Через тернии к звездам: интервью Джима Керавала (Jim Keravala), cооснователя и руководителя компании OffWorld AI

Конференция 3DEXPERIENCE WORLD уже не в первый раз приятно удивляет разносторонностью и именитостью спикеров, а также масштабностью проектов, за которыми они стоят. Здесь вам и дизайнер, разработавший MINI, Ferrari, Maserati, McLaren, и глава компании, представляющий систему тестирования на COVID-19, которая позволяет получить результаты менее чем за час, и инженер-основатель легендарной Atari, задавшей основу всей современной игровой индустрии. Только вдумайтесь - все они так или иначе используют продукты Dassault Systèmes. Такие кейсы дорогого стоят!

В этом году мое внимание было захвачено миссией компании OffWorld AI, которая разрабатывает роботов на основе технологии машинного обучения для осуществления горных работ, строительства и производства в космосе и на других планетах. Звучит фантастически, не правда ли? Предлагаем вашему вниманию интервью Джима Керавала (Jim Keravala), сооснователя и руководителя OffWorld AI, который в 90-е годы участвовал в ряде космических и инженерных программ в России, а сейчас строит будущее для всего человечества.

Джим Керавала (Jim Keravala), сооснователь и руководитель OffWorld AI

Расскажите, пожалуйста, для тех, кто не знаком с OffWorld о ваших проектах, и на каком этапе вы сейчас находитесь?

OffWorld AI строит колонии роботов с машинным интеллектом (дословно, machine intelligence – прим. ред.), которые могут работать автономно и совместно, без людей, находящихся непосредственно в ситуации и в том месте, где находятся роботы. Почему мы хотим это сделать? Наша команда построена из “кучки космических орехов” (дословно, bunch of space nuts – прим. ред.), поэтому наша страсть - вывести человечество в космос, в солнечную систему, использовать ресурсы солнечной системы на благо Земли, чтобы снизить риск экзистенциального риска против человечества, и расширять границы человечества, когда мы направляемся в солнечную систему, к звездам.

Теперь, чтобы сделать это, нам нужно построить инфраструктуру, нам нужно добывать местные ресурсы на Луне, астероидах и за ее пределами. Но мы не хотим, чтобы люди напрямую выполняли эту повторяющуюся и опасную задачу все время, особенно в космосе: это дорого и сложно. Итак, мы хотим построить этих роботов, чтобы способствовать расширению человечества в космос.

Но вызов состоит в том, что это дорого сделать. И для того, чтобы сделать это действительно экономически жизнеспособным, вам понадобятся тысячи роботов разных видов, работающих вместе. Так что единственный способ заставить это действительно работать — это реализовать проект не как исследовательский, не как правительственный, а как бизнес. И единственные клиенты, о которых мы знаем, действительно находятся на планете Земля. Поэтому мы должны относиться к Земле, как к нашему первому небесному телу.

И мы настроили нашу систему, чтобы она могла справляться с гравитацией и атмосферой, построили ее для горнодобывающей и строительной промышленности. Теперь мы развертываем наших роботов в этих секторах на нашей планете. Там, где нам не нужна инфраструктура, мы можем использовать модульные гибкие системы: нет или очень малое воздействие на окружающую среду, нет расходных материалов. И самое главное, нам не нужны люди, которые находятся в такой же ситуации. Таким образом, мы действительно используем земные промышленные рынки для создания нашей космической программы автономных колоний роботов.

Дорожная карта вашего проекта кажется мне труднодостижимой, даже ее первый этап. Как вы думаете, сколько лет потребуется, чтобы дойти до финальной стадии - производства чипов за пределами Земли и самовоспроизводства роботов?

Думаю, это займет несколько десятилетий. И я думаю, что к третьей четверти века этот пятый этап полной независимости цепочки поставок станет жизнеспособным. Теперь проблема со сроками: никто не знает. Как уже было сказано, будущее трудно предсказать. Таким образом, наша задача - двигаться как можно быстрее и решительнее, расширяясь в рамках жесткой коммерческой жизнеспособности. Таким образом, каждый шаг, который мы делаем, большинство наших операций сейчас по-прежнему наземные. Мы начинаем планировать несколько полетов на околоземную орбиту и Луну. Но каждый шаг, который мы делаем, основан на рынке, так что у нас должны быть клиенты до того, как мы сделаем следующий шаг, чтобы мы неуклонно продвигаться шаг за шагом.

Я уверен, что вы знаете об установке под названием Большой адронный коллайдер (БАК). И ваш проект, если рассматривать все его составляющие и задачи, на мой взгляд, не менее сложен. Строительство коллайдера финансировалось многими странами и стоило миллиарды долларов. Кто финансирует OffWorld AI, и как вы зарабатываете деньги: просто производите роботов для горного дела?

Да. Итак, я имею в виду, что проблема Большого адронного коллайдера заключается в том, что, как вы знаете, существует концепция неснижаемой сложности, то есть «Каков минимально жизнеспособный проект?» Ну, минимально жизнеспособный Большой адронный коллайдер — это Большой адронный коллайдер, поэтому для создания им нужно перейти от 0 до N миллиардов за один шаг.

Нам очень повезло, потому что мы разделили нашу систему на несколько небольших роботов, построенных на модульной платформе. И мы создали весь стек аппаратного и программного обеспечения, чтобы оставаться очень гибкими. Мы похожи на гибкую софтверную компанию, но на самом деле создаем оборудование. Таким образом, мы фактически развертываем робототехнику как сервисную модель. Так что в настоящее время у нас нет ни инвестиций, ни долгов. Весь наш капитал был привлечен за счет контрактов с клиентами, и мы стали прибыльными с первого дня. Так что это очень надежная бизнес-модель. Быть полностью ориентированным на клиента — это замечательно, у нас есть свои проблемы, но мы занимаем очень сильную позицию.

Хорошо. Итак, вы говорите о необходимости иметь три группы роботов: добывающие, строительные, технологические, производственные. На вашем сайте и в презентациях я нашел только рендеры. Насколько готова ваша модель или платформа? Что на самом деле?

Реальность такова, что наш первый вид в настоящее время развернут в шахтах, где проходят испытания. Прошло уже пять лет. Таким образом, мы создали большую часть автономии платформы, мы создали аппаратное обеспечение с нуля, модульное аппаратное обеспечение этих роботов.

У нас есть роботы, функционирующие в автономном режиме по добыче с помощью буровзрывных работ и добычи без ущерба, с использованием различных инструментов. Мы провели эксперименты на одном из видов роботов, которые мы разработали, как на высокоэнергетическом лучевом роботе, который фрагментирует и ослабляет породу, чтобы ее было легче добывать роботом. Итак, у нас есть действующие роботы на Земле.

Я немного знаком с горным делом и понимаю, что существующая степень автономности, например, грузовиков, перевозящих горную породу, по-прежнему требует пристального внимания людей, оператора. Какова роль людей в вашей концепции управления роботами на Луне или Марсе?

Да, это очень хороший вопрос. Итак, сегодня состояние автоматизации, скажем так, удовлетворительное в контролируемой среде. Настоящая награда — это все более широкое использование глубокого обучения и обучения с подкреплением, так что автономия не фиксируется, автономность улучшается. Да, современный уровень автономности требует тщательного наблюдения и контроля, возможно, даже некоторого вмешательства со стороны человека.

Цель, возможность и путь - продвинуться по спектру снижения надзора за автономностью в интеллекте, чтобы, например, сегодня у нас мог бы быть один оператор, контролирующий 10 роботов; за короткое время мы хотим перейти к сотне роботов, а затем и к тысяче роботов. И в то же время на другой оси мы хотим увеличить периоды времени между цифровым вмешательством человека, чтобы, когда робот застревает в невыполненном сценарии, оператор мог вмешаться цифровым способом, выполнить задачу, а роботизированная система учится на этом, запоминает полученный опыт и встраивает его в свои алгоритмы. Таким образом, со временем сам факт вмешательства человека-оператора становится частью процесса обучения имитационному обучению и глубокому обучению с подкреплением. Мы ожидаем, что в течение 5-10 лет роботы будут работать часами и днями без какого-либо вмешательства.

Какая технология используется или будет использоваться для коммуникации между роботами?

Сочетание ВЧ и лазерно-оптического взаимодействия. Что касается архитектуры данных, существуют различные подходы для ячеистой и прямой связи. Это все еще развивающееся решение по мере нашего масштабирования. Поэтому мы, несомненно, будем улучшать и постоянно развивать, обновлять решения, которые у нас есть сейчас. Я уверен, что технологии 5G также сыграют важную роль.

Каковы ваши возможности и инфраструктура в области проектирования и производства? Вы используете программное обеспечение Dassault Systèmes?

Да, мы используем SOLIDWORKS и новые возможности 3DEXPERIENCE. И это было большим подспорьем с самого начала. Мы смогли провести много моделирования, много симуляции, это помогло нам в дизайне, в нашем сотрудничестве. В настоящее время в нашей компании работают десятки инженеров, которые способны выполнять согласованные проекты для нескольких видов роботов, с разной модульностью, с различным взаимодействием, а также проводить тепловые расчеты и другие виды симуляции, чтобы все это работало. И мы минимизируем неопределенности в максимально возможной степени до того момента, когда начнем строительство. Это здорово. А экосистема Dassault Systèmes и сам SOLIDWORKS стали отличными инструментами, позволяющими такой компании, как наша, как можно быстрее перейти от нуля к роботам.

Используете ли вы облачные технологии SOLIDWORKS, в частности, для совместной работы?

Да, в некоторой степени, потому что у нас есть команды и проекты в разных локациях на трех континентах. И это действительно помогает, хотя во многом мы можем использовать эти возможности и инструменты в экосистеме. Так что даже простое совместное использование экрана с помощью коммуникационных инструментов и платформ тоже помогает. Но определенно, конечно, облачная инфраструктура вокруг систем SOLIDWORKS и 3DEXPERIENCE является чрезвычайно ценной. Я имею в виду, что по мере того, как функции расширяются и становятся все более всеобъемлющими, мы находим им применение. И в первый день это становится чем-то захватывающим в использовании; на второй день мы не можем себе представить, чтобы не использовать это.

Возвращаясь к ИИ, на мой взгляд, машинное обучение в промышленности не развивается так быстро, как могло бы, потому что заказчик не видит значительного экономического эффекта. Как вы думаете, что может ускорить этот процесс? Может я ошибаюсь?

Это сложно, потому что алгоритмам глубокого обучения требуется время. Для решения проблем вам потребуются значительные объемы данных и машинный опыт. И есть подходы к использованию небольших данных в отличие от больших данных, но тогда это другой набор проблем и неопределенности, у вас другой диапазон неопределенностей. Так что на это нужно время. Я думаю, что машинное обучение уже оказало значительное влияние во многих областях. Так что иногда, возможно, наше восприятие в некотором смысле больше связано с нетерпением. Но то, как мы решили эту проблему, заключается в том, что базовая автономность уже экономически жизнеспособна без машинного обучения. А машинное обучение только увеличивает конкурентоспособность и ценность.

Как пандемия COVID-19 повлияла на ваш бизнес и планы?

Еще в феврале и марте 2020 года, когда мы впервые столкнулись с воздействием коронавируса, была определенная неопределенность, у нас было несколько месяцев, скажем так, для замедления и подведения итогов. Но после середины года, я думаю, промышленные заказчики начали осознавать, что вызовы, которые эта пандемия создает в экономическом, промышленном и, что наиболее важно, с точки зрения социальной защиты и безопасности, заключаются в ограничении людей, работающих в тесных или опасных условиях.

Таким образом, в шахтах, на строительных площадках и в других областях, где люди выполняют опасный труд, традиционный промышленный труд, это наиболее идеальное предложение для роботов. Поэтому я думаю, что пандемия ускорила осознание необходимости робототехники в нашем обществе. И там, где мы двигались более медленными темпами, 2020 год стал годом нашего самого быстрого ускорения на сегодняшний день. Так что теперь компания растет и движется намного быстрее. И поэтому я считаю, что роботизированным системам и автоматике необходимо срочно устранять недостатки.

Я слышал, что NASA снова собирается высадиться на Луну. Может, собираетесь принять участие в следующих миссиях? Вас приглашают?

Есть много возможностей вокруг миссии Artemis и за ее пределами. И реальная ценность здесь заключается в следующем: как мы строим на Луне, чтобы использовать ресурсы и предоставлять системы, укрытие и другие технологии; как сделать так, чтобы не остановить или не помешать исследовательскому проекту?

OffWorld AI стремится расширить свои наземные подходы к сотням тысяч роботов в любой одной колонии, экономически работающим, устойчивым, надежным и повторяемым образом. Мы уже строим наш космический проект, как я уже сказал, разными способами, и мы работаем с NASA над некоторыми из имеющихся у них базовых программ. NASA открывается для отраслевых точек входа, новых вертикальных задач и действий, которые необходимо выполнить: будь то добыча ресурсов, разбиение льда, будь то производство и другие возможности. Эти точки входа открываются. И OffWorld AI будет участвовать в этом, а также проводить чисто коммерческие лунные операции для разных клиентов.