Социоробототехника

В 1970-е годы термин «социоробототехника» ещё не использовался, однако в этот период были заложены технологические и теоретические основы, которые определили будущее развитие роботов, способных взаимодействовать с человеком. Разработки велись по нескольким направлениям: создание человекоподобных роботов, развитие интерактивных систем с элементами искусственного интеллекта и массовое внедрение промышленных роботов^[4].

Ключевым проектом десятилетия стал созданный в 1970—1973 годах в университете Васэда (Япония) первый в мире полномасштабный человекоподобный робот WABOT-1^[5]. Он мог общаться на японском языке, измерять расстояние до объектов, передвигаться и переносить предметы с помощью рук с тактильными сенсорами^[5]. В США одним из первых мобильных роботов, способных рассуждать о своих действиях и планировать их, стал Shakey the Robot, разработанный в SRI International. В Массачусетском технологическом институте была создана программа SHRDLU (1968—1972), демонстрировавшая понимание естественного языка для управления виртуальной рукой^[4]. В СССР в Институте кибернетики под руководством Николая Амосова был создан автономный транспортный робот «ТАИР» (1972), а на роботе «МАЛЫШ» исследовались самообучающиеся системы на основе нейронных сетей^[4].

Технологический прогресс был обусловлен двумя основными тенденциями. Во-первых, появление микропроцессоров удешевило системы управления и способствовало массовому внедрению промышленных роботов, особенно в автомобилестроении^[6]. Во-вторых, активное развитие систем, основанных на знаниях, и создание языков программирования, таких как PROLOG, заложили теоретическую базу для будущего «социального» поведения роботов^[4].

В 1980-е годы термин «социоробототехника» ещё не был общепринятым, а сама отрасль находилась на начальном этапе своего формирования^[7]. Основное внимание в этот период было сосредоточено на промышленной робототехнике, однако именно в это десятилетие были заложены основы для будущего развития роботов, предназначенных для взаимодействия с человеком^[8].

Ключевым направлением стал выход робототехники на потребительский рынок. В 1982 году в продажу поступил персональный робот HERO 1, оснащённый микропроцессором, памятью и датчиками, что позволяло энтузиастам изучать основы программирования^[9]. В 1985 году появился домашний робот RB5X, способный перемещаться по комнате, произносить фразы и доставлять небольшие предметы^[9]. Популяризации идеи конструирования роботов также способствовало сотрудничество LEGO с Медиа-лабораторией МТИ^[9].

Параллельно развивалась теоретическая база. В 1980 году Сеймур Паперт опубликовал книгу «Штурм разума: дети, компьютеры и плодотворные идеи», где изложил концепцию обучения через конструирование робототехнических систем^[9]. В 1985 году Марвин Мински в своей книге «The Society of Mind» выдвинул идею, что мышление является результатом взаимодействия множества простых агентов, что оказало влияние на дальнейшие разработки в области искусственного интеллекта^[9].

В этот период появились и первые экспериментальные шагающие роботы. В 1986 году Honda представила гуманоидного робота EO, который мог ходить и был оснащён датчиками для восприятия окружения^[8]. В МТИ создавались роботы, изучающие передвижение и координацию, например, прыгающий робот Genghis (1989)^[9].

Развивались и специализированные сервисные роботы. В СССР в 1986 году роботы впервые были применены для работы с радиоактивными отходами во время ликвидации последствий аварии в Чернобыле. Также создавались мобильные роботы для обезвреживания взрывоопасных предметов и пожаротушения^[9]. Хотя эти проекты не были «социальными» в современном понимании, они способствовали развитию технологий автономного и дистанционно управляемого взаимодействия робота со сложной средой.

В 1990-е годы в робототехнике произошёл сдвиг от сугубо промышленных задач к исследованию социального взаимодействия. Этот период стал основополагающим для социоробототехники, поскольку основной акцент был сделан на создании роботов, способных взаимодействовать с людьми на интуитивном и эмоциональном уровне. В начале десятилетия под «социальными роботами» часто понимали группы роботов, взаимодействующих друг с другом для решения общей задачи (см. Роевой интеллект), однако со временем фокус сместился на разработку систем для непосредственного контакта с человеком^[10].

Одним из главных прорывов стало направление «аффективные вычисления» (англ. affective computing), целью которого было создание роботов, способных распознавать и симулировать человеческие эмоции. Знаковым примером стал проект Kismet — роботизированная голова, разработанная в конце 1990-х в МТИ под руководством Синтии Бризил^[11]. Kismet мог распознавать и имитировать эмоции через мимику (движения бровей, ушей, век, губ), вокализацию и движения головы^[11], обучаясь в процессе социального взаимодействия с человеком по аналогии с общением родителя и младенца. Этот проект считается пионерским, положившим начало области социальной робототехники^[12].

Другое важное направление было сфокусировано на идее, что интеллект развивается через физическое воплощение и взаимодействие со средой. В рамках этого подхода с 1993 года в МТИ командой под руководством Родни Брукса разрабатывался человекоподобный робот Cog (верхняя часть туловища)^[13]. Цель проекта состояла в том, чтобы робот обучался «мыслить» через когнитивный опыт и социальное взаимодействие. Cog был оснащён множеством сенсоров и обладал 21 степенью свободы, что позволяло ему отслеживать движения людей и манипулировать объектами^[14].

К концу десятилетия идеи социальной робототехники вышли на потребительский рынок. В 1999 году компания Sony выпустила робота-собаку AIBO, который стал одним из первых коммерчески успешных социальных роботов^[15]. Он был разработан как компаньон, способный ходить, «видеть» с помощью камеры, распознавать голосовые команды и лица, а также развиваться на основе взаимодействия с хозяином^[15].

В 2000-е годы социоробототехника перешла от теоретических исследований к созданию знаковых экспериментальных и коммерческих систем. Этот период ознаменовался прорывом в создании человекоподобных роботов, развитием терапевтического применения и становлением бытовой робототехники.

Символом эпохи стал представленный в 2000 году человекоподобный робот ASIMO от компании Honda^[16]. Он обладал беспрецедентной для своего времени мобильностью: мог ходить, бегать и подниматься по лестнице, а также был спроектирован для интуитивного взаимодействия с людьми, распознавая жесты и движущиеся объекты^[16]. В 2001 году Fujitsu выпустила коммерческого гуманоидного робота HOAP-1 (англ. Humanoid for Open Architecture Platform), предназначенного для исследовательских задач^[17].

Важным направлением стало исследование эмоционального взаимодействия. В начале 2000-х Синтия Бризил в МТИ представила диссертацию «Sociable Machines», в которой описала робота Kismet^[18]. Эта роботизированная голова была способна распознавать тон голоса и выражение лица собеседника и, в свою очередь, выражать эмоции, что заложило основы аффективных вычислений в робототехнике^[18].

В это десятилетие началось активное применение социальных роботов в медицине и социальной помощи. В Японии был создан терапевтический робот Paro в виде детёныша тюленя, предназначенный для оказания успокаивающего эффекта на пациентов в больницах и домах престарелых^[19]. Paro был занесён в Книгу рекордов Гиннесса как «самый лечебный робот»^[19]. Также, в связи со старением населения в развитых странах, начались разработки роботов-сиделок^[20].

Именно в 2000-е роботы начали входить в повседневную жизнь. В 2002 году компания Electrolux выпустила один из первых в мире серийных роботов-пылесосов Trilobite^[17]. Он использовал ультразвуковой сонар для навигации и мог самостоятельно возвращаться на базу для подзарядки, став образцом для последующих разработок^[17]. Роботы также начали использоваться в сфере услуг в качестве промоутеров и консультантов^[21].

Стремительное развитие технологий вызвало необходимость осмысления социальных и этических аспектов взаимодействия человека и робота. В научных кругах начались активные дискуссии о робоэтике, основанные на законах робототехники, сформулированных Айзеком Азимовым^[22], что заложило теоретический фундамент для дальнейшего развития социальной робототехники^[23].

В 2010-е годы социоробототехника сместила фокус с промышленной автоматизации на создание роботов, способных к социальному взаимодействию с человеком^[24]. Этот период характеризовался активным развитием сервисных роботов, предназначенных для помощи людям в повседневной жизни, здравоохранении, образовании и сфере развлечений.

Основной тенденцией стало внедрение роботов в социальную сферу. В здравоохранении и уходе за пожилыми людьми продолжилось использование терапевтического робота Paro для психоэмоциональной поддержки пациентов^[25], а также велись разработки роботов-ассистентов для людей с ограниченными возможностями и экзоскелетов для реабилитации^[26]. В образовании и сфере развлечений появились роботы, способные выполнять функции гидов, консультантов и аниматоров.

Важнейшей задачей стало обеспечение естественного и безопасного взаимодействия робота с человеком. Разработчики стремились наделить машины способностью распознавать людей, их эмоции, а также использовать вербальные и невербальные средства коммуникации^[27]. В этот же период получило развитие направление коллаборативных роботов (коботов), предназначенных для безопасной работы в одном пространстве с человеком, хотя изначально они были более характерны для промышленности^[24].

Продолжились исследования в области человекоподобных роботов, которые, как считалось, смогут легче интегрироваться в общество и преодолеть психологический барьер, известный как «зловещая долина»^[27]. Примерами таких разработок стали японский робот HRP-4C, предназначенный для индустрии развлечений, и южнокорейский гиноид EveR-1, обладавший, однако, ограниченной подвижностью^[27].

В 2020-е годы развитие социоробототехники определяется глубокой интеграцией с искусственным интеллектом (ИИ) и необходимостью решения острых социальных вызовов, таких как старение населения и последствия пандемии COVID-19^[28]. Основной акцент сместился от простой автоматизации к созданию автономных систем, способных к сложному и безопасному взаимодействию с человеком в неструктурированной среде^[28].

Ключевым технологическим драйвером стала интеграция с продвинутым ИИ, в частности с генеративным ИИ, машинным обучением и компьютерным зрением. Это позволяет роботам обучаться в процессе взаимодействия, адаптироваться к привычкам пользователя, а также лучше понимать человеческую речь, жесты и эмоции. Развитие технологий физического ИИ (англ. Physical AI) дало возможность обучать роботов в симуляциях перед их использованием в реальном мире.

Одним из главных направлений стало создание роботов-помощников и компаньонов для пожилых людей, что обусловлено демографическими изменениями во многих странах^[29]. Такие устройства выполняют задачи от мониторинга состояния здоровья и напоминаний о приёме лекарств до помощи в быту и эмоциональной поддержки для борьбы с одиночеством^[30]. Разрабатываются как гуманоидные модели, так и роботы в виде животных для терапевтических целей^[31]. Например, в Китае был создан робот-помощник, способный анализировать язык тела, выражения лица и проявлять эмпатию^[32].

Социальные роботы находят всё более широкое применение в медицине и образовании. В здравоохранении они используются для реабилитации пациентов с помощью экзоскелетов и роботов-тренажёров^[28], в высокоточной диагностике (например, роботизированная биопсия)^[33], а также в качестве ассистентов медперсонала для снижения риска перекрёстного заражения^[34]. В образовании роботы-ассистенты выступают в роли репетиторов, адаптируя учебный материал для детей, в том числе с особенностями развития^[35][36].

Наряду с технологическим развитием, возросло внимание к этическим аспектам^[37]. Ключевыми проблемами стали обеспечение конфиденциальности собираемых данных, ответственность за ошибки автономных систем и потенциальное усиление социального неравенства^[31]. Усилия разработчиков также направлены на совершенствование человеко-машинного взаимодействия (англ. Human-Robot Interaction, HRI), включая развитие «мягкой» робототехники (англ. soft robotics) для большей безопасности и создание интуитивных интерфейсов с целью превратить роботов в полноценных социальных партнёров^[38][28].