Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Роботы будущего: мягкий подход и ничего похожего на Терминатора

Аватар пользователя good-society

Один из самых внушительных жестких роботов в мире на сегодня это гуманоид Атлас компании Boston Dynamics весом 136 килограммов. Если Атласу нужно подобрать мяч, он должен сначала обнаружить и рассчитать точное расстояние до этого мяча, а потом вычислить, куда именно поместить руку и какое приложить усилие.

Роботы типа Атласа «очень много думают», говорит доктор наук Барри Триммер (Barry Trimmer), преподающий в Университете Тафтса и редактирующий новый журнал Soft Robotics, который начал выходить в прошлом месяце. «Они очень долго колеблются, рассчитывая, куда поставить ногу и так далее. А животные поступают иначе. Нам надо отказаться от идеи о том, что необходимо контролировать все переменные величины».

В отличие от Атласа, сделанному в Гарварде захватному устройству в форме морской звезды достаточно дать команду, чтобы оно надулось. Набрав воздух, оно приспосабливается к форме предмета, а его «пальцы» набирают давление, чтобы ухватить этот предмет и поднять его. Это как человек, берущий стакан с водой. Мы не высчитываем в мозгу точный размер и форму стакана; просто наша рука приспосабливается к предмету.


У инженеров-робототехников существует вполне определенное пристрастие к жестким конструкциям, для которых легко можно создать алгоритмы, взяв их из хорошо развитой робототехнической промышленности. Однако мягкие роботы решают две колоссальные проблемы в сегодняшнем роботостроении. Им не нужно рассчитывать свои движения с той точностью, с какой это делают жесткие роботы, пользующиеся пружинами и шарнирами, а поэтому они лучше приспособлены для перемещений в неконтролируемой среде, скажем, в доме, в районе катастрофы или стихийного бедствия, в больничной палате. Они естественным образом освобождены от тесной клетки, а поэтому могут работать плечом к плечу с людьми. Если мягкий робот споткнется или даст сбой, это будет не опаснее, чем удар подушкой. Такой робот также будет реже причинять вред себе.

У Энди Маркезе (Andy Marchese) есть множество аквариумов, но корма для рыбок нет ни крошки. Все дело в том, что его рыба предпочитает батарейки и сжатый воздух. Недавно Маркезе провел сухопутную демонстрацию зеленой силиконовой рыбы Баблз, которая бьет хвостом, в то время как ее бока по очереди надуваются, создавая идеальную имитацию карпа. Это первый автономный и самодостаточный робот, изготовленный в основном из мягких деталей. Баблз тоже не рассчитывает полную длину своего телодвижения. «Он не знает, где в тот или иной момент находится его хвост», — говорит Маркезе.

Демонстрация Баблз дала редкую возможность заглянуть внутрь элитной лаборатории вычислительной техники и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. Именно эта лаборатория воспитала выпускников, создавших всемирную паутину и кодирование открытых ключей. В лаборатории работают над всеми типами роботов, но пересечение важнейших технологий, таких как 3D печать, вдохновило биологов, материаловедов, робототехников и представителей других дисциплин на работу по созданию совершенно иного робота, который меньше похож на Ситрипио и больше — ну, скажем, на кальмара.

В прошлом году мягкая робототехника привлекла к себе огромное внимание. В Гарварде многочисленные группы работают над мягкими роботизированными руками, прыгающими ногами, экзокостюмами и четвероногими, творящими чудеса акробатики. В лаборатории мягкой робототехники Вустерского политехнического института ученые создают змею. В Сан-Франциско начинающая компания Otherlab строит надувных роботов, которые могут здороваться за руку, ходить и возить на себе седоков. В Италии группа исследователей построила роботизированное щупальце по образу и подобию осьминога.

До 1970-х годов автомобильные компании создавали более безопасные машины, делая их крупнее и тяжелее. Но потом появились подушки безопасности: легкое приспособление, которое сворачивается и невидимо присутствует в автомобиле, пока не наступит момент аварии. Аналогичная революция произошла в сфере бронезащиты человека, в мостостроении, в производстве контактных линз. А теперь ученые полагают, что нечто подобное происходит с роботами.

«Это не какая-то составная часть обычной технологии роботостроения, — говорит преподаватель биоробототехники Швейцарского федерального института технологий в Цюрихе Фумия Иида (Fumiya Iida), входящая в состав комиссии по мягкой робототехнике американского Института инженеров по электротехнике и электронике. — Здесь нужно совершенно иное мышление, другие материалы, другие источники энергии. Это определенно то направление, в котором нам надо двигаться в перспективе».

По словам учредителя Otherlab Сола Гриффита (Saul Griffith), финансы и усилия, направляемые на мягкое роботостроение ничтожны по сравнению с тем, что вкладывается в жестких роботов. Его компания недавно вышла из состава стартапа по созданию мягкой робототехники Pneubotics.

«Мы находимся на исключительно раннем этапе мягкого роботостроения как отрасли, — написал он в электронном сообщении. — Здесь больше шумихи, чем реального содержания ... На сегодня существует может три или четыре интересных образца с уникальными функциями и возможностями. При этом гибкость, небольшие затраты и возможность совмещения с человеческим масштабом делают мягких роботов очень привлекательными».

Но есть и проблемы технического характера. Инженеры, создающие мягких роботов, экспериментируют не только с механизмами подачи сжатого воздуха и жидкости под давлением. Они работают над не проводящими ток упругими полимерами, эластичными материалами, которые расширяются и сокращаются, реагируя на напряжение, ставят опыты на сплавах с памятью формы, на металлических сплавах, которые можно запрограммировать на изменение формы при определенной температуре, а также на пружинах, реагирующих на свет. Эта работа пока находится в зачаточном состоянии, как и системы управления роботами (для многих мягких роботов в Гарварде вся система управления это просто шприц с воздухом, прикрепленный к трубке).

Но эта область настолько нова, что здесь нельзя исключать никакие возможности. Технологии мягкого роботостроения теоретически можно использовать для создания пары надеваемых человеческих крыльев. Есть и более практическая сфера применения: мягкие роботы легко смогут упаковывать яйца и собирать фрукты, в то время как традиционный робот жесткой конструкции скорее всего разобьет яйца, а из яблок непреднамеренно сделает сок. Массу похожих на червей мягких роботов в форме сетки можно будет наполнять водой и сбрасывать в районе кораблекрушения, где они будут подплывать к выжившим и спасать их. Больные люди смогут надевать мягкий роботизированный рукав, чтобы устранять дрожь в руках, а пожилые люди — чтобы компенсировать старческую мышечную слабость. Мягких роботов можно использовать в космических исследованиях, где исключительно важен фактор веса. Они могут служить в качестве протезов, создавая исключительное чувство комфорта и естественности. Дома они будут помогать по хозяйству, не наступая при этом на собак и кошек. Кроме того, можно будет создавать хирургических роботов, которые не ошибутся и не повредят внутренние органы пациента.

Триммер даже думает о том времени, когда можно будет создавать мягких роботов с лабораторной мышечной тканью, которую будет питать запас жира. Он считает, что робототехника сегодня стоит на пороге смены системы понятий. «Если эта работа окажется успешной, отдельная область мягкой робототехники исчезнет, — говорит он. — Робототехника в целом будет объединять все технологии и все процессы. И преимущественно мы будем строить мягких роботов».

Оригинал публикации: The robots of the future won't look anything like the Terminator
Опубликовано: 16/04/2014 18:04
http://inosmi.ru/world/20140418/219656430.html#ixzz2zDSLybak

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Partisan
Partisan(5 лет 7 месяцев)(09:48:05 / 18-04-2014)

Почему-то укоренилось деление организмов на управляющую систему (мозг) и управляемые органы (руки, хвосты, ит.д.) Хотя нейроны мозга расходятся по всему организму. Почему не рассматривают алгоритмы принятия решения на основе единого функционирования? Типа САР. По сути задачи рука автономна в рамках выработанных навыков. А вот процесс приобретения навыков как раз медленен из-за постоянного "ручного управления". Это попытка сделать умный вид в биологии )))

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(10:49:01 / 18-04-2014)

Вообще-то утверждать, что мягкие роботы рулят, оттого, что мягкие - это бред. Там своих тараканов полно. Если для шарнирно-каркасной  конструкции можно проконтролировать те или иные параметры, чтобы настроить работу, то для мягких запросто придётся переделывать весь проект. Если жёсткий манипулятор давит яйца, то можно поставить движки с большей дискретностью, добавить датчиков и отработать алгоритмы, чтобы подобного не случалось. А если яйца возьмётся давить мягкий манипулятор - как его подстраивать станут? Ведь он не знает, где в тот или иной момент находится его хвост.

Направление интересное, но сказать, чтоб офигительно перспективное  и прорывное - неа. Новая механика - да, новая концепция - нет.

Аватар пользователя kot-obormot
kot-obormot(4 года 4 месяца)(11:19:37 / 18-04-2014)

Пусть расцветают сто цветов, пусть соперничают сто школ (с)

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...