Взаимодействие без контакта,
с роботом в качестве
физической замены.
Мы живём в век становления робототехники на пьедестал промышленного прогресса: так называемый Искусственный Интеллект уже может нам подсказать, где ошибка и как что-то сделать лучше, а запрограммированные механизмы могут выполнить целые комплексы операций вместо живого рабочего и гораздо лучше него.
Однако роботам не хватает понимания окружающей среды и восприятия объектов своих манипуляции. То есть, у них нет сенсорной чувствительности, как у нас, они не понимают прикосновений. Кроме того, их движения обделены плавностью, точностью и контролируемостью инерционных моментов. Решением этих вопросов занялась группа исследователей из американского Северо-Восточного Университета.
Сам проект предполагает создание роботизированных манипуляторов, оснащённых дистанционным управлением. Однако, хоть идея не нова, метод её воплощения несколько отличается: в своих устройствах инженеры решили отказаться от размещения двигателей в ключевых узлах машины (в «суставах запястья», если проводить аналогии с нашими руками), как было раньше. Теперь тяжёлые двигатели находятся в основании установки – примерно, как в бормашине зубного врача.
«Без двигателей в руке они намного легче, чем традиционные руки, – говорит Питер Уитни, доцент кафедры машиностроения и промышленной инженерии Северо-Восточного Университета. – Так что теперь, если у вас есть более лёгкая рука, вам будет намного легче перемещать её».
Исследователи показали рабочий вариант на практике: учёный совершал различные манипуляции правой рукой с закреплённым на ней С-образным ухватом. В это же время находящаяся рядом роботизированная рука с успехом копировала все его плавные действия, словно они работали в тандеме.
Но не всё, конечно, и получилось. Так, было не совсем очевидно каким образом можно позволить человеку почувствовать усилие, применяемое механической рукой. Если в одних ситуациях можно было обойтись поддержкой простого визуального контроля за совершаемыми действиями, то, когда робот закрывал собой объект манипуляции, эта поддержка исчезала, и человек оказывался слеп не только оптически, но и тактильно. То есть, вывод однозначен: нужно научиться передать пользователю чувство осязания текстуры поверхности объекта.
Эта необходимость перекликается с другими условиями благотворного удалённого использования роботизированных устройств. Например, понимание среды, в которой находится машина, не менее важно с точки зрения адекватности применяемых решений и действий. Так что технический прогресс должен будет преодолеть и это фундаментальное препятствие.
Благодаря избавлению от лишней нагрузки на узлах роботизированных систем в виде громоздких двигателей и вызванному этим облегчению всей конструкции, теперь у исследователей есть возможность провести машинное обучение в реальном времени. То есть, во время эмпирического «воспитания» специализированной нейромодели будет считываться информация, показывающая, сколько силы было приложено в том или ином случае.
Успех в этом деле будет означать, что однажды врачи смогут выполнять срочные операции удалённо – например, не входя лично в зону карантина или не присутствуя на поле боя, – а сапёры смогут обезвреживать бомбы и вести промышленные подрывные работы, физически находясь на безопасном удалении от взрывных устройств. Также станет гораздо удобнее и безопаснее изучать глубины океанов, и может быть даже – когда-нибудь потом, в далёких-далёких галактиках – пройтись по чудесным планетам.
По материалам АРМК.
