Идея создания и реализации искусственных существ почти так же стара, как и идея человечества. После нескольких замечательных исследований Леонардо да Винчи, первые известные искусственные машины, называемые автоматами, были построены, в частности, Жаккаром, Жаке-Дро, Вокансоном (включая его знаменитую утку) во Франции примерно в 18 веке. За этим последовал флорилегий, построенный в период с 1850 года по 1914. Следует отметить, что возрождением тогда руководили ученые, а не гениальные инженеры, художники или волшебники из средневековья.
Начало
Первопроходческие работы в области шагающих роботов были проведены примерно в 1970 году двумя известными исследователями, Като и Вукобратовичем, для которых характерна разработка соответствующих экспериментальных систем. В Японии первый антропоморфный робот WABOT 1 был продемонстрирован в 1973 году И.Като и его командой в университете Васэда. Используя очень простую схему управления, он смог реализовать несколько медленных шагов в статическом равновесии. Это достижение положило начало плодотворному поколению шагающих роботов в Японии.
Параллельно с этим М.Вукобратович и его команда принимали активное участие в решении проблем функциональной реабилитации. В Институте Михаила Пуппина в Белграде они разработали первые активные экзоскелеты и несколько других устройств, таких как белградская рука, но наиболее известным результатом остается анализ устойчивости локомотива, который был проведен примерно в 1972 году с помощью метода нулевой моментной точки, широко используемой с того времени.
Это была первая попытка формализовать потребность в динамической устойчивости шагающих роботов. Идея заключалась в использовании динамического ключа для расширения классического критерия статического баланса (центр масс должен выступать внутри выпуклого корпуса контактных точек).
Американский вклад
В следующем десятилетии прорывы пришли из Соединенных Штатов. После ранней работы Р.МакГи в 1960-х годах в Университете Южной Калифорнии, затем в 1970-х годах в Огайо (Университет штата Огайо), в результате которой появилась первая управляемая компьютером ходячая машина, М.Райберт начал изучать динамически стабильную работу в CMU (Университет Карнеги-Меллон). Затем он основал Массачусетский технологический институт (MIT), где была разработана последовательность активных прыгающих роботов с одной, двумя или четырьмя ногами, с впечатляющими результатами, среди которых знаменитый двуногий торговый автомат с флиппер-формованными башнями. Одновременно, McGhend K.Waldron, после создания некоторых прототипов, добился разработки крупнейшего в мире гексапода, получившего адаптивную подвеску квазииндустриальной системы, способной передвигаться по естественной неровной местности, которая управлялась человеком.
Новое время
Третий ключевой период исследований в области шагающих роботов наступил в начале 1990-х годов. Действительно, идея изучения чисто пассивных механических систем была впервые выдвинута МакГиром. В этой основополагающей статье МакГир представляет концепцию естественного циклического поведения для класса очень простых систем: плоский компас на наклонной плоскости. Стабильная ходьба является результатом равновесия между увеличением энергии за счет наклона склона и потерями при столкновениях. Однако здесь следует подчеркнуть, что МакГир популяризировал среди робототехников анализ таких систем, использующих Poincarémaps, для анализа таких систем. Несколько исследователей следовали по следам, открытым МакГиром, со многими расширениями: добавление ствола, ног и коленей, полупассивный контроль, системы ходьбы или бега, такие как кроличий робот и так далее.
Конец тысячелетия ознаменовался периодом интенсивной технологической деятельности. Промышленные прорывы показали миру, что создание настоящих гуманоидов стало возможным. В Японии первый гуманоидный робот Р2 был выставлен компанией Honda в 1996 году, а затем еще несколько.
В настоящее время наиболее впечатляющие технические достижения до сих пор реализуются промышленными предприятиями: ASIMO (Honda), QRIO (Sony), HRP (Kawada), которые сегодня являются, помимо прочего, основными примерами. Параллельно следует отметить, что рынок малых гуманоидных роботов, в основном предназначенных для развлечений, в последнее десятилетие неуклонно рос.
Рассматривая историю вышеизложенного и современное состояние дел, становится ясно, что робототехника сталкивается с вызовом времени. Доступны очень хорошие технологические достижения, особенно двустворчатые роботы.
Однако способность этих систем действительно автономно передвигаться по неровным и разнообразным рельефам в повседневной жизни, еще предстоит продемонстрировать.
