MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (MIT CSAIL) при финансовой поддержки Фонда Билла и Мелинды Гейтс.
27 сентября 2017 года в журнале Science Robotics команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) совместно с Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) представили революционную разработку — робота Primer, способного кардинально менять свои функции, просто «переодеваясь» в разные экзоскелеты.
Этот кубический трансформер, управляемый магнитными полями, умел ходить, катиться на колёсах, плавать и даже планировать в воздухе, сбрасывая ненужные «костюмы» после выполнения задачи. Эта инновация открыла новые перспективы для создания универсальных роботов, способных адаптироваться к сложным условиям.
Робот с «переодеванием»
Кубический робот по имени Primer управляется с помощью магнитов и способен выполнять различные действия, меняя экзоскелеты. Эти «костюмы» под воздействием температуры сворачиваются в нужную форму. После выполнения задачи робот может «сбросить» экзоскелет, просто погрузившись в воду — материал растворяется, освобождая Primer для нового задания.
Вдохновение природой
Подобно бабочкам, отращивающим крылья, или ракам-отшельникам, меняющим панцири, многие животные адаптируются к среде, трансформируя внешние оболочки. Хотя люди не обладают такими способностями, они создают технологии, имитирующие эту адаптивность, — включая роботов.
Однако, в отличие от героев фильмов «Трансформеры», современные роботы остаются довольно ограниченными: их компоненты жёстко зафиксированы и выполняют узкоспециализированные функции.
Как работает Primer?
Исследователи из MIT CSAIL разработали робота, способного менять «апгрейды» для разных задач:
- Walk-bot: ходит на двух ножках.
- Wheel-bot: катится на колёсах (в 2 раза быстрее, чем Walk-bot).
- Boat-bot: плавает, выдерживая вдвое больше собственного веса.
- Glider-bot: планирует в воздухе для преодоления больших расстояний.
Primer может комбинировать экзоскелеты, как матрёшка. Например, сначала он надевает один «костюм» для ходьбы, а затем — второй, более крупный, чтобы переносить предметы. Для этого робот встаёт на пластиковый лист, который складывается вокруг него в четыре «руки».
Перспективы технологии
- Космос: Один робот с набором экзоскелетов сможет выполнять на Марсе множество задач.
- Микрофабрики: Быстрое производство специализированных деталей по требованию.
- Открытый код: В будущем пользователи смогут обмениваться дизайнами «апгрейдов», как в сообществе 3D-печати.
Цитата разработчиков:
«Зачем обновлять весь робот, если можно просто поменять его часть?» — Даниэла Рус, директор CSAIL.
Технические детали
- Экзоскелеты создаются за часы и активируются за секунды при нагреве.
- Проект поддерживается Национальным научным фондом США.
Что дальше? Учёные планируют расширить функционал: добавить плавание под водой, движение в песке и даже смену цвета для маскировки.
Даниэла Рус (Daniela Rus) (1963 г.р.) - румыно-американский специалист по информатике. Она является директором лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института и профессором Эндрю и Эрны Витерби на кафедре электротехники и компьютерных наук Массачусетского технологического института.
Последние открытия и работы Даниэлы Рус
Жидкие нейронные сети (Liquid Neural Networks)
Одним из значительных достижений последних лет, связанных с Даниэлой Рус, является разработка жидких нейронных сетей — нового типа ИИ-моделей, которые отличаются компактностью, адаптивностью и способностью к обучению в реальном времени. Эти сети были представлены в работах ее команды в MIT CSAIL, включая публикацию в Science Robotics (2023). Они позволяют роботам и дронам лучше ориентироваться в неизвестных условиях, например, при управлении полетом в сложных средах. Это открытие имеет потенциал для применения в автономных транспортных средствах и робототехнике.
Мягкая робототехника (Soft Robotics)
Даниэла Рус продолжает развивать направление мягкой робототехники, где роботы создаются из гибких материалов, таких как силикон. Недавние проекты включают создание 3D-печатных роботизированных рук, способных манипулировать хрупкими объектами (например, яйцами или дисками). Эта технология была продемонстрирована на конференциях в последние годы и направлена на преодоление ограничений традиционных жестких роботов.
Автономные транспортные системы
В рамках программы SMART и сотрудничества с Toyota-CSAIL Joint Research Center Даниэла Рус руководит разработкой автономных автомобилей для индивидуальной мобильности по запросу. Ее команда создала флот самоуправляемых машин (включая гольф-кары и электромобили), которые используют данные для оптимизации маршрутов и повышения безопасности.
Изобретения
Складывающиеся оригами-роботы
Одно из примечательных изобретений — миниатюрные роботы, которые собираются из плоских листов пластика при нагревании. Эти устройства, весом всего треть грамма, могут плавать, карабкаться, преодолевать неровности и нести груз, вдвое превышающий их вес. Это пример инновационного подхода к созданию легких и универсальных роботов.
Модульные и самореконфигурируемые роботы
Даниэла Рус и ее лаборатория (Distributed Robotics Lab) разработали модульные системы, такие как роботизированные кубы, которые могут собираться в различные формы для выполнения задач. Эти изобретения демонстрируют потенциал адаптивных роботов для работы в динамичных условиях.
Темы исследований
Робототехника и автономия
Основной фокус исследований Даниэла Рус — развитие науки и инженерии автономии. Она работает над повышением способности машин к рассуждению, обучению и адаптации в средах, ориентированных на человека. Это включает создание интуитивных интерфейсов между роботами и людьми.
Искусственный интеллект и машинное обучение
Помимо жидких нейронных сетей, Даниэла Рус исследует новые подходы к машинному обучению, которые решают проблемы интерпретируемости, обобщения и справедливости ИИ-систем. Ее работы направлены на создание компактных и эффективных моделей для реальных приложений.
Распределенные системы и роевая робототехника
Даниэла Рус продолжает изучать координацию множества роботов, работающих вместе. Ее вклад включает алгоритмы с гарантированной производительностью для децентрализованного управления, что важно для таких областей, как мониторинг окружающей среды и поисково-спасательные операции.
Технологии для общества
Среди прикладных тем — использование робототехники и ИИ в медицине, транспорте, сельском хозяйстве и городском планировании. Например, проект Fifth Sense с фондом Андреа Бочелли направлен на разработку носимых устройств для людей с нарушениями зрения.
Публикации и влияние
Даниэла Рус активно публикует свои исследования, включая книги:
- The Heart and the Chip: Our Bright Future with Robots (2024) "Сердце и чип: наше светлое будущее с роботами" — о будущем взаимодействия человека и машин.
- The Mind's Mirror: Risk and Reward in the Age of AI (2024) "Зеркало разума: риск и вознаграждение в эпоху искусственного интеллекта" — об ИИ и его влиянии на общество.
- Computing the Future: A Decade of Innovation at MIT CSAIL (2023) "Вычисления будущего: Десятилетие инноваций в MIT CSAIL (2023" — о достижениях CSAIL под ее руководством.
Ее работы широко цитируются (более 86 тысяч ссылок по данным Google Scholar), а сама она является членом Национальной инженерной академии США, лауреатом MacArthur Fellowship (2002) и множества других наград.
Заключение
Последние открытия Даниэла Рус связаны с инновациями в мягкой робототехнике, жидких нейронных сетях и автономных системах, которые делают роботов более адаптивными и полезными для человека. Ее исследования формируют будущее технологий, где машины станут неотъемлемой частью жизни, подобно смартфонам сегодня.