Как проектировался самый сложный робот
Такого робота создали почти 7 лет назад, и его постоянно дорабатывают, по этой причине на данный момент пока никому не удалось его превзойти. Агентство по передовым оборонным научно-исследовательским проектам США (DARPA) сообща с компанией Boston Dynamics создали человекоподобного робота Atlas. Он отлично ориентируется в пространстве и имеет 28 гидравлических суставов, множество сенсоров и современную систему управления.
В Boston Dynamics говорят, что первое время роботом правил оператор, для того, чтобы сделать трехмерную карту территории передвижения. Однако затем робот смог передвигаться самостоятельно с уже внесенной в его базу информацией об окружении и препятствиях на пути следования.
Поначалу он и правда подсказывал прислужника из «Скайнет» и не мог двигаться без подключения к управляемому компьютеру и электропитанию. Имел рост 190 сантиметров и массу 136 килограмм. Всего пара лет понадобилась создателям, чтобы создать новую версию робота Atlas, который стал самым сложным роботом на земле. Сначала они обновили его прошивку, а затем — и все «тело», сделав робота еще больше похожим на человека.
Новый робот Atlas Boston Dynamics
Разработчики добавили в робота-гуманоида аккумулятор объемом 3,7 кВч, сумевший обеспечить ему час автономной работы, включающей в себя передвижение и некоторые иные деянья. Окромя, для компенсации увеличения массы за счет монтирования аккумулятора инженерам пришлось использовать более легкие материалы при твореньи корпуса Atlas. Также создатели добавили в робота беспроводной модуль для связи и улучшили его подвижные части, увеличив свободу передвижения робота. Его рост уменьшили до 1,5 метра, а вес — до 75 килограмм, чтобы было легче выполнять маневры. Инженеры планировали сделать гуманоида максимально легким и прочным, многие его детали созданы с нуля разработчиками из Boston Dynamics и напечатаны на 3D-принтере. Такого более ни у кого нет.
С тех пор разработчики гуманоида занимаются тем, что улучшают его систему навигации и обучают его новым движениям, которые потенциально могут пригодиться ему при работе в сложных условиях. Так, в прошлом году Atlas обучился разворачиваться в прыжке на 360 градусов — прямо как гимнаст. Как у него все это выходит?
Как устроен самый трудный робот
Помимо 28 шарнирных суставов, с подмогою которых Atlas двигает конечностями, робот также оснащен обильем моторов (их количество держится в секрете), которые приводят его в движение, получая питание уже от встроенного батарей. Как робот распознает, что ему, например, необходимо перешагнуть через препятствие? Для этого у него есть стереозрение, лидары, гироскопы, дальномеры и другие сенсоры, которые подсобляют ему ориентироваться в пространстве. Вся эта информация поступает в центральный процессор — очень мощный чип, который и отправляет сигнал на моторы. А они уже приводят робота в движение. Работу Atlas можно сравнить с работой человеческого мозга: если глаз человека видит опасность, он отправляет информацию об этом в головной мозг, а оттуда дается распоржение, например, увернуться корпусом или отойти в сторону.
Atlas имеет одну из самых компактных мобильных гидравлических систем в мире. За счет индивидуальных двигателей, клапанов и гидравлической силовой установки Atlas может подавать необходимую мощность для любого из своих 28 гидравлических соединений. Именно по этой причине он так задорно занимается паркуром, бежит, кувыркается — ни один иной робот на такое не способен. А поскольку аналогов никто не производит, Boston Dynamics принуждена делать большинство компонентов с нуля.
За несколько лет робота обеспечили усовершенствованной системой управления, благодаря которой он знает очень много движений. На планирование каждого движения у него уходит пол секунды — за это время робот анализирует пространство вокруг себя (с датчиков), сам себя взвешивает (оценивая, хватит ли мощности, чтобы поднять корпус и преодолеть препятствие) и принимает решение. Занимательно, что инженерам удалось научить робота применять руки для баланса тела так же, как человек.
Предельная скорость передвижения робота Atlas составляет 1,5 м/с или 5,4 км/ч, что сравнимо со скоростью ходьбы человека.
Некоторым показалось, что робот обладает интеллектом, однако это есть не так. Его программное обеспечение было полностью написано инженерами, которые могут управлять роботом с помощью макрокоманд (например, заставить его бежать, присесть, сделать шаг и так далее). То есть он либо управляется «с пульта», либо просто выполняет запрограммированные команды. Команды уже преобразуются в микродействия и алгоритмы конечностей для обеспечения данных движений. Управляется гуманоид с помощью роботехнической ОС (ROS — Robotics Operating System). Большинство расширений для него написаны на языках программирования C++ и Python. Правда, официально эту информацию не подтверждали — Boston Dynamics держит очень много секретов. Еще бы, ведь это самый сложный робот в мире.
Зачем нужны роботы
В планах Boston Dynamics — дополнить к роботу ИИ, а там и до возможности реагировать на команды близко. Конечно, можно записать набор фраз и встроить их, но это какие-то «инновации ради инноваций», такое сейчас есть даже в вашей разумной колонке. Здесь же масштабы совсем другие.
Сейчас, например, роботы Boston Dynamics помогают в борьбе с коронавирусом в США.
Изначально Altas разрабатывался для проведения спасательных операций после техногенных или природных катастроф. К примеру, для ликвидации последствий после цунами и взрыва АЭС, как это случилось в 2011 году в Японии. Но с каждым годом сфер его применения становится все больше, и кто знает — может через 20 лет такие «Алтасы» будут встречать вас на ресешпен в отеле. Или использоваться в качестве замены солдат в армии.