низкая вариативностьвысокая низкая

Производительность

высокая

низкаяРазмерпартии высокийнизкий

Автоматизированноепроизводство

Коллаборативноепроизводство

Ручнаясборка

Robocenter ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕТРЕНДЫ

Робототехниказаменяетчеловека

Робототехникапомогаетчеловеку

Robocenter

• Искусственный интеллект, централизованный в «облаке»

• Распределенный интеллект, «умная пыль», «туманные вычисления»

ДИХОТОМИИПРОМЫШЛЕННОСТИ4.0

Robocenter

ДИХОТОМИИПРОМЫШЛЕННОСТИ4.0

ArtificialIntelligence

IntelligentAugmentation

Robocenter

РЫНОКРОБОТОТЕХНИКИВМИРЕВ2013Г.

– 179000– вмирепроданопромышленныхроботов;

– 21036– вмирепроданосервисныхроботов(включаявоенные– 45%);

– $29миллиардов– мировойрынокпромышленныхроботов;

– $3.57миллиардов– мировойрыноксервисныхроботов;

– 1600000единиц– всегоиспользуетсяпромышленныхроботов;

– 150000единиц– всегоиспользуетсясервисныхроботов

Robocenter

l $5270миллиардов– влияниеробототехникинамировуюэкономикук2025г

l $151миллиардов– мировойрынокробототехники,включаяаппаратуруиПОк2020г

l $75миллиардов– мировойрынокпромышленныхроботовк2020г

l $29миллиардов– мировойрыноксервисныхроботовк2020г

l $12миллиардов– мировойрынокбеспилотныхлетательныхаппаратовк2020г

Основныепрогнозыразвитияробототехники2020-2025гг

Robocenter

5,28

30

0

5

10

15

20

25

30

35

2013 г. 2017 г.

Источник:WorldRobotics 2014

Объеммировогорынкасервисныхроботов,млрд$

Источник:WorldRobotics 2014

Объеммировогорынкапромышленныхроботов,млрд$

9,5 10,6

29

33

0

5

10

15

20

25

30

35

2013 г. 2017 г.

Рынок роботов

Рынок роботов с учетом ПО, периферийных устройств и системного проектирования

Ежегодный рост 12 % Ежегодный

рост>55 %

*Источник:ISO87373:2012Robots androbotic devices- Vocabulary

ОТРАСЛЕВЫЕПРИОРИТЕТЫ

Промышленный робот– используемыйвпромышленнойавтоматизацииавтоматическиуправляемый,программируемый, многозадачныйманипулятор,способный совершатьдействиявтрехиболеекоординатныхосях,которыйможетбытькакзафиксированвпространстве,такииметьвозможностьсовершатьпередвижения*.

Сервисный робот– робот,выполняющийдействия,полезныедлячеловека илиокружающейсреды,заисключениемроботов,используемыхвпромышленнойавтоматизации*.

1.5х

ПРОМЫШЛЕНАЯ VS СЕРВИСНАЯРОБОТОТЕХНИКА

Robocenter

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Военная Полевая Логистическая Мобильная Медицинская

Объемыпродажсервисныхроботов,шт.,2012-2014гг.

2012 2013 2014

Robocenter

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Военная Полевая Логистическая Мобильная Медицинская

Объемыпродажсервисныхроботов,млн$.,2012-2014гг.

2012 2013 2014

Robocenter

2014ГОД– ГОДСЕРВИСНЫХРОБОТОВ

http://robotics.sk.ru

Droplet,$300Scooba 450,$600 rockaRoo,$180 Grillbot, $130

Robotis Mini,$500

Kibo,$230

Robomow RS,$1100

Neato Botvac,$480

Soloshot,$400 Litter-bot,

$389

Robocenter

ПАРАДОКССЕРВИСНОЙРОБОТОТЕХНИКИ

Robocenter

45

Robocenter

46

RobocenterСТАТУСВРОССИИ

0 100 200 300 400 500

RussiaChina

UKFranceSpainUSA

BelgiumDenmark

ItalySweden

GermanyJapan

S.Korea

Плотностьроботизации,2014

Robocenter

Сильныестороны:• Многоталантливыхинженеров• Умениерешатьсложныезадачи• Позитивноеотношениек

роботам• Технократическоенаселение

Слабыестороны:• Низкийуровеньдоверия• Университетынетомуучат• Культурапредпринимательства• Дизайн,эстетика• Команднаяработа• Таможня• Миграционнаяполитика

Возможности:• Громаднаятерриторияинебольшоенаселение

• ‘Softwareeatstheworld!!!’• 25%ВВПРоссии– розничнаяторговля

• Девальвация рубля• Соседибыстростареют

Угрозы:• ОНИсделаютбыстрее• ОппортунизмотечественногокрупногобизнесаиВПК

СОСТОЯНИЕРОБОТОТЕХНИКИВРОССИИ

Robocenter

СОСТОЯНИЕОТРАСЛИРОБОТОТЕХНИКИВРОССИИ

• В России 120-170 организаций создающих решения в области робототехники. В мире – около 3 тыс.

• Около 30 вузов выпускают инженеров с дипломом «робототехника …» - около 600+ ежегодно

• Очень наукоемкая отрасль*:– 33% работающих имеют 2 высших образования

– Научную степень имеют 44%*Опроскомпаний,апрель2016

Robocenter

СОСТОЯНИЕОТРАСЛИРОБОТОТЕХНИКИВРОССИИ

Чтоможноулучшить?МнениепредпринимателейУчитьработатьвкоманде,делаякоммерциализуемый результатирешаяневыдуманныезадачи

Бауманка,45лет

Ежегодныеоткрытые испытания-соревнованияключевыхтехнологийробототехники,ТАМОЖНЯ- главныйтормозроссийской робототехники - ужедаженесмешно!

Кандидатнаук,РязанскийГРТУ,35летСрочноввестиввузахпредметы:распознаваниеобразов,компьютерноезрение,нейронныесети,нейроуправление,итп ипрофильныепотоки(группы)

MIT,35лет

Замечу,что еслинасайтеhttps://habrahabr.ru/студентузнаетбольше,чемотпреподавателя- этонеправильно.

ВоронежскийГУ,25лет

НасегодняшнийденьобразовательнаяпрограммапоробототехникевтехническихВУЗахчащевсегоотноситсякмашиностроительному блоку.Из-заэтогонаиболеечастооказываютсяурезаныИТдисциплины, относящиесякотдельномуобразовательномублоку.товка должнапроводитьсяпо2мосновнымвышеуказаннымнаправлениям.

Бауманка,28лет

Robocenter КО-РОБОТЫСейчас Будет

Robocenter

RobocenterРОСТСЕГМЕНТАКО-РОБОТОВ

Тысячиштук

• 50%ежегодно• 16%традиционная

промышленнаяробототехника

Германия США Китай Япония Ю.Корея Др.страны

RobocenterСРАВНЕНИЕСТОИМОСТИТРУДА

ПОЛНАЯСТОИМОСТЬ,ЕВРОВЧАС

Германия ВосточнаяЕвропа Китай Роботы,глобально(ручнойтруд)

Robocenter ТРЕНДЫРОБОТОТЕХНИКИ• Понимание• Взаимодействие• Сервисная робототехника приходит в промышленность

• Ко-роботы• Агри-боты• Экзо-… Дополнение возможностей человека

• Лучший дизайн

Robocenter

– Восприятие,Познание,НавигацияиПланирование

– Интерфейсы,облегчающиевзаимодействиеробот-человек

– Системы,дополняющиечеловека– Медицинскиероботы:роботизированнаяхирургия,микро- инано-роботы

ФорсайтСколково.Интеллектуальнаяробототехникаиавтономныетранспортныесредства

Robocenter ОБЛАСТИРАЗВИТИЯ(1)

• Совершенствование методов разработки систем и конструирования робототехнических систем.

Robocenter

Дополнениевозможностейчеловека:Экзоскелеты

Robocenter

Медицинские

Военные Промышленные

НЕКОТОРЫЕСУЩЕСТВУЮЩИЕЭКЗОСКЕЛЕТЫ

ExoAtletпараплегия,инсульт

HALCyberdineинсульт

RexBionicsпараплегия

Locomat Hocomaинсульт

Ekso Bionicsпараплегия

ReWalkпараплегия

HULC(HumanUniversalLoadCarrier)byEkso Bionics

FORTISbyLockheedMartin

XOS 2 Activelink PERCRO Chairless Chair

Robocenter СИЛОВЫЕЭКЗОСКЕЛЕТЫ

Robocenter

ЭКЗОСКЕЛЕТЫ НИЖНЕЙЧАСТИТЕЛА

Robocenter ПРИМЕР1

Robocenter ПРИМЕР2