Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 160

Но если литий-ионные батареи так неустойчивы, почему же они так популярны? Парадокс объясняется просто. Дело, во-первых, в том, что по совокупности качеств Li-Ion лучше других вписывается в эксплуатационные требования, предъявляемые современной техникой. Скажем, в микроэлектронике такие батареи обеспечивают как минимум день работы, отсутствие так называемого эффекта памяти (свойственного никель-металл-гидридным элементам), умеют быстро подзаряжаться и служат около трёх лет — срок, за который большинство мобильных устройств устаревает и морально, и технически. И, во-вторых, вариантов нет: в то время как сама электроника движется вперёд, аккумуляторы топчутся на месте. Ничего лучше Li-Ion для массового рынка пока не придумано, несмотря на то что альтернатива нужна и микроэлектронике, и автопрому, и авиастроению, и даже энергетике (где растёт потребность в локальных системах хранения электричества, см. «Элон Маск и его Солнечный Город»).

Образно выражаясь, ситуация с аккумуляторами напоминает сейчас большой барьер, у которого скопилась масса народу. Десятки, если не сотни научных групп по всему миру пытаются преодолеть его, работая по множеству направлений. Большинство обнадёживающих новостей уже привычно приходят из Северной Америки. Американская Imprint Energy заменила литий цинком, благодаря чему аккумулятор можно делать сверхтонким и гнущимся (вплоть до сотен микрон на плёночной подложке). В университете Кеттеринга в Канаде сделали ставку на алюминий, надеясь и по ёмкости, и по цене, и по безопасности обойти литий-ионные батареи. В Лаборатории Оак-Ридж от лития отказываться не стали, но экспериментируют с наночастицами, применение которых позволяет поднять на порядок ёмкость и уменьшить пожароопасность. Так же и стартап Seeo, поддержанный в том числе Google, ставит на Li-Ion, но с менее опасным электролитом и более лёгкой и дешёвой конструкцией электродов. И даже само американское Министерство энергетики выделило 120 млн долларов на амбициозный проект с целью «5-5-5″: за пять лет сделать аккумуляторы впятеро мощней и впятеро дешевле.

Я не искал специально, а попросту надёргал сообщений из свежих новостных лент. Но можете мне поверить, такая картина в новостях каждый день на протяжении как минимум уже нескольких лет. Разработок много, они выходят из лабораторий или близки к этому — и ничего удивительного, что оптимисты смотрят в будущее уверенно. Например, уже упоминавшийся Элон Маск заинтересован в прорыве «аккумуляторного барьера» чуть ли не больше любого другого предпринимателя на Земле: Маску принадлежат успешные космический (SpaceX, см. «Первые на орбите»), автомобильный (Tesla Motors, см. «Как сломать Tesla Roadster») и солнечно-энергетический бизнесы — и везде нужны ёмкие, безопасные, дешёвые аккумуляторы. Так вот, Маск уверен, что в ближайшие десять лет аккумуляторный мир ждёт резкое падение цен, и это спровоцирует новую техническую революцию, которая перетряхнёт микроэлектронику, автомобильную, авиа-, космическую промышленность до самых основ.

Интрига в том, что ни Маск, ни кто-либо ещё, конечно же, не знают, ни где именно произойдёт прорыв, ни кто его устроит. И в этом смысле удивляет полное отсутствие новостей из российских институтов. Пусть мы отстали в коммерческом ракетостроении, но химия электролитов не выглядит неподъёмной задачей даже для небольших научных групп. Тем более что задача эта — достойная по всем параметрам. Так почему за неё не берутся наши студенты, наши аспиранты?

В статье использована иллюстрация Razor512

К оглавлению

Опубликовано 11 февраля 2013

Побывал на робототехнической международной конференции в Сколково. Одна из целей организаторов, как я понял, была в наглядной демонстрации разрыва между отечественными вузовскими робототехническими поделками и иностранными. Для этого были приглашены крутые западные спецы, рассказавшие о своих достижениях, а всё действо происходило совмещённым с выставкой отечественных достижений. Цель была достигнута: сравнивать было просто нельзя, и я очень надеюсь, что это позволит многим и многим нашим вузовским и эээ… стартаповским людям задуматься над своим действительным местом в мире. Может, после этого размышления и получится создать что-нибудь действительно конкурентоспособное, а не по принципу «на безрыбье и ардуино робот».

Мне запомнилось два высказывания:

Беседы на выставке расстроили. Каждый спец видит не столько хоть какую-то технологическую цепочку, сколько просто одну собственную операцию на ней, да и делает её не слишком хорошо. Гонка за зарубежными роликами из Youtube в попытках повторить хоть что-нибудь, но подешевле. Исключения были редки. Можно сделать скидку на то, что демонстрировались работы студентов. Но где тогда работы их профессоров?!

Услышал много разных баек о том, как всё у нас в России плохо, и с образованием, и с производством. Байки добротные, с разящими наповал примерами. Но кого сейчас этими байками удивишь? Так что даже не буду пересказывать.

Пример того, как роботы с таким подходом могут существенно ухудшить жизнь, показал гардероб Гиперкуба Сколково. Двое гардеробщиков со временем обслуживания одного человека в пятнадцать секунд (семь секунд дойти до свободного крючка, одна секунда повесить, семь секунд на возвращение к очереди) безо всякой автоматизации в Гиперкубе Сколково стали «операторами гардероба» на суперпупернавороченном электрифицированном компьютеризированном гардеробе, где бирка с микросхемой запоминает номер вешалкоместа на хитрой двухэтажной моторизированной системе этих вешалок. В итоге — огромная очередь там, где её могло бы не быть. На входе все только удивлялись такой системе, осматривались, и оценки новшества были осторожными. Но на выходе, когда «оператор гардероба» засовывал карточку-бирку в компьютер, и этот вешалочный конвейер начинал греметь цепями 40 секунд, чтобы подать тебе твою одёжку, стёб по поводу этой показной «роботизации» стоял откровенный.

Интересно было поговорить с Gary Bradsky, который пытался настаивать только на одной теме разговора: разработка системы, которая надёжно распознаёт руки человека. Это позволит принять новые стандарты по безопасности, которые разрешат не возводить забор вокруг каждого работающего робота, что резко удешевит всю промышленную робототехнику. Он жаловался, что большинство проблем, которые они сейчас испытывают, — это не столько софтверные проблемы, именно робототехнические, сколько хардверные проблемы: управление ведётся через промышленные контроллеры, которые ужасны и сильно ограничивают (но есть резоны таки их использовать, если у вас на механической руке много приводов), распознавание объектов ведётся через промышленного (а не жуткого потребительского, как Kinect) качества 3D-оптические системы — но они просто запредельно дороги и т.д.

Его компания демонстрировала разгрузку ящиков в траке со временем на ящик шесть секунд, то есть примерно столько же, сколько это занимает у человека. На рынок они хотят выйти с четырьмя секундами, и цена будет на их «однорукого грузчика» от 100 тысяч до 150 тысяч долларов, и все будут счастливы, кроме, возможно, профсоюза грузчиков. Робототизированая разгрузка-погрузка траков (контейнеров — один чёрт) — это очень крутой прорыв. Это миллионы и миллионы рабочих мест с не самой приятной физической работой.

На конференции было предложено провести конкурс типа DARPA Grand Challenge (проезд автомобилей без водителя по бездорожью), и к нему собирались темы. Это отдельная песня — что предлагалось в качестве тем. Конкурс именно как конкурс (что нужно достичь, в чём именно соревнование) почти никто не предложил. Зато было много радетелей за нашу автомобильную промышленность: страна падшего автомобилизма должна вдруг выдать лучший в мире робот-автомобиль! Я в своём выступлении на эту тему привёл анекдот про три га картопли, которую два года назад пожрал колорадский жук. И посаженных 10 га, которые он пожрал в прошлом году. Так посадим в этом году 50 га картопли, нехай этот жук подавится! Так и наш автопром: заставим его и робот-автомобиль сделать, пусть подавится!

Я предложил две идеи такого конкурса:

Победить на конкурсе Чайковского (ладно, не в основной программе, а в специальной). Робот выходит на сцену с настоящим роялем, на котором лежат ноты. Берёт ноты и играет, художественно интерпретируя. Собственно, все составные части давно на месте: по программам интерпретации музыки проводятся соревнования, ноты прочитать — это уже коммерческий софт давно делает, а вот дальше сугубо робототехнические задачи: анализ сцен (рояль, ноты), и — главное — руки, которые должны и ноты пролистать, и само произведение сыграть с заданным уровнем выразительности. Плохо-то сыграть на рояле может и квадрокоптер, этот видеоролик мы помним. А тут нужно хорошо: люди-то между собой как раз такие конкурсы устраивают.