Довериться роботу. Как 23-летний украинский изобретатель меняет мир

Желание лучше понять робототехнику привело его к STEM-школе INVENTOR. В 2010-м Алексей выиграл Всеукраинскую олимпиаду по робототехнике и получил право представлять страну на Всемирной олимпиаде (WRO). Последняя разработка Ткаченко в будущем может спасти жизнь пациентам, которые решатся на операцию роботом-хирургом.

Об украинской робототехнике, больнице будущего и могут ли роботы захватить человечество — в интервью с Алексеем Ткаченко.

На олимпиадах у вас была возможность наблюдать за тем, как подходят к решению задач участники из разных стран. В чем сила украинских робототехников?

Именно это меня и привлекает в олимпиадах — возможность увидеть, как одно и тоже задание участники решают по-разному.

Украинские участники всегда показывают хороший результат. Возможно, одна из причин в том, что нам иногда не хватает деталей, механизмов. Приходится работать с тем, что есть. Это, безусловно, добавляет азарта.

Однажды мне пришлось искать довольно сложное решение, потому что у меня был лишь базовый набор деталей. Задача — получить шарик из коробки. Первое, что приходит в голову, — манипулятор, с помощью которого на заводах собирают машины. Засунул «руку» в коробку, схватил шарик, вытащил. Но на это нужно больше времени и деталей. А в моем распоряжении был базовый набор. Мне удалось сделать робота, который выполнит такую задачу только с одним мотором. У него была лопатка, которая круговым движением заходила в эту коробку, вытаскивала оттуда мячик и направляла его во внутрь робота. Позже, на соревнованиях, многие использовали эту идею. Было приятно.

Случаются и форс-мажоры. На последней олимпиаде у одного из наших моторов перегорели провода. Мы сами виноваты — поставили слишком тонкие, не выдерживали нагрузки. Времени на то, чтобы что-то исправить, было мало. Кто-то другой мог развести руками: «Жаль». Но не мы. Вы когда-нибудь видели, как быстро на пит-стопе в Формуле-1 меняют колеса? Мгновение — и машина поехала дальше. Примерно так, втроем, в шесть рук, мы не теряя времени срезали провода, зачистили и запаяли новые, собрали все в кучу.

Вы внимательно наблюдаете за развитием отрасли. Какие роботы понадобятся человечеству завтра?

Вы, видимо, слышали о Industry 4.0 (инициатива немецкого правительства о хайтек стратегии для ускорения технологических изменений — ред.). Любую большую фабрику, которая полностью автоматизирована и работает очень слаженно, можно считать примером Industry 4.0. Львиная доля робототехники — это манипуляторы, которые собирают на таких фабриках телефоны, автомобили, аппараты и все, что угодно. В будущем их понадобится больше.

Кроме того, робототехника будет еще активнее применяться в медицине. Вместе с командой студентов-магистрантов я разрабатываю робота-манипулятора для Метод хирургии, в котором операции на внутренних органах проводят с помощью небольших отверстийлапароскопии — операций, осуществляемых с помощью маленьких надрезов.

Сегодня роботы в медицине — это, грубо говоря, машины на пульте управления. Конечно, они помогают хирургу действовать более уверенно: у них точные движения и никогда не дрогнет рука. Но все усилия направлены на то, чтобы в ближайшем будущем робот сам делал надрезы, вставлял инструменты и оперировал.

С одной стороны, мысль о том, что жизнь человека окажется в руках работа, вызывает беспокойство. С другой стороны, это уже происходит. Например, человечество смирилось с мыслью о автопилотах в машинах и самолетах.

Сами бы вы доверились хирургу-роботу?

Пока что нет. Технологиям требуется время для совершенствования.

Когда роботы займут место хирургов?

Работы, которые проводят автономные операции, уже существуют. Конечно, планирование операции — где надрезать, что именно следует делать, — остается на человеке. Но конкретные действия осуществляет машина. Думаю, в течение следующих 5-10 лет такие операции станут нашей обыденностью. Со временем машины будут не только оперировать, но и ставить диагнозы, назначать и доставлять лекарства, ухаживать за больными.

Если заглянуть в больницу будущего. Как, например, выглядит ваш робот-хирург, который занимается лапароскопией?

У него одна рука, которая состоит из шести «суставов». За счет этого у робота есть шесть степеней свободы. Три из них — для того, чтобы с конечной точки перенести инструменты на любую точку. Есть режим 3D, поэтому точку определяем по координатам х, у, z. Следующие важные параметры — raw, pitch, yaw (вращение, наклон и поворот). Это позволяет ему попасть в любую точку, под любым углом.

Этот робот действительно похож на манипуляторы, которые собирают машины на фабриках, но мельче и легче. Весит около 15 кг. Перед началом проекта мы пообщались с врачами и узнали, что существует потребность именно в мобильном аппарате. Сейчас из-за стоимости оборудования для лапароскопии такие операции проводятся не в каждой больнице. Нашего же робота может забрать с собой, чтобы помочь пациенту в другом городе.

Скажу откровенно, никогда бы не подумал, что буду создавать медицинского робота. Однако для меня, как и для других семи магистрантов, это важный проект. Все начиналось с чертежей — мы придумали, как этот робот должен выглядеть, из чего должен быть изготовлен, какими будут его характеристики. Затем начали придумывать модель, рисовали его в компьютерных программах. Уже потом изготавливали детали.

Какова дальнейшая судьба этого работа?

Он принадлежит университету. Такие проекты, как правило, спонсируются конкретными компаниями, которые заинтересованы в робототехнике и поддерживаются университетом. Сейчас мы работаем уже над второй, улучшенной версией.

Его пока нельзя использовать в операционных, это машина для опытов. На основе этого робота мы исследуем, как осуществлять автономные операции. Надеюсь, роботом можно будет управлять с помощью VR-очков, а операции осуществлять в дополненной реальности. Можно будет смотреть на человека — и видеть его насквозь. Таким образом, легче будет находить точки входа — места для надрезов.

Захватят ли наш мир работы?

Не знаю. Но убежден, чтобы не захватили планету, нужно их качественно запрограммировать. Поэтому все, кто хочет спасти мир от потенциальной угрозы, — добро пожаловать в робототехнику.

Материал опубликован в рамках партнерства Громадского с семейным STEM-фестивалем ROBOTICA, который в этом году состоится 1-2 июня в 19-м павильоне ВДНХ. Здесь состоится национальный отбор представителей Украины на Всемирной олимпиаде по робототехнике (WRO).

автор: Анна Синящик