Уже Олимпиада-2020 в Токио обещает удивить своих гостей рядом технологических новинок: от автономных автобусов и крупнейшей в мировой истории системы распознавания лиц для входа на объекты Олимпиады, до технологии анализа изображений с камер видеонаблюдения для автоматического обнаружения людей, которым требуется помощь.
Последняя разработка - "Kizkia" - была представлена корпорацией Mitsubishi Electric на выставке технологий CEATEC 2018 в городе Тиба (Япония) в середине октября. Роботы-уборщики для детских комнат, умеющие сортировать фломастеры и мелкие игрушки; "умное" освещение, имитирующее небо в разное время суток и в разную погоду для офисных помещений без окон; система электронной оплаты покупок, при которой товары можно складывать в сумку сразу с прилавков, минуя кассу, - продукты и решения от почти тысячи компаний со всего мира, основанные на искусственном интеллекте (ИИ) и интернете вещей (IoT), предлагали технологические рецепты для решения актуальных проблем современного общества.
Локальная спутниковая система
Смелым шагом на пути к реализации концепции стал переход Японии 1 ноября на собственную квазизенитную спутниковую систему QZSS в дополнение к американской GPS.
Локальная система позиционирования QZSS состоит из трех спутников, передвигающихся по геосинхронной высокоэллиптической орбите, и одного спутника на геостационарной орбите. Такая система должна обеспечить бесперебойный прием GPS-сигналов, соответственно, повысив надежность и точность трехмерной спутниковой навигации до 99,8%.
Это, в частности, критически важно при разработке системы автономного вождения, которая должна быть пригодна и на заснеженных трассах на том же острове Хоккайдо, мало чем отличающихся в условиях метели от дорог в русской глубинке, когда о наличии разметки можно только догадываться. Точность спутниковой системы QZSS позволит снизить погрешность при определении местоположения до нескольких сантиметров, тогда как у современных систем эта отметка доходит до десяти метров.
Предполагается, что к 2023 году на орбите будут находиться уже семь спутников связи "Митибики", работающих независимо от GPS. Сигнал покроет территорию Японии, Юго-Восточной Азии и Океании. Это значит, что на российской местности испытать японскую систему автономного вождения мы сможем не скоро.
Тогда как в самой Японии модели технологии беспилотных автомобилей с использованием сигналов дифференциальной коррекции с сантиметровым уровнем точности (CLAS), передаваемых спутниками QZSS, планируют представить на Олимпиаде в Токио в 2020 году, а затем - на Всемирной выставке ЭКСПО в 2025, если местом проведения выберут город Осака.
О сроках полноценного запуска системы автономного вождения на территории Японии пока сложно говорить даже приблизительно: требуются серьезные доработки не только в самой технологии, но и в законодательной системе, в инфраструктуре. Конечная стоимость беспилотного автомобиля для покупателя пока также не уточняется.
При этом в рамках концепции "Общества 5.0" автономное вождение, как технология, не является самоцелью. Его задача - обеспечить мобильность людям, которые по состоянию здоровья не могут водить машину, а также решить проблему транспортной доступности в отдаленных регионах страны.
От экономического чуда к устойчивому росту
Цифровые технологии, такие как IoT, BigData, ИИ, в совокупности с робототехникой - сегодня уже не цель, это универсальный инструмент социально-экономической трансформации, утверждают в компании Mitsubishi Electric. "С помощью технологий, их гармоничного проникновения во все уровни жизни, могут быть сняты физические, социальные и административные барьеры для самореализации человека, может быть создано общество, в котором комфортно каждому", - заявляет Норицугу Уэмура, старший генеральный менеджер подразделения внешних и правительственных связей Mitsubishi Electric Corporation- крупнейшего производителя электрооборудования и лидера в реализации концепции "Общества 5.0" в Японии.
Безусловно, модели трансформации общества в цифровую эпоху есть и у других стран: аналогичная "Индустрия 4.0" в Германии, "Интернет+" в Китае, "Индустриальный интернет-консорциум" в США, "Цифровая экономика" в России. Уникальность японской концепции - в активном участии крупного бизнеса страны в ее разработке (программа была создана в 2016 году совместными усилиями японского правительства и национальной ассоциации крупного бизнеса "Кэйданрэн"), а также в интегральности модели "Общества 5.0". По сути, это общество сотрудничества, где каждый вносит вклад в соответствии со своими возможностями и потребляет в соответствии со своими нуждами. При этом передовые технологии должны привести к появлению новых видов бизнеса и, соответственно, способствовать экономическому подъему страны.
Широкое применение компактного ИИ
"Мы не видим в ИИ угрозу, мы рассматриваем это, как преимущество", - рассуждает руководитель отдела продвижения решений промышленной автоматизации корпорации Mitsubishi Electric Крис Хейзелвуд. "Человек выполняет определенные задачи лучше робота, у человека есть пять чувств, есть гибкость, у робота же есть лишь то, что в него заложил человек".
В свой "компактный ИИ", получивший название Maisart, компания Mitsubishi Electric заложила ценное преимущество: благодаря использованию технологии "периферийных вычислений" (Edge Computing), анализ и отбор данных, нужных для определения оптимального решения, происходит гораздо быстрее и точнее. Полный отказ от облачных вычислений в данном случае гарантирует экономию средств и времени, в частности, на связь с облаком, равно как устраняет связанную с ним уязвимость. По данным представителей компании, в результате применения данной технологии, объем вычислений удается сократить более чем на 90 процентов. А принцип высокоскоростного глубинного обучения ИИ позволяет сократить число обучающих операций в 50 раз по сравнению с традиционным алгоритмом.
Прямо сейчас разработчики R&D центра Mitsubishi Electric работают над технологией голосового управления промышленными роботами на базе собственного ИИ. Среди шума производственных линий и многоголосия сотрудников система должна распознать и отфильтровать нужный ему источник речи, после чего - восстановить произнесенную им команду.
ИИ Maisart применяется и в других сферах: в частности, в 2019 году Mitsubishi планирует отказаться от боковых зеркал в автомобилях, заменив их на камеры высокой четкости, изображение с которых будет постоянно анализироваться ИИ. Производитель заявляет, что точность распознавания объектов на изображении с камер составит 81 процент против 14 процентов, доступных человеку при помощи зеркал.
Maisart также лежит в основе ключевого элемента "Общества 5.0" - платформы для автоматизации производства - e-F@ctory. Проще говоря, это принцип, который объединяет все уровни предприятия для мгновенного обмена данными и принятия оптимального управленческого решения. Особенность такой платформы - в ее адаптивности к приоритетам каждого конкретного предприятия. Такую кастомизируемость e-F@ctory разработчики из Mitsubishi Electric сравнивают с покупкой автомобиля, когда клиент может выбрать комплектацию индивидуально под себя.
"Одно из первых решений e-F@ctory за пределами Японии было применено в России - в системе РЖД", - рассказывает Крис Хейзелвуд. Речь идет о модернизации участка ремонта колесных пар, в результате которой на той же автоматизированной линии стало ремонтироваться на 3 тыс. вагонов в год больше.
Новые технологии, старые принципы
Любопытно, как передовые технологии на японских предприятиях органично ложатся на традиционную производственную философию: кайдзэн здесь никто не отменял. Напротив, непрерывное совершенствование, от создания идеи, физического воплощения и затем до постоянной доработки на практике - один из незыблемых принципов современных автоматизированных производств в Японии.
"Это не должно быть какое-то грандиозное решение, это могут быть самые простые мелочи, которые в результате приведут к ощутимым результатам", - поясняет Хейзелвуд.
На основе одного из эффективных элементов кайдзэн-Пока-Ёкэ (в переводе - "защита от ошибки") - в Mitsubishi Electric создали одноименную производственную ячейку для цифровых фабрик, позволяющую быстро обучить малоопытный персонал и без ошибок перенастроить новый цикл сборки, снижая брак до нуля. В феврале 2018 года система была продемонстрирована представителям Минпромторга, Минэкономразвития, региональным министерствам и представителям крупного бизнеса России в ходе их визита в новый e-F@ctory центр завода промышленной автоматизации в Нагоя.
Будущее, без которого нет будущего
Концепция "Общество 5.0" стала ответом на вызовы, которые сегодня остро стоят перед Японией, и в долгосрочной перспективе могут обернуться для нее катастрофическими последствиями. Наряду с проблемой сокращения численности работающего населения и его старения, для Японии характерна нехватка природных ресурсов. Этим обусловлена актуальность снижения энергозатрат и экономия ресурсов. В России нет такой проблемы, но есть другая - зависимость экономики от экспорта нефти и газа. "В связи с этим возникает необходимость развивать производственный сектор, повышать эффективность и конкурентоспособность производства", - рассуждает Норицугу Уэмура. "Проблемы разные, но метод их решения один - цифровые технологии", - заключает он.
Общий бюджет всех министерств Японии на развитие науки и технологий в 2018 году составил 34,8 миллиарда долларов, из них на разработку ИИ нового поколения Министерство экономики, торговли и промышленности Японии выделило 45 миллионов долларов, еще 17,5 миллиона - на развитие применения робототехники в обществе. Очевидно, что Япония уверенно идет по пути национальной стратегии: "Иначе мы просто не выживем", - объясняет Норицугу Уэмура.