Голландский андроид flame ходит с огоньком
В то время, когда и из-за чего предки человека стали ходить на двух ногах, учёные всё ещё спорят. Нет кроме того чёткого представления о том, в какой момент древние антропоиды спустились с деревьев. Но мы будем совершенно верно знать, в то время, когда появился первый robotus erectus – робот прямоходящий.
Быть может, прародителем нового вида будет голландский «Огонёк» — Flame.
Презентация этого чуда современной техники состоялась в рамках интернациональной конференции по проблемам активной ходьбы Dynamic Walking 2008. Создатель разработки – Даан Хоббелен (Daan Hobbelen) из Делфтского технического университета (Technische Universiteit Delft). Именно он создал новый метод перемещения в пространстве, что, как утверждается, самый совершенно верно воспроизводит перемещения людей.
В действительности обстоятельство происхождения прямоходящей походки у человека – не просто случайная прихоть природы, а эволюционно обусловленная необходимость.
Передвигаясь на двух ногах, мы всегда смещаем центр тяжести и как бы мало падаем вперёд, сами того не подмечая. Это нестабильное перемещение разрешает в значительной степени экономить энергию, прикладывая минимальное колличество усилий.
Планета Шелезяка: нужных ископаемых нет, воды нет, растительности нет, населена роботами. Вот что представляет собой настоящая эволюция прямоходящих роботов.
И протекает она, кстати говоря, значительно стремительнее биологической (слева направо и сверху вниз): Stappo – 1995, Simplest Walker – 1999, Bob -2000, Baps – 2001, Museon Walker – 2001, Mike – 2002, Max – 2003, Denise – 2004, Meta – 2005. Действительно, на разработку новой модели пригодилось целых три года – важная вещь (фото Technische Universiteit Delft).
Но как раз кажущаяся простота шага, отшлифованная миллионами лет эволюции, – настоящий вызов для экспертов по робототехнике. Реализовать людскую походку на практике весьма и весьма сложно.
Ступая вперёд, человек наклоняется и «начинает падение», которому мешает выдвинутая нога. Таковой процесс – итог сложной и скоординированной деятельности больших групп мышц. Ими, со своей стороны, руководит многоуровневая иерархическая совокупность соответствующих импульсов головного мозга.
Вес «Огонька» – около 15 килограммов, рост – 1,3 метра. Он может переступать (в буквальном смысле) через препятствия высотой до восьми миллиметров (фото Technische Universiteit Delft).
Выстроить робота, легко перемещающегося в пространстве из точки А в точку Б, – также задачка не из лёгких. В частности мы уже писали о ковыляющем роботе, установившем рекорд дальности ходьбы. Данный рекордсмен сильно напоминает первые самодвижущиеся модели на иллюстрации вверху.
По всей видимости, некоторый эволюционный путь, пускай и неестественный, для ответа столь непростой задачи неизбежен.
А для человекоподобной (и самая энергоэффективной) походки требуется решить проблему ещё более высокой сложности: спроектировать схему управления равновесием в динамическом режиме.
Как пример имитации двигательного аппарата человека Даан демонстрирует «лодыжку» Flame (слева). Привод данной части ноги реализован в виде группы особых пружин – они делают роль сухожилий и весьма близки к ним по эластичности.
Ещё один ответственный компонент совокупности – инерциальные датчики производства компании Xsens (справа), владеющие самой высокой точностью измерения положения в пространстве (фото Technische Universiteit Delft).
Из-за чего всё это принципиально важно? По причине того, что окажет помощь глубже осознать принцип передвижения самого человека. Что, со своей стороны, разрешит людям, каковые восстанавливаются по окончании травм либо имеют другие осложнения, улучшить реабилитационные методики и создать особые вспомогательные устройства для тренировок.
По большому счету говоря, Делфтский университет есть одним из пионеров в области создания самодвижущихся роботов. Возможно заявить, что голландские учёные решили застолбить эту нишу. Новые разработки в области механики двигательного аппарата должны закончить эру неловких, зомбиподобных походок у металлических животные.
Да и громадных также.
Как вы имеете возможность видеть, «производственные мощности» одного из ведущих в мире исследовательских центров робототехники очень скромные. Такое чувство, что отряд тимуровцев решил на досуге свинтить что-нибудь ненужное из остатков собранного на субботнике металлолома (фото Technische Universiteit Delft).
Даан Хоббелен говорит, что многоуровневая совокупность управления в первый раз разрешит роботам быть более пластичными и энергоэффективными. Сравняться с людьми другими словами.
Голландец говорит, что его разработка – это первый электронный гуманоид, что одновременно и устойчив, и потребляет сопоставимое с людской организмом количество энергии. Согласно его точке зрения, технологический прорыв пребывает в разработке самый продвинутой математической модели двигательных функций человека.
Базу изобретения образовывает некоторый прототип вестибулярного аппарата – с его помощью происходит анализ информации о перемещении, и робот не теряет равновесие, переставляя ноги.
По словам автора, Flame – самый продвинутый прямоходящий робот в мире. По крайней мере среди антропоморфных, другими словами копирующих перемещения человека, автомобилей.
В качестве мышечного «привода» в нём употребляются электромоторы. ПО, кстати, на базе Linux.
На первый взгляд, результаты не очень сильно впечатляют. Особенно стороннего наблюдателя, далёкого от неприятностей разработки биомеханических совокупностей. Но заложенные в конструкции ресурсы – «железо» – разрешат в будущем значительно улучшить все параметры ходьбы.
По мере того как софт будет доводиться до ума.
Предлагаем вам самим сравнить походку «Огонька» с самым известным на сегодня роботом-гуманоидом – ASIMO, о котором мы писали многократно. К примеру, о том, как он разносит кофе либо в очередной раз наращивает интеллект. Что в том месте сказать, ASIMO – настоящая звезда.
Помой-му японец выглядит более подвижным и устойчивым. Он кроме того может поворачивать чуть ли не на бегу. Но всё-таки перемещается «на полусогнутых» – не так, как человек. На отечественный взор, походка голландца более соответствует собственному прототипу.
Будем сохранять надежду, что не историческому.
Напомним, что легко ходьба – это лишь вершина айсберга. В течение нескольких лет разработчики из Делфта собираются добиться ещё более грандиозных удач в эволюции robotus erectus.
К примеру, добавить им «некое подобие» и органы чувств ИИ – для интерпретации взятых от окружающего мира сигналов. Но, ИИ это, как говорится, совсем вторая история.
Но, согласно точки зрения учёных, предстоящее развитие двигательных соответствующего железа и «алгоритмов» разрешит роботам весьма резво бегать.
Знакомьтесь: TUlip – участник сборной Нидерландов на чемпионате по футболу среди роботов (2008 RoboCup Soccer) в китайском Сучжоу. Это тот самый интернациональный чемпионат, о котором мы уже писали и неоднократно.
Лишь до тех пор пока в таких состязаниях выступали маленькие автомобили – от наноботов до коробочек на колёсах. А андроидов, талантливых кинуть вызов человеку, мы ещё не видели (иллюстрация с сайта eurekalert.org).
Технологии, опробованные на Flame, уже в самом ближайшем будущем смогут привести к созданию самодвижущегося робота нового поколения. И с его помощью возможно будет не только помогать людям, но и развлекать их.
Голландцы кроме того желают сделать настоящую футбольную команду. И ездить с выступлениями по весям и городам. Футбольные симуляторы так как уже давно и удачно существуют – команда соперника, управляемая компьютером, может функционировать и самостоятельно.
Осталось реализовать всё это «в металле».
«Футболист» без формы (слева) и в форме (справа). Его высота – 1,2 метра. Скорость передвижения сейчас образовывает 0,5 метра в секунду.
Каркас складывается из анодированного алюминия – за счёт этого достигается лёгкость конструкции. Бегать без подзарядки TUlip может в течение 30 мин. (иллюстрация с сайта dutchrobocup.com).
К 2050 году планируется создать всецело независимую команду, которая победит мировой чемпионат по футболу… среди людей. У бразильцев, к примеру.
Будет кроме этого создана юниорская лига. Лишь отбирать в том направлении станут не по возрасту, а по росту: допускаются участники высотой до 1 метра. Дриблингу их будут обучать мастера футбола из Нидерландов.
Возможно, сам Гус Хиддинк.
Из-за чего «юниоры»? По всей видимости, по причине того, что у низких роботов лучше устойчивость. В программу обучения войдут: максимально стремительное пересечение футбольного поля, визуальное восприятие положения мяча в пространстве, координация действий между участниками команды и очень многое из того, чему настоящие футбольные тренеры обучают собственных воспитанников.
Кроме того сложно предположить, какие конкретно ещё возможности раскрываются с созданием прямоходящих гуманоидов. Да что в том месте футбол! Представьте, что машина будет бегать за чем-нибудь вам нужным – как в фильме «Я, робот» (I, Robot).
Основное, дабы неповторимыми свойствами роботов не воспользовался какой-нибудь коварный злодей.
