√олландский андроид Flame ходит с огоньком

29.05.2008, 10:59



√олландский андроид Flame ходит с огоньком
Ќа данный момент скорость передвижени€ составл€ет 0,45 метра в секунду. –обот приводитс€ в движение семью электромоторчиками (фото Technische Universiteit Delft).

 огда и почему предки человека стали ходить на двух ногах, учЄные всЄ ещЄ спор€т. Ќет даже чЄткого представлени€ о том, в какой момент древние антропоиды спустились с деревьев. «ато мы будем точно знать, когда возник первый robotus erectus Ц робот пр€моход€щий. ¬озможно, прародителем нового вида будет голландский "ќгонЄк" Ч Flame.

ѕрезентаци€ этого чуда современной техники состо€лась в рамках международной конференции по проблемам активной ходьбы Dynamic Walking 2008. јвтор разработки Ц ƒаан ’оббелен (Daan Hobbelen) из ƒелфтского технического университета (Technische Universiteit Delft). »менно он создал новый алгоритм перемещени€ в пространстве, который, как утверждаетс€, наиболее точно воспроизводит движени€ людей.

Ќа самом деле причина возникновени€ пр€моход€щей походки у человека Ц не просто случайна€ прихоть природы, а эволюционно обусловленна€ необходимость.

ѕередвига€сь на двух ногах, мы посто€нно смещаем центр т€жести и как бы немного падаем вперЄд, сами того не замеча€. Ёто нестабильное движение позвол€ет в значительной мере экономить энергию, прикладыва€ минимум усилий.

ѕланета Ўелез€ка: полезных ископаемых нет, воды нет, растительности нет, населена роботами. ¬от что представл€ет собой насто€ща€ эволюци€ пр€моход€щих роботов. » протекает она, кстати говор€, гораздо быстрее биологической (слева направо и сверху вниз): Stappo Ц 1995, Simplest Walker Ц 1999, Bob -2000, Baps Ц 2001, Museon Walker Ц 2001, Mike Ц 2002, Max Ц 2003, Denise Ц 2004, Meta Ц 2005. ѕравда, на разработку новой модели понадобилось целых три года Ц серьЄзна€ вещь (фото Technische Universiteit Delft).

ѕланета Ўелез€ка: полезных ископаемых нет, воды нет, растительности нет, населена роботами. ¬от что представл€ет собой насто€ща€ эволюци€ пр€моход€щих роботов. » протекает она, кстати говор€, гораздо быстрее биологической (слева направо и сверху вниз): Stappo Ц 1995, Simplest Walker Ц 1999, Bob -2000, Baps Ц 2001, Museon Walker Ц 2001, Mike Ц 2002, Max Ц 2003, Denise Ц 2004, Meta Ц 2005. ѕравда, на разработку новой модели понадобилось целых три года Ц серьЄзна€ вещь (фото Technische Universiteit Delft).

Ќо именно кажуща€с€ простота шага, отшлифованна€ миллионами лет эволюции, Ц насто€щий вызов дл€ специалистов по робототехнике. –еализовать человеческую походку на практике очень и очень сложно.

—тупа€ вперЄд, человек наклон€етс€ и "начинает падение", которому преп€тствует выдвинута€ нога. “акой процесс Ц результат сложной и скоординированной де€тельности многочисленных групп мышц. »ми, в свою очередь, управл€ет многоуровнева€ иерархическа€ система соответствующих импульсов головного мозга.

¬ес "ќгонька" Ц около 15 килограммов, рост Ц 1,3 метра. ќн может переступать (в буквальном смысле) через преп€тстви€ высотой до восьми миллиметров (фото Technische Universiteit Delft).

¬ес "ќгонька" Ц около 15 килограммов, рост Ц 1,3 метра. ќн может переступать (в буквальном смысле) через преп€тстви€ высотой до восьми миллиметров (фото Technische Universiteit Delft).

ѕостроить робота, просто перемещающегос€ в пространстве из точки ј в точку Ѕ, Ц тоже задачка не из лЄгких. ¬ частности мы уже писали о ковыл€ющем роботе, установившем рекорд дальности ходьбы. Ётот рекордсмен очень напоминает первые самодвижущиес€ модели на иллюстрации вверху.

¬идимо, некий эволюционный путь, пусть и искусственный, дл€ решени€ столь сложной задачи неизбежен.

ј дл€ создани€ человекоподобной (и наиболее энергоэффективной) походки требуетс€ решить проблему ещЄ более высокой сложности: спроектировать схему управлени€ равновесием в динамическом режиме.

¬ качестве примера имитации двигательного аппарата человека ƒаан демонстрирует "лодыжку" Flame (слева). ѕривод этой части ноги реализован в виде группы специальных пружин Ц они выполн€ют роль сухожилий и очень близки к ним по эластичности. ≈щЄ один важный компонент системы Ц инерциальные датчики производства компании Xsens (справа), обладающие самой высокой точностью измерени€ положени€ в пространстве (фото Technische Universiteit Delft).

¬ качестве примера имитации двигательного аппарата человека ƒаан демонстрирует "лодыжку" Flame (слева). ѕривод этой части ноги реализован в виде группы специальных пружин Ц они выполн€ют роль сухожилий и очень близки к ним по эластичности. ≈щЄ один важный компонент системы Ц инерциальные датчики производства компании Xsens (справа), обладающие самой высокой точностью измерени€ положени€ в пространстве (фото Technische Universiteit Delft).

ѕочему всЄ это важно? ѕотому что поможет глубже пон€ть принцип передвижени€ самого человека. „то, в свою очередь, позволит люд€м, которые восстанавливаютс€ после травм или имеют другие осложнени€, улучшить реабилитационные методики и создать специальные вспомогательные устройства дл€ тренировок.

¬ообще говор€, ƒелфтский университет €вл€етс€ одним из пионеров в области создани€ самодвижущихс€ роботов. ћожно сказать, что голландские учЄные решили застолбить эту нишу. Ќовые разработки в области механики двигательного аппарата должны закончить эру неловких, зомбиподобных походок у железных братьев наших меньших. ƒа и больших тоже.

 ак вы можете видеть, "производственные мощности" одного из ведущих в мире исследовательских центров робототехники весьма скромные. “акое чувство, что отр€д тимуровцев решил на досуге свинтить что-нибудь бесполезное из остатков собранного на субботнике металлолома (фото Technische Universiteit Delft).

 ак вы можете видеть, "производственные мощности" одного из ведущих в мире исследовательских центров робототехники весьма скромные. “акое чувство, что отр€д тимуровцев решил на досуге свинтить что-нибудь бесполезное из остатков собранного на субботнике металлолома (фото Technische Universiteit Delft).

ƒаан ’оббелен говорит, что многоуровнева€ система управлени€ впервые позволит роботам быть более пластичными и энергоэффективными. —равн€тьс€ с людьми то есть.

√олландец утверждает, что его разработка Ц это первый электронный гуманоид, который одновременно и устойчив, и потребл€ет сопоставимое с человеческим организмом количество энергии. ѕо его мнению, технологический прорыв состоит в разработке наиболее продвинутой математической модели двигательных функций человека.

ќснову изобретени€ составл€ет некий прототип вестибул€рного аппарата Ц с его помощью происходит анализ информации о движении, и робот не тер€ет равновесие, переставл€€ ноги.

ѕо словам автора, Flame Ц самый продвинутый пр€моход€щий робот в мире. ѕо крайней мере среди антропоморфных, то есть копирующих движени€ человека, машин.

¬ качестве мышечного "привода" в нЄм используютс€ электромоторы. ѕрограммное обеспечение, между прочим, на базе Linux.

Ќа первый взгл€д, результаты не сильно впечатл€ют. ќсобенно стороннего наблюдател€, далЄкого от проблем разработки биомеханических систем. Ќо заложенные в конструкции ресурсы Ц "железо" Ц позвол€т в будущем существенно улучшить все параметры ходьбы. ѕо мере того как софт будет доводитьс€ до ума.

ѕредлагаем вам самим сравнить походку "ќгонька" с самым известным на сегодн€шний день роботом-гуманоидом Ц ASIMO, о котором мы писали многократно. Ќапример, о том, как он разносит кофе или в очередной раз наращивает интеллект. „то там говорить, ASIMO Ц насто€ща€ звезда.

¬роде бы €понец выгл€дит более подвижным и устойчивым. ќн даже умеет поворачивать чуть ли не на бегу. Ќо всЄ-таки передвигаетс€ "на полусогнутых" Ц не так, как человек. Ќа наш взгл€д, походка голландца более соответствует своему прототипу. Ѕудем наде€тьс€, что не историческому.

ќтметим, что просто ходьба Ц это только вершина айсберга. ¬ течение нескольких лет разработчики из ƒелфта планируют добитьс€ ещЄ более грандиозных успехов в эволюции robotus erectus.

Ќапример, добавить им "органы чувств" и некое подобие искусственного интеллекта Ц дл€ интерпретации полученных от окружающего мира сигналов. ¬прочем, искусственный интеллект это, как говоритс€, совсем друга€ истори€.

«ато, по мнению учЄных, дальнейшее развитие двигательных алгоритмов и соответствующего "железа" позволит роботам очень резво бегать.

«накомьтесь: TUlip Ц участник сборной Ќидерландов на чемпионате по футболу среди роботов (2008 RoboCup Soccer) в китайском —учжоу. “олько пока в таких сост€зани€х выступали небольшие машины Ц от наноботов до коробочек на колЄсах. ј андроидов, способных бросить вызов человеку, мы ещЄ не видели (иллюстраци€ с сайта eurekalert.org).

«накомьтесь: TUlip Ц участник сборной Ќидерландов на чемпионате по футболу среди роботов (2008 RoboCup Soccer) в китайском —учжоу. “олько пока в таких сост€зани€х выступали небольшие машины Ц от наноботов до коробочек на колЄсах. ј андроидов, способных бросить вызов человеку, мы ещЄ не видели (иллюстраци€ с сайта eurekalert.org).

“ехнологии, опробованные на Flame, уже в самом ближайшем будущем могут привести к созданию самодвижущегос€ робота нового поколени€. » с его помощью можно будет не только помогать люд€м, но и развлекать их.

√олландцы даже хот€т сделать насто€щую футбольную команду. » ездить с выступлени€ми по городам и вес€м. ‘утбольные симул€торы ведь уже давно и успешно существуют Ц команда противника, управл€ема€ компьютером, умеет действовать и самосто€тельно. ќсталось реализовать всЄ это "в металле".

"‘утболист" без формы (слева) и в форме (справа). ≈го высота Ц 1,2 метра. —корость передвижени€ на данный момент составл€ет 0,5 метра в секунду.  аркас состоит из анодированного алюмини€ Ц за счЄт этого достигаетс€ лЄгкость конструкции. Ѕегать без подзар€дки TUlip может в течение 30 минут (иллюстраци€ с сайта dutchrobocup.com).

"‘утболист" без формы (слева) и в форме (справа). ≈го высота Ц 1,2 метра. —корость передвижени€ на данный момент составл€ет 0,5 метра в секунду.  аркас состоит из анодированного алюмини€ Ц за счЄт этого достигаетс€ лЄгкость конструкции. Ѕегать без подзар€дки TUlip может в течение 30 минут (иллюстраци€ с сайта dutchrobocup.com).

  2050 году планируетс€ создать полностью автономную команду, котора€ выиграет чемпионат мира по футболуЕ среди людей. ” бразильцев, например.

Ѕудет также создана юниорска€ лига. “олько отбирать туда станут не по возрасту, а по росту: допускаютс€ участники высотой до 1 метра. ƒриблингу их будут обучать мастера футбола из Ќидерландов. Ѕыть может, сам √ус ’иддинк.

ѕочему "юниоры"? ¬идимо, потому что у невысоких роботов лучше устойчивость. ¬ программу обучени€ войдут: максимально быстрое пересечение футбольного пол€, визуальное воспри€тие положени€ м€ча в пространстве, координаци€ действий между членами команды и многое из того, чему насто€щие футбольные тренеры обучают своих воспитанников.

ƒаже сложно предположить, какие ещЄ возможности открываютс€ с созданием пр€моход€щих гуманоидов. ƒа что там футбол! ѕредставьте, что машина будет бегать за чем-нибудь вам нужным Ц как в фильме "я, робот" (I, Robot).

√лавное, чтобы уникальными способност€ми роботов не воспользовалс€ какой-нибудь коварный злодей.


 лючевые слова:
‘утболист
√олланди€
јндроиды
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

јндроиды


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.