Дистанционный манипулятор

Дистанционные манипуляторы являются неотъемлемой частью современных космических программ, используясь для строительства и обслуживания станций, перемещения грузов и проведения научных экспериментов.

На Международной космической станции (МКС) активно применяется несколько систем. Европейский роботизированный манипулятор (ERA), доставленный в 2021 году, был установлен и подготовлен к работе на российском сегменте станции в 2022 году^[7] и продолжает использоваться для работ в открытом космосе^[8]. В 2024 году на МКС также прошла демонстрация двуручного роботизированного манипулятора S2 японской компании GITAI. Изначально испытания планировались на 2023 год^[9][10], но после прохождения всех проверок безопасности НАСА в сентябре 2023 года^[11] система была доставлена на станцию 1 февраля 2024 года в рамках миссии SpaceX NG-20^[12]. Успешные испытания технологии снаружи МКС завершились в марте того же года^[13].

Также на МКС продолжает работу канадский манипулятор Canadarm2. В мае 2026 года из-за поломки запястного шарнира его работа была временно приостановлена. 30 июня 2026 года астронавты НАСА Крис Уильямс и Джессика Меир в ходе выхода в открытый космос успешно заменили неисправный шарнир, полностью восстановив работоспособность манипулятора^[14][15].

Собственные манипуляторы разрабатывают и другие космические державы. На китайской космической станции «Тяньгун» используется основной 10-метровый манипулятор (в январе 2022 года он успешно переместил грузовой корабль «Тяньчжоу-2») и доставленный в 2022 году вспомогательный 5-метровый манипулятор. Они могут функционировать как по отдельности, так и соединяться в единый 15-метровый механизм для работы с наиболее удалёнными объектами станции^[16][17]. Для российской автоматической станции «Луна-25» Институтом космических исследований РАН был создан лёгкий робот-манипулятор весом 5,5 кг, предназначенный для забора образцов лунного грунта с глубины до 25 см с целью поиска воды.

Ведётся разработка новых космических систем. Канадская компания MDA Space создаёт манипулятор Canadarm3 для будущей окололунной станции Lunar Gateway (доставка ожидается не ранее 2029 года). Активно развиваются системы коммерческого обслуживания спутников на орбите от компании Northrop Grumman: аппараты Mission Extension Vehicle (MEV-1 и MEV-2) уже эксплуатируются, а 21 июля 2026 года были успешно запущены аппарат Mission Robotic Vehicle (MRV) и три модуля Mission Extension Pod (MEP).

Современное развитие дистанционных манипуляторов определяется несколькими ключевыми тенденциями, направленными на повышение их автономности, точности и упрощение взаимодействия с человеком.

Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) стала одним из главных направлений. Производители активно внедряют интерфейсы на базе ИИ, которые позволяют управлять роботами с помощью естественного языка без специальных навыков программирования^[18][19], при этом интеграция больших мультимодальных и языковых моделей (VLM и LLM) пока находится на стадии исследований и разработок^[20]. Алгоритмы машинного обучения используются для оптимизации траекторий движения, что сокращает время выполнения задач и потребление энергии^[21]. В системах дистанционного манипулирования ИИ обеспечивает предиктивное управление (упреждающее начало движения за счёт предсказания намерений оператора), автоматический захват объектов и компенсацию задержки сигнала^[22]. Кроме того, развивается предиктивный ИИ, способный анализировать данные о работе робота и прогнозировать возможные неисправности для сокращения времени простоя^[18] (технологии цифровых двойников для этих целей активно внедряются в производственные процессы^[23][24]), а системы на основе нейросетей позволяют повысить точность и адаптивность мобильных манипуляторов^[25].

Развитие систем управления включает широкое применение технологий виртуальной (VR) и дополненной (AR) реальности, а также тактильной обратной связи. Эти технологии делают дистанционное управление более интуитивным, особенно в опасных или труднодоступных средах^[26]. Например, VR-перчатки позволяют оператору не только управлять роботом, но и ощущать сопротивление и силу, как если бы он выполнял работу собственными руками^[27]. Ведутся разработки манипуляторов с тактильной связью для высокоточных операций в космосе или на больших глубинах^[28]. Среди новейших систем тактильной обратной связи выделяются Haptic VR (интеграция силовой обратной связи для ощущения веса и контакта с объектами), интерфейс TouchVR (передача многомодальных тактильных стимулов на ладонь), а также системы вибрационной обратной связи для подводных роботов (SubSense) и хирургических сценариев (HIT)^{[29][30][31][32]}.

Появляются и получают распространение новые типы манипуляторов:

• Коллаборативные роботы (коботы) спроектированы для безопасной работы в непосредственной близости от человека^[18]. Оснащённые передовыми сенсорами и системами машинного зрения, они могут выполнять задачи, дополняя, а не заменяя человека.
• Мобильные манипуляторы (англ. Mobile Manipulators, или MoMas) — комбинации классических манипуляторов и автономных мобильных платформ. Такие системы могут свободно перемещаться на складах, в производственных цехах или лабораториях для выполнения задач по обработке материалов^[33][34]. Примерами современных моделей являются KUKA Flex Robot, объединяющий роботизированные руки с мобильными платформами, и MiR MC600, интегрирующий платформу с коллаборативными манипуляторами для паллетирования и обслуживания станков^[35][36].
• «Мягкая» робототехника — перспективное направление, использующее для создания манипуляторов гибкие материалы (например, силиконы и полимеры). В отличие от традиционных жёстких захватов, они могут аккуратно обращаться с хрупкими или деликатными предметами, что открывает возможности для их применения в пищевой промышленности и медицине.
• Тросовые манипуляторы — системы, для которых разрабатываются новые алгоритмы импедансного управления и компенсации отказов приводов^[37]. В частности, применяется метод FONTSM-DOB (дробно-порядковое несингулярное терминальное скользящее управление с наблюдателем возмущений), обеспечивающий точное отслеживание траектории и плавное контактное взаимодействие с окружающей средой.

Промышленность и логистика Промышленные роботы-манипуляторы являются ключевым элементом автоматизации производства. Они выполняют такие задачи, как загрузка и выгрузка деталей, их перемещение между технологическими узлами и укладка готовой продукции на паллеты^[38]. Манипуляторы активно внедряются в автомобильной и аэрокосмической отраслях^[39], а также в нетрадиционных сферах, таких как сельское хозяйство, строительство и рыбодобывающая промышленность^[40]. Разрабатываются и специализированные решения, например, манипуляторы на дронах для обслуживания высоковольтных линий электропередач^[41]. В начале 2023 года в Челябинске началось строительство завода «Русский робот» для серийного производства промышленных роботов-манипуляторов «ХАРТУНГ» с планируемой мощностью до 600 единиц в год^[42].

В 2024–2026 годах в России был запущен ряд новых производственных площадок по выпуску промышленных и дистанционных роботов-манипуляторов. В Челябинской области начали работу «Завод роботов» (серийное производство запущено в октябре 2024 года)^[43] и завод «АМО сталь» в Миассе (выпуск линейных двухосевых роботов с весны 2025 года)^[44]. В Московской области в 2026 году открылись производственные площадки компаний «АтомИнтелМаш», «Смарт Робот» и «Русский робот», специализирующиеся на промышленных манипуляторах и дистанционно управляемых комплексах^[45][46]. В Татарстане компания «ИКран» запустила сборку кранов-манипуляторов^[47].

Для расширения возможностей беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) разрабатываются специализированные тросово-звенные дистанционные манипуляторы. Подобные устройства, созданные инженерами РТУ МИРЭА, отличаются лёгкостью, компактностью и высокой подвижностью. Они позволяют дронам физически взаимодействовать с окружающей средой: брать пробы грунта, захватывать объекты, осуществлять бережную доставку грузов и дистанционно наносить аэрозоли в труднодоступных местах^[48][49][50]. При проведении неразрушающего контроля с помощью БПЛА используются различные датчики и приборы, включая ультразвуковые датчики, толщиномеры сухого слоя, измерители профиля поверхности, тепловизоры, лидары, мультиспектральные камеры и 6-осевые датчики силы и момента^[51][52].

В медицине дистанционные манипуляторы используются для проведения высокоточных операций. Наиболее известным примером является хирургическая система «da Vinci»^[53]. Развиваются и новые направления: в 2024 году был представлен портальный задающий манипулятор для удалённого управления роботом при проведении ультразвуковой диагностики^[54]. Кроме того, для обучения медицинского персонала активно внедряются VR-тренажёры, позволяющие отрабатывать различные манипуляции на виртуальных пациентах^[55].

В 2025—2026 годах сертификацию или разрешение на выход на рынок получили новые роботизированные хирургические системы:

• Hugo RAS (Medtronic) — применяется в урологии и хирургии мягких тканей^[56][57];
• Versius Plus (CMR Surgical) — применяется в хирургии мягких тканей^[56];
• Ottava (Johnson & Johnson) — применяется в общей хирургии верхних отделов брюшной полости (включая бариатрические операции, удаление желчного пузыря и аппендэктомию)^[57].

Манипуляторы находят применение и в образовательном процессе. В 2024 году студенты Новосибирского государственного технического университета создали робота-манипулятора с дистанционным управлением через мобильное приложение. Устройство предназначено для проведения лабораторных работ по химии и физике, позволяя удалённо работать с веществами и оборудованием^[58].

Готовятся к выходу на рынок коммерческие роботы-гуманоиды, предназначенные для помощи по дому. Робот 1X NEO от компании 1X Technologies доступен для предзаказа (поставки ожидаются в конце 2026 года). Он способен выполнять такие задачи, как навигация, открывание дверей, перенос предметов весом до 25 кг, выключение света, складывание белья, организация полок и базовая уборка. Дистанционное управление доступно через мобильное приложение и голосовые команды, а для сложных задач предусмотрен режим удалённого управления оператором 1X, в том числе с использованием VR-гарнитуры. Основные конкуренты, такие как Tesla Optimus и Figure 03, ориентированы на B2B-сегмент и промышленное использование, и потребителям не продаются^[59][60].

Манипуляторы применяются для глубоководной добычи полезных ископаемых и выполнения подводных работ. В 2024 году прошли испытания канадского прототипа для подводной добычи Eureka II от компании Impossible Metals, рассчитанного на работу на глубине более 1000 метров, и китайской глубоководной горнодобывающей машины Pioneer II, способной погружаться на 4102 метра. Дальнейшим развитием канадского проекта является система Eureka III, предназначенная для создания флота роботов-добытчиков^[61]. Для оснащения подводных аппаратов австралийская компания Reach Robotics разработала глубоководную систему RX-AIS с двумя семифункциональными манипуляторами, которая может использоваться для оборонных задач на глубине до 800 метров^[62].