Не делайте глупостей с роботами. Они могут обидеться и отомстить

Пост написан для сообщества engineering_ru. Посему в начале него есть некоторое количество скучной теории.
Кому интересна не теория, а практика - пролистайте первые две трети поста. До жирных звездочек.

На вспоминание и документирование этой истории меня сподвиг вот этот видеоролик от Boston Dynamics, и, особенно, комментарии к нему на ютубе
(если автопрокрутка не сработает - интересующий кусочек смотреть с 1:42)



Народ тут же сочинил возможное продолжение таких "издевательств"

(автор запретил встраивание, посему смотрим по ссылке)
https://youtu.be/CWz_yUdyYIA

И еще как-то вот так:



Поиск Гугля по картинкам выдает шикарное:
"Скорее всего, на картинке судный день"

Зря смеетесь. Картинка - не фейк.
Сара О'Коннор - реальная
Происшествие - реальное.
И Гугль - реальный.

Так что сегодня - небольшая история на тему "как выживать среди роботов".
Насчет Атласа на первом видео - это спрашивайте у Boston Dynamics Google. Мы же поговорим о роботах, вероятность встретиться с которыми уже сейчас отлична от нуля - промышленных.

Первый "фраг" им засчитан - еще в лохматом 1979. Роберт Уильямс, работавший на складе завода «Форд Моторз», предпринял попытку починить сломавшегося робота-податчика на конвейерной ленте. Внезапно робот активировался и проломил технику голову своей металлической «рукой»-манипулятором.
Полный список происшествий можно посмотреть вот тут.

Если вы полагаете, что на территории богоспасаемой России-матушки надежно защищены от таких пакостей - должен вас немного огорчить.
Действительно, промышленных роботов в России крайне мало, и заметно больше не становится.


По данным Bank of America. Кликабельно.
Россия с <2 роботов на 10000 занятых в промышленности на графике не отобразилась.
(вообще это тема для отдельного разговора. Кому интересно - хорошая, хоть и немного устаревшая, подборка фактов и ссылок здесь, а вот доклад на тему ближайших перспектив автоматики и роботехники, и последствий их).

Но, несмотря на мизерное количество промышленных роботов в РФ, список их жертв уже открыт.

"В деле о смерти оператора фатежского завода детского питания причиной значится «Робот серии 2000 РА, оборудованный специальным гипперным манипулятором для захвата упаковки» – это дословно. Читать строчки жутковато, представляются сцены из «Терминатора», когда машины восстали против людей. И уж тем более сложно вообразить, что произошло это в поселке под Курском."
Отсюда

Мне повезло попасть за казенный счет на курсы Fanuc в Москве, и даже сделать несколько самостоятельных проектов в промышленности. Да и ныне работаю на фабрике, где роботов - 514 на 10000 рабочих, если пересчитать. (больше, чем в среднем по Корее, ага). Правда, единственное занятие тут с ними - а-ля "подправить программу для укладки конфеток в новый дизайн коробок-ассорти", увы.

Итак, немного скучной теории про систему обеспечения безопасности промышленных роботов для себя и окружающих.
Первый "встроенный" уровень защиты предназначен, чтобы робот сам в себя не врезался.
(да-да, третий закон робототехники Азимова на самом деле выполняется внутри мозгов робота - первым).
Разумеется, первое, что я сделал на курсах - протестировал, как эта защита работает. Набросав программку, по которой робот должен сам себя сломать. Не сломался, однако.

Второй уровень - ограничение "рабочей области". В мозгах робота прописывается математическая модель окружающего пространства, в котором ему разрешено перемещаться. И ограничения: внешний периметр, конвейеры, шкафы с электрикой и прочие предметы, которые могут попасться под руку манипулятор.
Нужно отметить, что область пространства, куда робот может "дотянуться" механически - гораздо больше той, в которой ему разрешено двигаться. (у антропоморфных роботов). Ограничения проверяются программно, и задаются опять-таки программно. Как-то вот так это выглядит в фануковской среде программирования.


Задание "области безопасной работы" - делается под отдельным уровнем доступа. У меня сертификата на это мероприятие нету, посему сперва фануковцы, которые устанавливают робот - задают ее; после чего программисты и наладчики местные уже могут делать все, что им нужно, в пределах отведенного пространства.

Третий уровень - ограничение усилия. Если робот "чувствует", что его перемещению что-то мешает - он останавливается аварийно. Однако особенно на это надеяться нельзя. Дело в том, что это ограничение достаточно велико; в противном случае робот просто не сможет таскать положенные ему грузы. Грузоподъемность даже мелких роботов измеряется в десятках килограмм, и нормального "с точки зрения робота" усилия вполне хватит, чтобы размазать вас по стенке и не заметить.

И это - все!. Ушей, чтобы вас услышать, и глаз, чтобы увидеть - у промышленного робота не предусмотрено. Посему, если вы вдруг окажетесь на территории, которую робот считает своей - у вас явно будут проблемы.

Для того, чтобы затруднить вам попадание на "территорию робота" - она всегда огораживается заборчиком (см. картинки выше, и видео ниже). Дверь в заборчике - имеет замок безопасности, открывание которого эквивалентно нажатию аварийной кнопки - немедленно останавливает робот. Кнопка аварийная тоже всегда присутствует поблизости, а также на шкафу управления робота.

Заборчик - именно от людей, а не от робота! У робота вполне хватит сил разобрать этот заборчик на металлолом.
Повторюсь, ограничение рабочей области делается программно, а не механически.

Итак, первое правило безопасного сосуществования с промышленным роботом - никогда не попадать на его "огороженную территорию" во время работы.

 А можно ли подойти к роботу, если он стоИт неподвижно? Нельзя!
Почему нельзя? Потому что сперва нужно выяснить, а почему, собственно, он стоИт.
Проводя аналогию с электричеством: если вы проверили, что на уходящем куда-то вдаль проводе нет фазы - никто не даст гарантии, что фаза не появится именно в тот момент, когда вы будете зачищать его зубами.
Так и тут: возможно, робот ждет появления коробки на конвейере. А тут вы окажетесь рядышком и случайно, даже не заметив, перекроете луч датчика наличия коробки. Тут-то робот проснется, сцапает вместо коробки вас и утрамбует.

Посему второе правило: даже если робот стоит неподвижно - убедитесь, что он никуда не поедет. Путем нажатия аварийки/открывания двери/отключения питания. Только после этого - приближайтесь.

В реальной жизни частенько возникает желание забраться внутрь заборчика "на ходу". Любой, даже самый хитрый, замок безопасности можно отключить, поковырявшись в замке или в шкафу (что я много раз проделывал на спор).
И уж тем более сложно предусмотреть защиту от дурака, который зайдет внутрь заборчика и попросит кого-нибудь запереть за ним дверь.
Результат - см. выше по ссылкам. Сто раз обойдется, на сто первый - получите железной клешней по кумполу.
Так что вышеупомянутые правила должны отложиться в мозгах примерно так же, как "не трогать рукой оголенный провод".

А теперь смотрим на практику. Позволю себе скопипастить фрагмент из статьи.
"Случай на комбинате детского питания, с которого мы начали эту статью, произошел в апреле в поселке Чермошном Фатежского района. Производство соков и пюре для детей там налажено относительно недавно. Большую часть оборудования монтировали немцы – оно соответствует высшим европейским стандартам. Но русский человек на то и русский – усовершенствует самую продвинутую западную технику. Жертвой такого «апгрейда» и стал фатежский рабочий.

Пострадавший был оператором линии упаковки продукции. Упаковочный конвейер с прессом находился в изолированном помещении – включиться он мог только в том случае, если рядом не было людей, автоматическая дверь запиралась. Принцип, как в микроволновке – открываешь дверь, процесс останавливается. Но русская смекалка справилась с работой немецких инженеров на раз – рабочие переделали механизм двери таким образом, что пресс работал даже в незапертом помещении. Подошел к конвейеру, поправил упавшую банку – ничего не надо останавливать и перезапускать. А меры безопасности ограничились классическим «авось».

Но в тот день оператору не повезло. Когда он наклонился над конвейером и потянулся к неровно стоящей банке, лазерное устройство дало сигнал роботу, что партия готова к упаковке. Манипулятор опустился на человека. Мастер, который находился в соседнем помещении услышал только сдавленный крик. Когда он прибежал на место, несчастный уже не шевелился. Чтобы поднять пресс и извлечь тело, понадобилось более 20 минут. Судмедэкспертиза установила, что смерть наступила «в результате механической травмы и механической асфиксии от сдавливания шеи и грудной клетки». То есть несчастного просто раздавило"

На сим заканчиваем с нудной, но нужной теорией. И переходим к практическому примеру "прошивки ее в мозги нерадивого наладчика".

***********************

Итак, типовая задачка: по конвейеру едут банки с продуктом. Их нужно сцапать и поместить в картонные коробки, а из коробок собрать паллету.
Свои видео мне выкладывать не положено в силу NDA, но вот весьма похожее:
(с поправкой, что это студенческий проект; в "боевых" - робот шевелится намнооооого быстрее. Зато без NDA).



(А вообще - хороший такой дипломный проект на кафедре Electromechanical Program в Northcentral Technical College. Сделано все, кроме самого робота - конвейеры, инструмент, программы.... И это, блин, колледж. Не универ. Завидую белой завистью)

И вот наладчику в моей бригаде, назовем его Вовой, понадобилось подкрутить какой-то датчик на конвейере, внутри "рабочего места" робота.
Вова, недолго думая, забрался внутрь, уселся на корточки, попросил операторов закрыть дверь и запустить линию. И возится с датчиком, ловко уклоняясь от робота, таскающего стеклянные банки у него над головой. При том, что я сто раз говорил всем так не делать, причем из них два - под роспись в журнале.

Что ж, если не доходит через голову - дойдет через попу. Или "чем сто раз услышать - лучше один раз почувствовать на своей шкуре".

У робота, помимо основной программы, есть вспомогательная "программа обслуживания инструмента". Ну, там, присоски почистить и прочая. При ее запуске отдельной кнопочкой на посту возле двери - робот "на малом ходу" перемещает инструмент на свободное место, поворачивает присосками в сторону двери и останавливается.

Свободное место - это как раз там, где Вова уютно устроился, ага.

Оценив, что расплющить его там - не расплющит, но напугает изрядно - я жму "стоп", затем "сервис инструмента". Кладу руку на аварийку и наблюдаю за реакцией.

Вообще даже в такой ситуации у Вовы были шансы на самостоятельное спасение. Рядышком, внутри забора - шкаф управления робота, а на нем - аварийка и рубильник питания. А на замке двери - ручечка, при нажатии на которую он открывается изнутри независимо от электрической команды (и робот при этом остановится, да).
Но кто ж про это вспомнит в ситуации, когда робот внезапно разворачивает в твою сторону плиту с присосками и медленно, но неотвратимо приближается...

Вова вскакивает, бросив отвертку (потом ее долго искали), и с криком "АААААА выпустите меня отсюдаааааа" ломится в дверь. Закрытую. По его же просьбе.
Я считаю урок оконченным и жму аварийку. Все останавливается, замок разблокируется, и Вова вываливается из-за ограждения. С глазами размером с чайное блюдце, и шишкой на лбу. Это он так к железной двери приложился.
- Что это было? - спрашивает меня, добро-добро улыбающегося.
- Ну, не знаю... может, косяк в программе я сделал...будем разбираться...считай, повезло тебе сегодня...
- Так бывает?
- Еще и не так бывает! Сколько раз я тебе говорил: не ходить к работающему роботу в гости? Подпись твою в журнале показать?
Вова уставился глазами в пол.
- Но.... но если каждый раз, чтобы подвинуть датчик, все выключать - мы с этим паллетайзером месяц возиться будем!
- Если робот разобьет пару банок о твою пустую голову - мы с паллетайзером будем год возиться, с перерывами на объясниться с прокурором. И скорее всего, без тебя уже.

На этом издевательство над Вовой не закончилось. Каждый встречный норовил спросить "а откуда у тебя шишка на лбу?". Вова отмалчивался, зато остальная бригада, операторы и прочие тут же рассказывали - "да вот, от робота убегал".
- Ну и как, убежал?
- Судя по шишке - не убежал. Хорошо еще, бригадир вовремя заметил - успел аварийку нажать в последний момент.
(Вот так вот я еще и героем-спасителем стал :) Как было на самом деле - я до сего дня никому не рассказывал)

Нужно отметить, что урок - подействовал на 100%. Больше никаких нарушений техники безопасности за время совместной работы - за Вовой мы не замечали.

Какая мораль сей басни? Промышленные роботы - добро или зло?
С точки зрения безопасности - относитесь как к розетке электрической. 220 Вольт преспокойно могут вас убить, однако ж это не повод ликвидировать розетки.

P.S. "Самая неблагополучная отрасль – сельское хозяйство. Ежегодно на полях области гибнет больше рабочих, чем на Михайловском ГОКе, Курской АЭС или перерабатывающих предприятиях вместе взятых"
Из той же статьи.