Quo vadis, robotum

Nedavno so na Kitajskem priredili tekmovanje v teku na polmaratonsko razdaljo, ki so se ga lahko udeležili tudi humanoidni roboti. Zmagovalni robot podjetja Honor je za 21 km dolgo pot potreboval nekaj več kot 50 minut, kar je precej manj, kot zmorejo najboljši človeški tekači. Ta dosežek je še posebej impresiven, če ga primerjamo z lanskim, ko je zmagovalni robot za enako razdaljo potreboval več kot dve uri in pol. Še bolj pa dejstvo, da se je večina lanskih robotov dobesedno opotekala po progi.

Seveda so tekaški roboti specializirani in bi se verjetno precej mučili z drugačnimi, čeprav vsakdanjimi človeškimi opravili. Medtem so človeški tekači še vedno univerzalnejši; konec koncev je, če sodimo po izkušnjah s podobnih prireditev, večina domov odšla na lastnih (človeških) nogah, kar se verjetno z roboti ni zgodilo. Prav tako tekaški roboti za zdaj še ne dosegajo energetske učinkovitosti. Podatkov o porabi energije ali zmogljivosti njihovih baterij sicer ni, toda zelo hiter pregled pokaže, da tekaški roboti porabijo 2–3 kWh energije za dobrih 20 km poti. To je še vedno precej več od ljudi, saj elitni atleti za podobno pot porabijo približno 0,5 kWh. Vseeno izboljšave hitrosti niso nenavadne. Pred leti je pasji robot Spot (Piki?) podjetja Boston Dynamics sprva zmogel le 6 km/h, z dodatnim strojnim učenjem pa so ga usposobili za tek s skoraj 19 km/h.

Toda to ni edini robotski športni podvig v zadnjem času: robot je nedavno prvič premagal solidnega človeškega tekmovalca v namiznem tenisu, vendar ni bil ravno humanoiden, temveč bolj podoben zelo gibljivi gigantski roki z nekaj dodatnimi komolci, njegovo gibanje pa je bilo podprto s številnimi zunanjimi kamerami, kar je nedvomno pohitrilo vihtenje loparja.

Videz je pomemben

Humanoidni roboti so roboti z videzom, podobnim človeku, ki lahko izvajajo naloge v okolju, zasnovanem za ljudi, brez potrebe po prilagajanju, zato potrebujejo zaznavne sposobnosti, podobne človeškim, kot so vid, sluh in tip, ter se odzivajo na ljudi in okolje. S tem se precej razlikujejo od močno specializiranih industrijskih robotov, ki so že prevzeli številna ponavljajoča se dela v tovarnah.

Kitajski proizvajalci hitro povečujejo kapaciteto proizvodnih linij s tovarnami, ki naj bi omogočale izdelavo več kot 10.000 robotov letno, za letos pa načrtujejo predstavitev vsaj 21 novih modelov.

Prednost humanoidnih robotov naj bi bila prav njihova podobnost ljudem, kar naj bi olajšalo stike z ljudmi, na primer v gostinstvu ali negi. Del populacije se ob preveč človeških robotih počuti nelagodno, za kar se je uveljavil težko prevedljiv izraz uncanny valley (srhljiva dolina?). Za zdaj še ni razvitih metrik, ki bi ustrezno ocenile, kako humanoiden je robot. Nekateri uporabljajo vprašalnike, ki ocenjujejo zaznano človeškost in podobne človeške lastnosti, kar temelji na subjektivni človeški presoji. Hkrati človeškost ni sinonim za robotsko sposobnost. Če precej poenostavimo, roboti so lahko srčkani, a še vedno bolj ali manj omejeni. Industrija se na človeške pomisleke ne ozira, saj v posel s humanoidnimi roboti vlaga ogromne količine denarja.

Nič novega?

Humanoidni stroji niso nekaj novega; z okornimi mehanskimi napravami je Heron iz Aleksandrije, ki je vmes izumil prvi parni stroj oziroma turbino, zabaval že stare Grke. Precej kasneje, v drugi polovici 18. stoletja, so ljudje, verjetno opogumljeni z mogočnimi napravami, ki so poganjale industrijsko revolucijo, telo začeli dojemati kot nekakšen stroj. Takratni najboljši mehaniki so bili urarji, ki so v želji po kazanju svojih talentov izdelovali tudi kompleksnejše naprave. Švicar Pierre Jaquet-Droz je izdelal model pisarja, ki je bil sestavljen iz 6.000 z do desetinke milimetra natančno izdelanih mehanskih delov. Zaradi kompleksnosti ga danes štejemo kot zgodnji primer mehanskega računalnika. Humanoidne robote je leta 1920 »izumil« češki pisatelj Karel Čapek, ena prvih upodobitev pa je delo nemškega režiserja Fritza Langa, saj je v filmu Metropolis iz leta 1927 prikazal robota z imenom Maschinenmensch. Kot zanimivost je smiselno omeniti, da je Lang med prvo svetovno vojno zaradi poškodbe pol leta okreval v okolici Ljutomera, v družbi slovenskega filmskega pionirja Karola Grossmanna.

Prvi konkretni, a še precej eksperimentalni humanoidni roboti so se pojavili nekje v 80. letih prejšnjega stoletja. V tistih desetletjih so prevladovali japonski proizvajalci, na primer Honda, kasneje pa korejski in že tudi ameriški, na primer Atlas podjetja Boston Dynamics in v zadnjem času Teslin Optimus. Kitajska si v zadnjih letih aktivno prizadeva prevladati na trgu humanoidnih robotov, tudi za reševanje pomanjkanja delovne sile, zato prevlada kitajskih proizvajalcev ni naključje. Lani so tako izdelali več kot 80 odstotkov humanoidnih robotov, pri čemer sta prevladovali podjetji Zhiyuan Robotics (AgiBot) in Unitree Robotics, ki sta vsako izdelali približno 5.000 robotov. Tudi naslednji štirje proizvajalci so kitajskega porekla, ameriški proizvajalci, na primer Tesla, pa so izdelali le po 150 robotov.

Zemeljska populacija robotov danes šteje približno pet milijonov, pri čemer se jim vsako leto pridruži okoli pol milijona novih. Veliko večino predstavljajo klasični industrijski roboti, ki jih je največ v industrijskih gigantih, kot so Kitajska, ZDA, Nemčija in Japonska. Če pa gledamo relativni delež robotov glede na število delavcev, je Slovenija po podatkih Mednarodne zveze za robotiko (IFR) sedma najbolj obljudena robotska država na svetu s prek 300 roboti na 10.000 delavcev. Hitro narašča število avtonomnih vozil oziroma robotaksijev, kjer ocenjujejo, da jih je na svetu že okoli 30.000, še večja eksplozija pa je pri humanoidnih robotih. Nekaj let stare ocene govorijo o 16.000 primerkih, toda že samo kitajska podjetja so lani dobavila približno 10.000 novih.

Kitajski proizvajalci hitro povečujejo kapaciteto proizvodnih linij s tovarnami, ki naj bi omogočale izdelavo več kot 10.000 robotov letno, za letos pa načrtujejo predstavitev vsaj 21 novih modelov. Po napovedih ne zaostaja niti Elon Musk, ki obljublja, da bo njegova tovarna v Fremontu lahko izdelala kar milijon robotov letno, in to že letos ali najkasneje prihodnje leto (kar je seveda treba, kot vedno pri Musku, vzeti z rezervo). Trg humanoidnih robotov naj bi letos presegel šest milijard dolarjev, napovedi do leta 2030 pa omenjajo tudi 40-odstotno letno rast. Ekonomija obsega že vpliva na ceno robotov. Vstopni modeli humanoidnih robotov naj bi stali pod 10.000 evrov, cene dražjih in robustnejših pa za zdaj ostajajo nad 100.000 evrov. Napovedi so podobno sijajne: do leta 2027 naj bi nas obdajalo približno 100.000 humanoidnih robotov, do leta 2035 naj bi ta številka poskočila na 2,6 milijona, do 2050 pa kar na milijardo tovrstnih robotov.

Vse je v možganih

Humanoidni roboti so »le« naslednja stopnja združevanja umetne inteligence s fizičnim svetom. Prvih nekaj desetletij računalniške revolucije (od 50. do 70. let prejšnjega stoletja) smo preživeli z računalniki oziroma grobo računalniško inteligenco brez telesne podobe. Sistemi, kot je zgodnji pogovorni bot ELIZA, so komunicirali prek besedila na zaslonu in tipkovnice, brez razumevanja fizičnega sveta. V naslednji fazi, do preloma stoletja, se je umetna inteligenca osredotočila na ozka področja, na primer Deep Blue, ki je leta 1997 v šahu premagal svetovnega prvaka Garija Kasparova. Ti sistemi so pokazali, da lahko računalniki prekašajo ljudi v strukturiranih nalogah razmišljanja, vendar še vedno brez telesa in stika z realnim svetom. Industrijski roboti so uspešno posegali v fizični svet, vendar so bili skoraj avtomati, ki so neutrudno ponavljali eno samo nalogo. V fazi integracije, približno do leta 2020, se je umetna inteligenca začela povezovati z zaznavanjem zunanjega sveta, odločanjem in ukrepanjem. Primeri tovrstne povezave so avtonomna vozila (DARPA Grand Challenge) in nekateri industrijski roboti, ki delujejo bolj ali manj avtonomno. To je odprlo novo obdobje, v katerem se umetna inteligenca in robotika združujeta v humanoidne in splošno namenske robote.

DARPA Grand Challenge je nagradno tekmovanje za ameriška avtonomna vozila, ki ga financira Agencija za napredne obrambne raziskovalne projekte (DARPA). Na sliki predelano avtonomno vozilo iz leta 2007.

(Humanoidni) roboti imajo lahko tudi druge koristi. Nekateri raziskovalci trdijo, da današnja umetna inteligenca (kot so veliki jezikovni modeli) obdeluje abstraktne digitalne podatke brez neposredne izkušnje sveta in zato nima zdrave pameti. Fizični stik z okoljem (gibanje, okončine, tipala) bi umetni inteligenci omogočil razumevanje osnovnih zakonitosti, kot so gravitacija, prostor in stvarna povezava med vzrokom in posledico. Utelešena umetna inteligenca bi lahko bolje povezovala zaznavanje, odločanje in delovanje v realnem času ter se prilagajala nepredvidljivim situacijam.

Ob vseh teh čudežnih robotih okoli nas bi pričakovali, da bodo tudi mladim ponujene možnosti za spoznavanje čudovitega sveta robotov, toda zdi se, da tu robotika izgublja zanos. Podjetje Lego, ki se je v zadnjih 30 letih povzpelo v največjega proizvajalca igrač, je nedavno precej oklestilo serijo Mindstorms – svoje robotske izobraževalne komplete. Ta je v približno enakem časovnem obdobju napredovala od okornih robotov, ki so poskušali premagati labirint, do hitrih robotskih reševalcev Rubikove kocke, prototipov avtomatiziranih tovarn in vsega vmes. Nekateri drugi, večinoma kitajski proizvajalci ponujajo podobne sisteme, vendar noben ni tako poglobljen, da bi omogočal organizacijo pravih tekmovanj, kot je First Lego League.

Kaj pa sedaj?

Prihodnost humanoidnih robotskih sistemov ni povsem jasna. Na nekaterih področjih, kot sta nega in delo v zahtevnih okoliščinah, kot so gradbišča ali prizorišča nesreč, še vedno zaostajajo za ljudmi, predvsem zaradi vsestranskosti. Opravila, ki jih ljudje opravimo mimogrede, kot so vožnja vozila, odpiranje vrat, obračanje ventilov, pritiskanje gumbov, hoja po stopnicah in uporaba orodij, so za robote še vedno skoraj nemogoči izzivi. Tovrstni roboti se, tako kot sedanji robotski taksiji, še vedno pogosto zanašajo na človeške operaterje. Pomembna pomanjkljivost robotov je zahtevna manipulacija predmetov. Človeške okončine so izjemen skupek mišic in živcev, ki znajo že z drobnim dotikom oceniti, kako najbolje ravnati s predmetom. Za zdaj je to spretnost razmeroma težko prenesti v robotske roke.

Prav tako je pomembno, kaj se zgodi, ko se roboti znajdejo v novem okolju, zunaj okvirov preizkušanja in urjenja. Izkušnje z velikimi jezikovnimi modeli kažejo, da umetna inteligenca prehitro poskuša ustvariti neki odgovor – to smo poimenovali halucinacija. Zdi se, da smo ljudje pri tem veliko boljši; če ne drugega, smo za podobno početje izumili boljši izraz – improvizacija.

Robotaksiji

Robotska vozila se na prvi pogled zdijo pravi odgovor na vedno večjo prometno gnečo v naših mestih in s tem povezanim izgubljenim časom, a smo še precej daleč od praktičnosti tovrstnih rešitev. Robotska vozila so zaradi številnih tipal še vedno zelo draga, omejena ekonomija obsega pa ne bo omogočala hitre prilagoditve cen še nekaj desetletij. Vrzel lahko nekaj časa zapolnjuje tvegani kapital, a ta pričakuje veliko večje prihodnje donose ali z drugimi besedami višjo ceno prevoza v prihodnosti. Kitajski proizvajalci sicer obljubljajo znižanje cen, toda to je mogoče le ob občutni državni podpori. Počasnost prehoda s klasičnih vozil na robotska, ki se prav tako meri v desetletjih, bo v tem času pomenila še več gneče na cestah. In čeprav naj bi bila robotska vozila varnejša, tudi za ceno hitrosti, k temu pripomore nadzorovano okolje (tovrstna vozila so razširjena po mestih s stabilnim vremenom in z razmeroma široko avtomobilsko infrastrukturo). Prav tako je treba imeti v mislih, da je varnost preračunana po ameriških varnostnih standardih, ki so precej slabši kot pri nas. Zdi se iluzorno, da bi vožnjo s klasičnimi avtomobili prepustili humanoidnim robotom, ki imajo precej manj tipal in počasnejšo povezljivost kot robotaksiji.

Med robotskimi vozili trenutno vodi Googlovo podjetje Waymo.

Nekateri vidijo prihodnost humanoidnih robotov tudi v športu. Primer z začetka članka je tek, razvija se robotsko nogometno prvenstvo, zanimivo je tudi tekmovanje v letenju z avtonomnimi droni. Pri tem ne smemo spregledati povezave s šahom. Čeprav je računalnik že pred desetletji premagal človeka, klasična šahovska tekmovanja še vedno privlačijo množice, računalniška pa so komaj kje omenjena.

Razvijalci in predvsem vlagatelji milijard slikajo razkošno podobo humanoidne robotske prihodnosti, pri čemer nas zgodovina uči, da je razkorak med barvitimi napovedmi in njihovo uporabnostjo lahko neudobno velik. Nedvomno se v prihodnosti kaže kar nekaj priložnosti za (humanoidne) robote, od opravljanja ponavljajočih se del v industriji (na primer upravljanje skladišč, oskrba strojev in podobno) do stika z ljudmi (od gospodinjskih opravil do nege). Stoletna zgodovina humanoidnih avtomatov in robotov kljub stalnemu napredku kaže, da so veliki preskoki običajno omejeni na ozka področja, kot je, recimo, tek na dolge proge. Konec koncev se je tudi razvoj tiskanih vezij, ki se je na začetku zdel silovit, v desetletjih po izumu podredil Moorovemu zakonu. Toda to morda niti ni slabo, saj tudi človeška družba ni ravno odporna proti silovitim spremembam. V večini sveta so (pre)hitri prevrati v preteklosti pogosto povzročili glavobol. Ko bi le humanoidni roboti lahko prevzeli to nalogo.

Kaj nam torej pove zmaga robota v teku? Če smo pred nekaj leti v pregledu najzanimivejših izdelkov pisali o Panasonicovem robotu, ki je znal pivo prinesti od hladilnika do kavča, so novi roboti očitno pripravljeni iti precej dlje, kar je nedvomno napredek. Toda ob tem pivo (lahko tudi brezalkoholno) še vedno ostaja v hladilniku.

Najbolj atletski humanoid gre v službo

Atlas podjetja Boston Dynamics je dolgo veljal za robotskega akrobata. Na posnetkih je skakal čez ovire, delal prevale, tekel po neravnem terenu in se pobiral na načine, ki so bili videti skoraj žaljivo lahkotni. V resnici je šlo za raziskovalno platformo, naslednico robotov iz programov DARPA, namenjeno preizkušanju ravnotežja, gibanja in nadzora celotnega telesa. Stari Atlas je bil hidravličen, glasen in bolj laboratorijski demonstrator kot izdelek. Novi Atlas pa je električen, bolj kompakten v zasnovi in očitno namenjen industrijski uporabi.

Boston Dynamics ga danes predstavlja kot humanoidnega robota za podjetja, predvsem za materialno manipulacijo v obstoječih delovnih okoljih. Kar ne čudi – podjetje je namreč v lasti korejskega industrijskega giganta Hyunday Motor Group. Pomemben premik je že v jeziku: podjetje ne prodaja sanj o robotu, ki bo doma zlagal perilo in skrbel za babico, temveč robota za skladišča, proizvodnjo, pobiranje, prenašanje, sortiranje in integracijo v delovne tokove. Atlas naj bi podpiral branje črtnih kod, povezave z informacijskimi sistemi in delo z minimalnim nadzorom. Uradni podatki navajajo višino 1,5 metra, maso 90 kilogramov, 56 prostostnih stopenj, taktilna tipala in 360-stopinjski pogled; trenutna nosilnost je 50 kilogramov za kratke obremenitve oziroma 30 kilogramov za trajnejše delo.

Zanimivo je, da Atlas ni več samo demonstracija gibanja, ampak tudi demonstracija novega načina učenja. Boston Dynamics in Toyota Research Institute sta leta 2025 pokazala Atlasa, ki z velikim vedenjskim modelom izvaja daljše zaporedje opravil, pri katerih mora hkrati hoditi, se sklanjati, dvigovati, sortirati in se prilagajati motnjam v okolju. To je pomembno, ker humanoidni roboti ne morejo biti uporabni, če je treba vsako novo nalogo ročno programirati.

Atlas je zato morda manj medijsko spektakularen kot nekoč, a resnejši. Njegova prihodnost ni v tem, da bo delal salte, temveč v tem, da bo dolgočasno in ponovljivo premikal škatle, zabojnike in sestavne dele. Kar je za robota, ironično, precej zahtevnejše kot salto.

Atlas, Boston Dynamics

Unitree G1 in kitajski »votli obrazi«

Tisti humanoidni roboti s temnim, z gladkim in s skoraj praznim obrazom, ki jih zadnje čase videvamo na sejmih, konferencah, otvoritvah in promocijskih dogodkih, pogosto niso skrivnostni androidi iz prihodnosti, temveč razmeroma dostopni kitajski humanoidi. Najbolj prepoznaven primer je Unitree G1. Njegov obraz je pravzaprav antiobraz: črna plošča brez oči, ust in mimike, ki deluje futuristično, hkrati pa se elegantno izogne težavi »srhljive doline«. Robot ni preveč podoben človeku, zato mu ni treba zares igrati človeka. Dovolj je, da hodi, maha, se premika, govori prek zvočnika in deluje kot živa tehnološka kulisa.

Unitree G1 je zanimiv predvsem zato, ker humanoidne robote premika iz laboratorija v cenovni razred dogodkov, univerz in razvojnih oddelkov. Proizvajalec navaja začetno ceno 16.000 dolarjev brez davkov in poštnine, ki se lahko dvigne do 73.900 dolarjev v konfiguraciji EDU Ultimate D. Visok je 132 cm, ima maso okoli 35 kilogramov, zmore od 23 do 43 prostostnih stopenj, ima 3D-lidar, globinsko kamero, štirimikrofonsko polje, zvočnik, Wi-Fi 6 in zmore približno dve uri delovanja na baterijo. Ni poceni, je pa bistveno cenejši od industrijskih humanoidov, ki merijo na resno proizvodno delo.

Prav zato se takšni roboti hitro znajdejo na trgu najema. Specializirane agencije jih že ponujajo za konference, razstave, sprejeme, predstavitve izdelkov in vodenje obiskovalcev. V oglasih se pojavljajo obljube o pozdravljanju gostov, podajanju informacij, nastopih in interaktivnih predstavitvah. To je verjetno tudi razlog, da jih lahko srečamo skoraj povsod: ni nujno, da je organizator razvil lastno robotiko, dovolj je, da najame atraktiven kos strojne opreme z operaterjem in vnaprej pripravljenim scenarijem.

G1 in podobni modeli so odličen prikaz hitrega kitajskega napredka, nizke cene in učinkovite proizvodnje. Niso pa še dokaz, da so humanoidi pripravljeni na vsakdanje delo med ljudmi. Pogosto so predvsem robotski ekvivalent hostese, maskote ali konceptnega avtomobila: namenjeni so temu, da pritegnejo poglede in fotografije. In v tej nalogi so že zelo uspešni.

Unitree G1

Robot, ki naj bi Musku prinesel bilijone

Tesla Optimus je morda najbolj znan humanoidni robot, čeprav ga ni mogoče kupiti. Prvič so ga predstavili leta 2021, sprva celo z nastopom človeka v robotski opravi, kar je bil nenamerno dober povzetek celotnega področja: veliko prihodnosti, precej gledališča in še ne prav veliko vsakdanje uporabnosti. Tesla ima pred konkurenco resno prednost. V primerjavi z večino robotskih zagonskih podjetij zna množično izdelovati zapletene mehatronske izdelke, ima lastne računalnike za sklepanje, ogromno izkušenj z računalniškim vidom in neprimerno več podatkov iz realnega sveta kot večina konkurentov. Tesla Optimus zato ni le robot, temveč poskus prenosa avtomobilske avtonomije v človeško obliko. Tesla ga uradno opisuje kot splošnonamenskega dvonožnega avtonomnega humanoida za nevarna, ponavljajoča se ali dolgočasna opravila.

Vprašanje je, koliko tega je danes že resničnost. Optimus zna hoditi, pobirati predmete, razvrščati enostavne stvari, mahati na predstavitvah in v nadzorovanih posnetkih izvajati vse bolj gladke gibe. Tesla poudarja, da uporablja enako filozofijo kot pri avtonomni vožnji: vid, nevronske mreže, lastne čipe in učenje na podatkih. Tesla že gradi proizvodne zmogljivosti za Optimus v Kaliforniji in Teksasu, pri čemer naj bi prva velika linija v Fremontu dolgoročno merila na milijon robotov letno, teksaška pa celo na deset milijonov. Ob tem opozarjajo, da nameščena zmogljivost ni enaka dejanski proizvodnji. Predvsem pa se moramo spomniti, da se obljube Elona Muska velikokrat časovno raztegnejo in včasih celo razblinijo.

Optimus lahko povzamemo kot resen inženirski projekt z izjemno ambicioznim poslovnim načrtom, vendar je še vedno predvsem obljuba. Če Tesli uspe, Optimus ne bo najprej gospodinjski pomočnik, ampak tovarniški delavec v okolju, ki ga Tesla sama razume in nadzoruje. Če ji ne uspe, bo Optimus še en dokaz, da je veliko lažje narediti robota, ki je videti kot človek, kot robota, ki zna delati kot človek.

Tesla Optimus