История создания роботов-доставщиков Яндекса в мифах и легендах

Почему поколения наших роботов обозначаются буквой R и что общего у первых робокурьеров и железной дороги?

Роботов-доставщиков мы разрабатываем с 2019 года. На тот момент беспилотный автомобиль Яндекса уже успешно прошел испытания в городских условиях, а вот робокурьер для нашей команды был абсолютно новым продуктом и вызовом.

В этом рассказе Александр Калягин, технический менеджер рободоставки, опустит множество технических подробностей (потому что про них уже написали отдельную статью), зато поделится забавными историями и покажет уникальные видео разработки и тестирования роботов из «семейного» архива. Поехали!

Сегодня в Москве, Ленинградской области, Сириусе, Татарстане заказы доставляют наши роботы-курьеры третьего поколения. Разработкой первого поколения мы занялись в июле 2019 года, и тогда ещё не знали, возможно ли их вообще их создать, используя наши технологии. Мы хотели выяснить, можно ли уместить наш беспилотный автомобиль в корпус, сильно уступающий ему по размерам.

На беспилотном автомобиле намного больше сенсоров: там до 6 лидаров, а у робота — только один. А ещё в автомобиле большой и тяжёлый вычислитель и два сервера: в робота они бы просто не поместились.

Всё началось с ноутбука на голубой тележке, подключённого к лидару. С помощью этого стенда мы хотели запустить софт робота и выяснить, понимает ли он, где находится и отслеживает свое местоположение.

Параллельно мы начали разрабатывать платформу. Когда едет автомобиль — его передние колеса поворачиваются, и это одна модель движения. Способ передвижения робота больше похож на гусеничную технику, так как его колеса зафиксированы неподвижно, и если скорость одного борта больше, чем другого — он начинает поворачивать.

Прототип мы собрали из фанеры и шести колес от гироскутера, а первые пробные заезды катались на нем, как на скейте (тестировали его на нагрузку). Потом мы поставили на фанерку электронику: вышла симпатичная машинка на радиоуправлении. Она ездила довольно быстро, и на ней мы тоже катались: только в исследовательских целях, чтобы понять, будет ли она поворачивать с большим грузом.

Тележку на радиоуправлении мы собрали меньше чем за неделю (без учёта ожидания комплектующих). Если вы помните, то у гироскутеров была одна особенность — они очень хорошо крутились. Когда наш испытатель впервые сел на эту фанерку, она тоже начала крутиться. Хорошо, что мы заранее добавили большую красную кнопку для экстренного торможения.

Первый тестовый корпус напоминал по внешнему виду космическую капсулу из фантастического фильма — большую, гладкую и с подсветкой. Он был изготовлен из цельной плиты поликарбоната, а по периметру вырезана ниша, куда была заложена светодиодная лента. Каркас был из толстой нержавеющей стали. Тогда мы ещё не задумывались о стоимости масштабирования производства и хотели сделать одного-двух роботов.

Изначально в робота мы хотели поставить начинку от мощного ноутбука, но в итоге такой не нашли и собрали собственный небольшой игровой компьютер на колёсах. Он потреблял много электричества, так как не был оптимизирован под мобильную работу. Именно поэтому он быстро разряжался — всего за два-четыре часа. Тестировать было очень неудобно: только мы выезжали с ним на полигон, он уже садился и нужно было возвращаться обратно или ждать несколько часов, пока он зарядится.

На видео вы можете увидеть, как роботу аплодируют, пока он выполняет свой первый заказ и везёт спикеру бутылку воды. Тогда ещё робот не умел сам прокладывать маршрут, и мы рисовали подробную карту зала с учётом расположения всех стульев.

Тестировали мы в этот период и другие его способности. Например, забираться на препятствия — для этого нам пригодились обычные поддоны. А еще проверяли, сможет ли человек силой его остановить. Спойлер: ничего не вышло, ведь у робота было очень сильное сцепление с поверхностью.

После всех тестов мы представили миру нашего R1 — он походил уже на марсоход, а не на космический шаттл. Кстати, увидеть эту модель можно в Яндекс Музее на Садовнической, 82.

Мы уже упоминали, что первое поколение роботов мы поставили на колёса от гироскутера. В какой-то момент они закончились: мы скупили сначала все колеса, а затем и все подходящие гироскутеры в Москве.

AliExpress мы тоже не обделили вниманием, но когда мы получали заказ, колёса немного отличались друг от друга, в том числе по диаметру и силе тока. А разные колёса мешали движению — робот мог, например, из-за этого поворачивать не в ту сторону. Мы пытались их маркировать и подбирать одинаковые, но быстро поняли, что в обслуживании это будет крайне неудобно.

Конечно, всё закончилось благополучно, и мы нашли партнёра-производителя колёс, с которым сотрудничаем до сих пор.

Сначала мы давали нашим роботам имена из мультсериала «Футурама». Самого первого назвали Фрай, второго — Бендер, ну и куда же без Лилы. Ещё был робот с красной рамой, и он стал Зойдбергом. Когда имена из Футурамы закончились, в ход пошли учёные. Кстати, был у нас и робот Франкенштейн. Звали его по-другому, но мы на нём столько всего тестировали, что прозвище за ним закрепилось.

Это закончилось на моменте, когда мы поняли, что некоторые фамилии, например, Жуковский, на английском могут писаться неоднозначно — это мешало в удалённом управлении роботами, так как корректно вводить название не получалось. А ещё это могло помешать в масштабировании — ведь если потребуется привезти 50 роботов, перечислять каждого по имени будет слишком долго.

Раскроем ещё одну тайну: почему вообще мы называли наши поколения роботов R1, R2 и R3. Мы надеялись, что в какой-то момент у нас получится R2D2 (где R2 — поколение, а D2, например, вторая версия дизайна). Что ж, по уму наши роботы почти не уступают знаменитому дроиду-астомеханику и уж точно реже во что-либо врезаются.

Дети обожают наших роботов, и мы не преувеличиваем. Когда робокурьеры только начинали ездить по Красной Розе, мы контролировали каждый их вжих и замечали, что проходящие мимо дети просто не могли оставить роботов без внимания — им постоянно хотелось их рассмотреть и потрогать.

Но, пожалуй, самая забавная история произошла на презентации Фрая (первого робота R1) на территории офиса. Пока мы показывали и рассказывали коллегам про новое чудо техники, одного мальчика очень заинтересовал наш робот, и он решил покатать его как тележку. В какой-то момент ребенку захотелось его обнять, он лёг на его корпус… и поехал. Бабушка, которая сопровождала мальчика, даже его похвалила, сказав что-то в духе: «Молодец, классно катаешься!».

Конечно, мы были немного в панике — ведь робот чуть ли не впервые увидел людей, а с ним уже вовсю взаимодействует ребенок. Но всё прошло благополучно, и мы ещё раз убедились в надёжности нашей разработки.

Нам было важно, чтобы робот-доставщик мог ездить в разных погодных условиях и по снегу в том числе. Первая зима робокурьера выдалась малоснежной, поэтому нам пришлось самим вооружиться лопатой и создавать импровизированные сугробы. Снежные препятствия он преодолевал хорошо, но мы хотели еще и выявить уязвимости в конструкции. Проверяли герметичность, безопасность для электрики и материалов.

Кстати, тестировали мы работу в снегу и других поколений роботов. Например, для R3 летом в +30 мы подготовили ёмкость и залили в неё целых 70 килограмм искусственного снега.

Ближе к зиме мы начали масштабирование наших R1. В первом уже «официальном» роботе мы использовали пружину для передней качалки (чтобы была хоть какая-то подвеска, для сглаживания неровностей), которую нашёл на даче один из наших разработчиков. Нужно было выпустить ещё несколько робокурьеров, и мы начали искать такую же пружину.

Интернет услужливо нам подсказал, что эта пружина оказалась от автоматического устройства переключения стрелки на железной дороге. О том, как мы искали такие пружины по знакомым, история умалчивает, но спустя два дня у нас была уже партия таких запчастей. Конечно, затем мы отправили эту пружину нашему партнёру-производителю, и он изготовил на её основе детали по нашим характеристикам.

Зачем нам срочно потребовались собрать ещё несколько роботов? Смотрите в видео. Кстати, может показаться, что автомобиль тащат все пять робокурьеров. Но на самом деле это делает только один робот — вот настолько он сильный.

После тестов внутри двора в одном из наших офисов мы решили, что робот достаточно повзрослел, и ему пора искать работу. В Красной розе водителям нужно было постоянно ходить от машины до подъезда, чтобы отнести или забрать документы. Здесь им на помощь и пришёл наш робот. Мы специально не ходили за ним и не контролировали его передвижения. Он возил документы несколько месяцев, и за это время ни одна посылка не была утеряна.

За хорошую работу обычно дают повышение, и наши роботы его получили. Следующий этап их карьеры уже проходил в Сколково, где они также официально возили документы. Там они стали настоящим спасением — расстояние между корпусами было около двух-трёх километров, и человеку требовалось не менее часа, чтобы сходить туда-обратно.

А ещё в Сколково случилась первая доставка еды. Был локдаун, мы много работали в нашем гараже на территории комплекса. Недалеко располагалось кафе, у которого не было собственной доставки. Мы просто отправили к ним робота и попросили положить наш заказ в него.

В R1 мы проверили, возможно ли взять часть технологий из беспилотного автомобиля и поместить их в компактного робота. В R2 мы уже сфокусировались на его основной миссии — доставлять посылки. Грузовой отсек робота второго поколения должен был вмещать пять пицц. Чтобы забирать посылку было удобней, добавили автоматическую крышку, которая могла сама открываться и закрываться по кнопке в приложении.

Робота мы перевели на собственную электронику, в том числе на платы своей разработки. Также спроектировали проводку и жгуты, составили документацию их длины и того, как они должны прокладываться.

R2 получился больше, чем предыдущая модель. За бочковатость и округлые формы его прозвали «пухляшом». R2 мы выпустили больше, чем роботов первой версии — в общей сложности около ста штук.

При разработке R2 многое учли и улучшили, но некоторые проблемы всё ещё оставались. Например, роботам приходилось подолгу заряжаться от зарядных устройств. Мы даже назвали их стоянку «робобаром».

Впервые наши роботы начали доставлять посылки за пределами страны — в США, в Аризоне, и в Дубае. Так как там сильно отличался климат, мы дополнительно тестировали R2 на термоустойчивость, нагревая до 70 градусов — испытания они выдержали.

В 2021 году было выпущено третье поколение роботов R3. Внешний корпус стал полностью влагостойким и герметичным, а еще появились корпуса у внутреннего оборудования. Во время тестирования мы их тоже не жалели: например, поливали из мойки высокого давления или ставили в морозилку.

Детали и запчасти мы заменили преимущественно на нашу разработку, что позволило нам упростить сервисное обслуживание. Заряда робота хватает на 8 часов, но батарею теперь можно заменить, и отправить его на «вторую смену». В автоматической крыше появилась система безопасности, которая не позволяет ей захлопнуться, если мешает какой-нибудь предмет, например рука.

У третьего поколения роботов новый лидар — он расположен в передней части корпуса и слегка наклонён вперёд. У него шире угол обзора по вертикали, за счёт чего робокурьер лучше видит близкие объекты. Также его оснастили новыми камерами с углом обзора больше 180 градусов. Под лидаром появилась дополнительная камера с большим фокусным расстоянием. Она помогает роботу отчётливо видеть светофоры на противоположной стороне даже очень широкой дороги.

Подвеска третьего поколения стала мягче. Теперь роботам легче забираться на высокие бордюры, преодолевать снежную кашу и другие сложные участки пути. А заодно они стали тише передвигаться по плитке, брусчатке и на съездах с бордюров.

За эти годы робокурьеры проехали более 800 тысяч километров и и доставили более 380 тысяч заказов из более чем 500 ресторанов-партнёров Яндекс Еды и 26 дарксторов Лавки.