В дверь действительности стучатся сервисные роботы

В исследовании «Делойт» «Прогнозы развития отраслей высоких технологий, телекоммуникаций, развлечений и СМИ в 2020 г.» одна из трех поднятых актуальнейших тем — это преодоление порога нашей действительности годами маячившими на нем широко разрекламированными высокотехнологичными продуктами и услугами. Среди них, в частности (не очень, правда, задержавшиеся), сервисные роботы.

Согласно прогнозу международной сети «Делойт», в 2020 г. для коммерческого использования по всему миру будет продан почти 1 млн роботов, чуть более половины которых будут представлены специализированными обслуживающими моделями («сервисные роботы»). Доходы от продажи последних составят свыше 16 млрд долл. США, что на 30% больше, чем в 2019 г. Более того, отмечают эксперты «Делойт», судя по динамике расходов корпораций, рынок сервисных роботов растет гораздо быстрее, чем рынок их промышленных «собратьев». Если тенденции последних лет отражают реальную ситуацию, то, по мнению авторов прогноза, можно предположить, что в 2020 г. сервисные роботы опередят промышленных по количеству проданных единиц, а в 2021 г. — и по объемам выручки.

Однако, оговариваются аналитики «Делойт», это не означает, что рынок промышленной робототехники испытывает трудности. Они ожидают, что в 2020 г. доходы от продаж промышленных роботов составят почти 18 млрд долл. Но хотя в ближайшие годы промышленные роботы и не потеряют своей значимости, сервисные роботы, полагают прогнозисты, заметно опередят их по распространенности.

Основная точка роста продаж

По состоянию на 2015 г. во всем мире использовалось всего 100 тыс. сервисных роботов. Число проданных в 2016 г. также составило лишь 100 тыс. единиц. Демонстрировать двузначный рост, наблюдавшийся с 2017 по 2019 г., с низких показателей было сравнительно легко, резонно считают эксперты «Делойт».

Но их прогноз, согласно которому в 2020 г. и в последующие годы сервисная робототехника будет расти почти столь же быстрыми темпами, основывается совсем не на этом. Они провели анализ влияния двух важных технологических тенденций: достижения в области беспроводной передачи данных, полученные благодаря технологии 5G, а также снижение стоимости и увеличение мощности новейших процессоров ИИ, которые позволяют обрабатывать данные локально, то есть внутри робота, а не в облаке. Совместное использование технологии 5G и чипов ИИ для осуществления локальных вычислений, пришли к выводу аналитики, может решить многие проблемы, которые сегодня затрудняют работу сервисных роботов. Это также повысит их полезность и привлекательность для корпораций.

Одна из проблем — обеспечение беспроводной связи. Поддерживать стабильное соединение с сервисными роботами, которые обычно должны быть мобильными, часто непросто. Одно из возможных решений — подключение через провод, но оно ограничивает мобильность робота. Wi-Fi представляет собой доступный вариант беспроводной связи, но хорошее качество сигнала в этом случае не гарантировано, а при перемещении робота из зоны покрытия одной точки доступа в зону покрытия другой повторное подключение к сети часто происходит с перебоями.

Использование беспроводных сетей стандарта 4G порой обходится недешево (часто за соединение взимается ежемесячная плата), а передача данных в таких сетях может происходить со значительными задержками, что ограничивает способность робота быстро реагировать на ситуацию. Плотность покрытия в сетях 4G также может оказаться неудовлетворительной.

Сети пятого поколения способны решить названные проблемы. Полный переход на стандарт 5G обеспечивает надежность соединения на уровне 99,9999%, что означает сокращение ожидаемого времени простоя всего до пяти минут в год. Технология «нарезки сетевых ресурсов», которая позволяет производить логическое разделение сетей для различных типов услуг 5G в зависимости от их приоритетности, повышает надежность подключения при решении наиболее важных для пользователя задач.

Кроме того, дополняют аналитики «Делойт», технология 5G также уменьшает задержки при передаче данных. Если в LTE-сетях (4G) время отклика может составлять 40—50 миллисекунд, то в 5G-сетях оно равно долям миллисекунды. Плотность терминалов в сети 5G может достигать 1 млн устройств на 1 кв. км. Например, на крупном заводе или складе площадью 10 тыс. кв. м к такой сети можно подключить 10 тыс. устройств, тогда как в сети 4G стандарта LPWA их максимальное число составит 607.

В свою очередь, продолжают авторы прогноза, процессоры ИИ для устройств могут помочь повысить производительность сервисных роботов и снизить их энергопотребление. Возможности мобильных сервисных роботов часто ограничены мощностью аккумулятора. Для такого робота применять «на ходу» алгоритмы машинного обучения, использующие традиционные процессоры, для питания которых потребуются сотни или даже тысячи ватт электроэнергии, попросту нецелесообразно. Однако у чипов, разработанных специально для ИИ, энергопотребление гораздо ниже.

К тому же, отмечают эксперты «Делойт», для обработки любого заданного объема данных потребуется меньше таких чипов, что упрощает задачу их размещения в сервисных роботах. В тех случаях, когда собственных чипов робота недостаточно, можно с помощью сети 5G подключить его к более мощным процессорам, расположенным в других точках объекта, на периферийном сервере оператора связи или в облаке.

Прогнозисты считают, что 5G и процессоры ИИ смогут использовать оба типа роботов, что увеличит возможности как тех, так и других.

Но, по их мнению, у сервисных роботов потенциал для развития гораздо больше. Промышленные роботы обычно привязаны к проводной заводской сети, то есть уже имеют сверхнадежное высокоскоростное соединение с небольшой задержкой при передаче данных и минимальными ежегодными расходами на обслуживание.

Кроме того, в них можно разместить большое количество дополнительных чипов для машинного обучения, а проводное соединение позволяет таким роботам при необходимости получать гарантированный доступ к более мощным удаленным процессорам при минимальных затратах. При этом, в отличие от большинства сервисных роботов, промышленные роботы не зависят от аккумуляторов — они получают электроэнергию от сети и могут работать при любом требуемом соотношении напряжения, мощности и силы тока.

Отрасль чипов ИИ для осуществления локальных вычислений, полагают аналитики «Делойт», готова принять этот вызов. Они прогнозируют, что только в 2020 г. В2В-продажи чипов для локального машинного обучения составят 50 млн, а к 2050 г. — 250 млн.

Что касается технологии 5G, то ожидается, что значительную долю рынка корпоративных IoT-устройств составят роботы. Этот рынок станет одним из тех, что получат наибольшие выгоды от развертывания сетей 5G.

Роботы, но не только

Вместе с тем рост 5G ожидается во всех возможных направлениях помимо робототехники. По прогнозам, говорится в исследовании «Делойт», к 2024 г. в мире будет насчитываться 4,1 млрд IoT-устройств, подключенных к сетям 5G, — по сравнению с 1 млрд в 2018 г. Аналитики «Делойт» заключают, что среднегодовые темпы прироста составят 27%, а в течение следующих пяти лет совокупная выручка рынка 5G-услуг для IoT-устройств (включая не только роботов), по оценкам, будет расти в среднем на 55% в год в долларовом выражении — с 694 млн в 2020 г. до 6,3 млрд в 2025 г.

Также существует вероятность, что все больше предприятий будут создавать собственные корпоративные сети 5G, многие из которых, по мнению аналитиков «Делойт», почти наверняка будут использоваться для подключения роботов. По их ожиданиям, в 2023 г. расходы компаний на развертывание сетей 5G составят миллиарды долларов, в то время как в 2020 г. — лишь несколько сотен миллионов. На некоторых производственных предприятиях Германии корпоративные сети 5G использовались для подключения сервисных роботов уже в 2019 г.

Если промышленные роботы наиболее распространены в автомобильной и электронной промышленности, то сервисные — в логистике. Немногим менее половины из примерно 360 тыс. сервисных роботов, проданных в 2019 г., были приобретены логистическими компаниями. Второе и третье места занимают надзорные органы и предприятия оборонной промышленности, на которые в 2019 г. пришлось 33 и 4% продаж соответственно.

Особо эксперты «Делойт» отмечают следующий факт: медицинские роботы составили менее 2% сервисных роботов, проданных в 2019 г., но в связи с высокой ценой (порядка 500 000 долл. за единицу) их было продано на 3,7 млрд долл., что составляет чуть меньше 30% от совокупного дохода всей отрасли сервисной робототехники за указанный год.

Темп прироста продаж коммерческих роботов, %

Источник: «Делойт» по презентации на пресс-конференции IFR в Шанхае 18.09.2019