В гостях у сказки
Впрочем, начнём мы, как ни странно, именно с воплощения чужих фантазий. Некоторые роботы в книгах и фильмах были настолько харизматичны, что нередко становились прототипами для разработок как дипломированных инженеров, так и искренно увлечённых любителей.
Конечно, сделать действующую копию Терминатора азимовского робота с позитронным мозгом пока не представляется возможным чисто технологически, но вот собрать работающую версию мультипликационного робота-мусорщика Wall-E вполне можно.
С такой задачей успешно справились инженеры из группы Майкла Макмастера.
Их версия Wall-E имеет «реальные» габариты (примерно в половину человеческого роста) и представляет собой радиоуправляемый гусеничный погрузчик с соответствующей внешностью. Робот умеет произносить заранее запрограммированные фразы крутить «головой» и печально смотреть парой своих больших стеклянных глаз, в которых скрываются настоящие видеокамеры.
К наследию студии Pixar решили приобщиться и молодые робототехники Шаншан Жу, Адам Бен-Дрор и Джосс Доггет, студенты Университета королевы Виктории. Правда, вдохновенье для создания своего робота они черпали в достаточно удивительном месте – анимационном мини-фильме Juxo Jr. Именно образ малыша-лампы они превратили в действующий проект Pinokio.
Робот-лампа Pinokio умеет двигаться рывками как настоящий Juxo Jr и «смотреть» по сторонам своим абажуром, концентрируя внимание на людях. Для создания робота-лампы студенты воспользовались микроконтроллером Arduino, запрограммировав его на OpenCV.
Наконец, нельзя забыть о компании Brave Robotics и её конструкторе Кендзи Ишиде. Именно он стал вдохновителем создания действующей модели настоящего робота-трансформера.
Робот Brave Robotics имеет масштаб 1:12 по отношению к настоящему автомобилю и, как в фильмах и мультфильмах, умеет самостоятельно преобразовываться то в колёсную, то в двуногую форму.
Самое главное и интересное в этом роботе-трансформере то, что обе формы полностью функциональны: автомобиль ездит под контролем радиоуправления, а робот ходит, стреляет пластмассовыми ракетами из рук и с помощью встроенной беспроводной web-камеры передает изображение на компьютер или планшет. Хотя на текущий момент Кендзи Ишида и компания Brave Robotics сосредоточена на развитии линейки своих игрушечных роботов-трансформеров, в их планах на 2030 год есть идея создания и выпуска робота размером с настоящий автомобиль.
Технологии будущего
При всей своей фантастичности, современные технологии в робототехнике редко могут по-настоящему удивить обычного человека. Ведь ему мало интересны подробности пятилетней работы над созданием какого-то специального датчика, эксперименты с гибкой конструкцией шасси и прочие узко специализированные штуки, над которыми годами ломают головы инженеры.
Впрочем, на свете есть несколько очень интересных разработок роботов, передовая направленность конструкции или функционирования которых будет легко понятна даже самому далёкому от вопросов робототехники человеку.
Например, робот-неваляшка COMAN (COmpliant humanoid) способен сохранять вертикальное положение тела почти всегда: при толчке в бок или в спину, при штормовой погоде на корабле и даже в автобусе – если водитель вдруг решит резко нажать на тормоза.
Создали COMAN в Итальянском технологическом институте. Работая над проектом, инженеры установили в корпус робота несколько десятков датчиков движения, гироскопы и моторы, обеспечивающие конструкции немалые 25 степеней свободы. При высоте фигуры в 95 сантиметров и массе в 31 килограмм, COmpliant humanoid умеет удерживать равновесие на горке с углом до 45 градусов, при боковом толчке, толчке сзади и спереди. Робот продолжает стоять на ногах на движущейся платформе –ь даже если эта платформа едет с чередующимися моментами ускорения и замедления (проще говоря, рывками)…
Могучего по своей подъёмной силе робота-геккона произвели на свет швейцарские разработчики из федерального технологического института. Подобно своему природному собрату, машина может ползать по вертикальным стенами стекла, металла, пластика, камня и дерева. Справедливо решив, что роботу с массой в 2 килограмма на столь разнородных поверхностях не помогу удержаться ни крючки, ни магниты, ни присоски, инженеры оснастили своё детище высокотехнологичными липучками.
Их поверхность сделана из специального пластика, который может затвердевать при температуре до 70 градусов Цельсия и превращаться в липкое желеобразное вещество, если его нагреть выше этой отметки.
Таким образом, за альпинизм у робота-геккона отвечают находящиеся в «ногах» нагреватели. Они попеременно делают «подошвы» машины то мягкими и липкими, то твёрдыми и легко отходящими от поверхности.
Эффективность механизма передвижения у робота-геккона настолько велика, что помимо себя он может поднимать вверх груз массой до 7 килограмм.
А вот в Технологическом институте штата Джорджия робототехники, похоже, отыскали ответ – что лучше для разумных машин будущего: колёса или «ноги».
Результат оказался неожиданным: изучая манеру движения пустынных ящериц, инженеры обнаружили, что наибольшей «всепроходимостью» обладает комбинированный вариант в виде «ноги» в форме полукруга. Оснащённый шестью такими конечностями робот смог весело и стремительно бегать по земле, песку, грязи и болотистому илу.
Положение серповидных конечностей робота из Georgia Tech синхронизируется таким образом, чтобы они на противоположной стороне корпуса смотрели в разные стороны (вверх и низ, налево и направо), а по одной стороне – шли как бы в шахматном порядке. Таким образом достигается сочетание проходимости колеса и толчковой силы ног.
Совершенно необычный взгляд на будущее роботов имеется у компания Patten Studio. Исследуя тему взаимодействия человека и интерфейсов, её инженеры пришли к выводу, что хорошим дополнением к большому сенсорному экрану размером со столешницу могли бы стать миниатюрные дроиды. Они могли бы служить к качестве механических элементов интерфейса (ручек, тумблеров, кнопок…). При этом гарантировалась бы их слаженная совместная работа и универсальность.
В результате в Patten Studio была разработана сенсорно-роботизированная система Thumbles.
Дроидов Thumbles можно переносить с места на место в пределах сенсорной поверхности, наделять их функциями различных манипуляторов, имитировать с их помощью различные объекты на находящемся на панели изображении и так далее. Фактически, Thumbles – это первый робкий шаг к будущему с нано-роботами, которые будут многочисленны, послушны, вездесущи и способны принимать форму любых объектов.
Всё как у людей
И всё-таки пришла пора поговорить о человекоподобных роботах. Ведь как бы не были эффективны в работе на заводе сборочные манипуляторы, как бы быстро не ездили дроиды в виде железных ящиков на гусеничном ходу, совсем не они видятся людям в качестве постоянных помощников в доме XXI века. Да, всем ясно, что робот-повар из завтрашнего дня скорее всего будет напоминать раздаточный конвейер, а не Джейми Оливера или Илью Лазерсона, а робот-горничная окажется просто интеллектуально развитым пылесосом, а не девушкой с обложки мужского журнала, но…
Но часть инженеров всё же находится на стороне обычного большинства, стараясь сделать вполне возможной в будущем существование машин с «человеческим лицом».
В настоящее время звание авторов робота с самым человечным обликом претендуют сразу две команды и, соответственно, сразу два проекта.
Первый принадлежит инженерам Токийского университета, собравшим машину, чьё шасси максимально полно имитирует человеческий скелет. Робот носит имя Kenshiro, его разработкой команда занимается с 2012 года, а с учётом их предыдущих работ (которые косвенно используются тут) – с 2010.
По габаритам Kenshiro напоминает школьника средних классов – высота робота составляет 158 сантиметров, а масса – 50 килограмм. Соотношение параметров говорит нам, что японские инженеры немало потрудились, чтобы собрать свою машину из прочных, но достаточно лёгких костей (из алюминиевого сплава) и мощных, но громоздких моторов.
Как уже было сказано, корпус Kenshiro структурно повторяет тело человека и его мускулатуру: ноги Kenshiro приводят в действие 50 элементов, тело – 76, плечевой пояс – 12, шею – 22. Робот умеет двигаться примерно с теми же степенями свободы, что и обычный человек.
Второй проект называется Roboy, его родина – Цюрих. В лаборатории Искусственного интеллекта при университете Цюриха группа из 40 разработчиков создаёт «самого человекоподобного из современных роботов».
Последнее утверждение напоминает рекламную фразу, однако, трудно спорить, что внешность Roboy полностью соответствует представлению современных людей о добром роботе из будущего, верном друге, помощнике дома и компаньоне.
Roboy максимально полно имитирует человека: его механизм состоит из похожих на кости сочленений, и моторов, имитирующих работу сухожилий и мышц. «Лицо» Roboy имитирует внешность маленького мальчика, корпус покрыт мягким материалом.
Важной частью проекта Roboy являются эксперименты с искусственным интеллектом, которые должны превратить швейцарскую разработку в по-настоящему полезного помощника в доме, ориентированного на совместные действия с пожилыми людьми и детьми.
Поделиться
