Виктор Денисенко,
доктор технических наук
Интернет давно используется для общения между людьми, организациями и предприятиями с целью передачи различной информации, торговли, рекламы… . Но в последние годы его все чаще используют также для дистанционного контроля и телеуправления различными удаленными устройствами и объектами. Одними из таких средств управления являются роботы телеприсутствия. Подобный робот содержит одну или две видеокамеры, компьютер и монитор. Передвигается он на колесной тележке, управляет роботом оператор, в том числе голосом, и может осуществлять управление из любой точки планеты через интернет (см. фото).
Большинство роботов имеет компьютер с неподвижным монитором и две неподвижные видеокамеры - одну с широким углом обзора, и вторую камеру, направленную на колеса, что необходимо для управления движением, в частности, при объезде препятствий. Однако неподвижные экран и камеры снижают эффективность присутствия оператора, поскольку при общении «лицом к лицу» «взгляд» робота не направлен на говорящего. Эта проблема решена в роботах с поворотным планшетом, в который встроена видеокамера. Посредством планшета осуществляется видеосвязь, как между абонентами, так и для управления колесами и перемещением робота. Программное по командам оператора изменение угла наклона планшета с камерой позволяет роботу «смотреть себе под ноги». Сигналы управления колесной частью передаются из компьютера в контроллер колес посредством канала Bluetooth. Система дистанционной аудио- и видеосвязи оператора с роботом в большинстве случаев основана на стандарте WebRTC (Webreal-timecommunications), который воплощен во многих веб-браузерах. Программное обеспечение робота позволяет передавать аудио и видео потоковые данные напрямую между браузерами и мобильными приложениями конечных пользователей. При этом не нужен отдельный сервер, который бы хранил и обрабатывал данные, так как они обрабатываются самими бразерами и мобильными приложениями конечных пользователей в реальном времени. Сервер используются только на этапе аутентификации пользователей и определения их IP-адресов.
В компании НИЛ АП (Научно-исследовательская лаборатория автоматизации проектирования, г. Таганрог) разработан и серийно производится робот BotEyes. В его модификации BotEyes-Pad (см. фото) для аудио- и видеосвязи через Интернет используется программа Skype. Это дает ряд преимуществ: со Skype знакомы более половины миллиарда человек, надежность и качество связи Skypeзначительно выросло после того как программу приобрела фирма Микрософт. Она внесла существенные изменения в инфраструктуру Skype, в частности, суперузлы были перенесены на серверы Микрософт. Кроме этого, робот может использовать WebRTC, по выбору пользователя.
В качестве компьютера, управляющего движением, в роботах обычно используется планшет, в котором находится ПО для видеосвязи. В роботе BotEyes-Pad для управления колесной частью используется отдельный компьютер, работающий под управлением Windows 10 IoTCore, версии, оптимизированной для сравнительно небольших устройств, и использующий REST - сервис для управления учетными записями пользователей и перенаправления информации от оператора к роботу и обратно. Выделение отдельного компьютера для управления движением позволило использовать функции планшета исключительно для видеосвязи. При этом возможным стало использовать не только любой планшет, но также любой смартфон и любую операционную систему, включая Windows, Android, iOS, Linux, MacOS. Для механического крепления гаджета используется специальная конструкция держателя с регулируемыми захватами. Разделение функций между компьютерами позволяет также самостоятельно установить в роботе любой видеомессенджер, например, GoogleHangout.
Дистанционное управление роботами выполняется обычно либо из специального приложения, либо из веб-браузера. Браузерный вариант удобен тем, что не зависит от платформы и типа гаджета, на которой установлен браузер, а отдельное приложение удобнее тем, что не нужно набирать адрес сайта управления. Роботы, использующие WebRTC, ограничены только браузерами, которые его поддерживают, и стабильно работают только с GoogleChrome.
Робот BotEyes может использовать для видеосвязи WebRTC, точно так, как и роботы других производителей. Однако при использовании Skype в роботе BotEyes гаджеты должны иметь функцию разделения экрана, чтобы в одной его части был открыт Skype, а в другой – программа управления колесной частью. Этому условию удовлетворяют все настольные компьютеры, iPad, но не iPhone, а также гаджеты, начиная с Android 7 и выше. В случаях, когда гаджет не поддерживает разделение экрана, можно использовать «плавающие» браузеры, которые работают поверх Skype и имеют настройку прозрачности, которых достаточно много в PlayMarket. В компьютерах или планшетах роботов иногда устанавливают дополнительное программное обеспечение для распознавания лиц, преобразования текста в речь, реализации функции чат-бота и др., которое не имеет прямого отношения к телеприсутствию.
Идея удаленного присутствия оператора для дистанционного контроля и управления объектами возникла десятки лет назад, но коммерческое воплощение получила только с появлением интернета, недорогих компьютеров и соответствующих технологий. Области применения роботов телеприсутствия, позволяющие рынку развиваться, были найдены не сразу. Роботов сначала пытались использовать для привлечения к работе людей, находящихся в инвалидных колясках, в качестве видеоняни, для наблюдения за детьми в детском саду, на школьной площадке или дома в отсутствии родителей, для присмотра за домом или дачей во время отъезда хозяев, для общения с больными, дистанционного обучения, посещения выставок, для видеонаблюдения и т.д. Однако в настоящее время подавляющее большинство роботов телеприсутствия используется для удаленной работы. Вероятно, это связано с их относительно высокой ценой, которая посильна только фирмам, но недоступна для рядового потребителя. По оценкам Института Гэллапа и Бюро статистики труда США, 22% американцев работают из дома, почти 50% из них – в удаленных или виртуальных командах, 15 тысяч удаленных работников в мире присутствуют на работе виртуально, используя роботы удаленного присутствия.
К настоящему времени разработано более 30 разновидностей таких роботов, практически все они представлены на сайте https://telepresencerobots.com/, но реально востребованы и активно продаются только четыре: Double, Beam, PadBotиBotEyes (см. таблицу).
Основные характеристики роботов телеприсутствия
Марка
|
Double 2
|
Beam+max
|
PadBotP2
|
BotEyes-Pad
|
Высота
|
120-150
|
134 cm
|
110см
|
125 см
|
Вес
|
7 кг
|
22 кг
|
7 кг
|
10 кг
|
Размер экрана
|
10’
|
10’
|
10’
|
От 4’ до 10’
|
Тип планшета
|
iPad
|
iPad
|
iPad
|
Любой
|
Работа без подзараядки
|
8 час.
|
8 час.
|
10 час.
|
10 час.
|
Наклон экрана
|
нет
|
нет
|
30 град.
|
120 град
|
ПО видеосвязи
|
WebRTC
|
Private
|
?
|
WebRTC или Skype
|
Скорость
|
2,88 км/ч
|
1,44км/ч
|
2.6 км/ч
|
2,5 км/ч
|
Количество компьютеров
|
1
|
1
|
1
|
2
|
Управление из
|
iPad, iPhone, iPodtouch, настольный компьютер
|
Смартфон,
планшет,
настольный компьютер
|
Смартфон,
планшет
|
Смартфон,
планшет, настольный
компьютер
|
Отличительные особенности
|
Высота регулируется,
самый легкий
|
Лучший дизайн
|
Разборный,
автопарковка
|
Работает со
Skype или WebRTC,
разборный
|
Цена на Amazon.com или telepresencerobots.com
|
$2499
без планшета
|
$4990
или $2140
|
$1247
c планшетом
|
$990
без планшета
|
Как ко всему необычному и еще не нашедшему массового применения к идее телеприсутствия очень сложно привыкнуть. Большинствопотребителей рассматривают таких роботов как игрушку. Тем не менее, во всем мире продано уже 15 тысяч таких роботов, которые успешно помогают компаниям в решении перечисленных ниже проблем и дают колоссальный экономический эффект при окупаемости за несколько месяцев. Наиболее востребованы рынком два сценария:
- работник, находясь дома или в командировке, участвует в жизни фирмы и работает так, как если бы находился в офисе среди своих коллег;
- руководитель фирмы, имеющей несколько офисов, выполняет свои функции, общаясь с персоналом или другими руководителями удаленно, с помощью робота.
Удаленную работу целесообразно использовать в следующих случаях:
- когда невозможно найти в вашем городе сотрудника с нужной узкой специализацией, с уникальными способностями или сертифицированного эксперта. Например, вы нашли его в Китае, в США или в Новосибирске, но ваша фирма расположена в Москве;
- когда сам работник по семейным обстоятельствам или из-за болезни не может ездить в офис каждый день или это занимает крайне много времени;
- когда работник вынужден подолгу быть в командировке, но его присутствие в офисе также необходимо;
- когда работник должен быть в нескольких местах в течение одного дня. Например, лектор должен прочесть несколько лекций в разных городах в течение одного дня; начальник отдела кадров должен провести собеседование с кандидатами на работу в нескольких бюро по трудоустройству;генеральный заказчик хочет за один день побывать у нескольких соисполнителей;
- когда нужно срочно «появиться» у заказчика, чтобы разобраться в причинах сбоя установленного вами оборудования или настроить его руками персонала заказчика;
- когда присутствие «вживую» экономически нецелесообразно: всего одна командировка может стоить несколько десятков рублей и превышать стоимость робота.
Приведем некоторые конкретные примеры. Предположим, вы – программист станка с ЧПУ, работаете дома. Перед тем, как поставить заготовку на станок, чтобы фрезеровать деталь, обычно сначала отслеживают траекторию фрезы визуально, «по воздуху». Если вы работаете дома, то с помощью робота можно дистанционно рассмотреть траекторию фрезы до установки детали и затем отслеживать траекторию в процессе фрезеровки, даже если станок расположен в Китае, а вы находитесь, допустим, в Таганроге. Наличие у робота колес позволяет подъехать к станку и рассмотреть процесс с нужного ракурса. Аналогично, можете видеть, как монтажница спаяла печатную плату, как вырезали деталь на лазерном станке с ЧПУ, какую оснастку и приспособления использует сборщик при изготовлении изделия по проекту и пр.
Другой пример. Допустим, вы заказали пресс-форму в Новосибирске, вставили ее в термопласт-автомат, который находится в Таганроге, и отлили деталь. Деталь получилась с дефектами. Если у вас есть робот телеприсутствия, то разработчик пресс-формы может удаленно определить характер дефекта, посмотреть по приборной панели станка режимы литья, удаленно выполнить (с вашей помощью) подбор более подходящих режимов или внести изменения в размеры и расположение литников, перепроектировав пресс-форму.
Третий пример. Предположим, вы – программист-надомник в команде, работающей над общим проектом. Каждый день проводятся планерки, на которых вам надо присутствовать, а у соисполнителей в течение рабочего дня возникают идеи, требующие обсуждения. Если ваш робот телеприсутствия включен постоянно и изображение с его камеры выведено через HDMI-интерфейс на ваш домашний телевизор, то у вас появляется полное ощущение того, что вы сидите в однойкомнате с остальными программистами, слышите реплики, касающиеся всех, и можете подъехать «на роботе» к кому угодно чтобы обсудить тонкие места в проекте. Ваше лицо при этом всегда видно на мониторе робота.Во время планерки вы видите не только того, кто говорит, но и выражения лиц остальных присутствующих, их мимику, слышите их высказывания. Далее, в таких мероприятиях обычно используют доску, на которой рисуют мелом схемы, диаграммы, графики и пр. Робот позволяет повернуться к доске, подъехать поближе, если надо что-то рассмотреть. Создается эффект полного присутствия, не воспроизводимый неподвижными мониторами традиционной видеоконференции.
У руководителей необходимость в роботе телеприсутствия возникает в следующих случаях:
- если фирма имеет несколько офисов в разных городах или странах, то возникает необходимость общения директора фирмы с руководителями удаленных офисов путем проведения телеконференций;
- если руководитель фирмы живет в другом городе или в другой стране (за рубежом это не является редкостью);
- если собственник фирмы или руководитель хочет проконтролировать, чем занимаются работники в удаленном офисе, как часто они курят и собираются ли в «группы для неформального общения»;
- если руководитель хочет показать фирму заказчику (удаленно);
- если руководитель хочет посмотреть, как контрагенты выполняют заказ (например, сборку шкафа комплектной автоматики или сборку фрезерного станка по спецзаказу, которая еще и выполняется в Китае);
- если покупатель хочет осмотреть крупногабаритный станок, помещение или технологический процесс, производство;
- если фирма строит новый офис или цех, директор может в любое время наблюдать строительство вместо того, чтобы тратить время на поездки.
Роботы телеприсутствия можно также использовать для дистанционного участия в научных, экономических, политических форумах и посещения выставок, контролировать, как уложен товар на складе, как кладовщики его отпускают, вежливо ли они общаются с посетителями если офис в одном месте, а склад - в другом и пр.
Суть телеприсутствия наглядно в фильме «Аватар» (аватар — фото или графическое изображение, которое используется в учетной записи пользователя для персонализации, самовыражения, облегчения узнавания и поиска владельца аккаунта). Это полное удаленное присутствие, со всеми связанными с ним ощущениями и эмоциями, с передачей сигналов всех органов чувств. Робот, который обеспечивает только телеуправляемую видео- и аудиосвязь, физически передает только звук и видео, но психологически достигается гораздо более сильный эффект – робот позволяет видеть мимику, жесты, выражение глаз, изменение обстановки, движение людей в комнате и ощущать передвижение самого себя. Это гораздо больше, чем просто видеоконференция. Это создает ощущения вашего присутствия в коллективе. Психологически это уже совсем другой уровень общения, нежели по телефону или видеосвязи.
Существуют альтернативные средства реализации удаленного присутствия:
- использование роботов, которые не имеют колес, но позволяют изменять направление экрана и вебкамеры;
- системы телеконференций, когда в комнате устанавливаются большие неподвижные видеоэкраны, на которых выводится изображение удаленных персон;
- небольшие по размерам роботы-игрушки с функцией телеприсутствия;
- поворотные PTZ видеокамеры (их поворотом в двух плоскостях можно управлять через интернет), в том числе на колесах.
Будущее телеприсутствия видится таким: работники находятся дома, а их аватары - в офисе фирмы. Фирмы комплектуют штат независимо от страны или города, в котором проживают их сотрудники. Языковой барьер преодолевается гаджетом-переводчиком с искусственным интеллектом. Роботы телеприсутствия – это первый шаг к построению аватара, показанного в упомянутом кинофильме.
Автор – главный конструктор Научно-исследовательской лаборатории автоматизации проектирования, г.Таганрог
www.reallab.ru www.bookasutp.ru www.boteyes.ru