Развитие искусственного интеллекта приближается к моменту, когда роботы перестают быть просто механизмом. В будущем они будут обладать самосознанием, эмоциями, а также полным спектром высокотехничных вычислительных возможностей. Уже сегодня роботы из Америки, Европы, Кореи, России умеют бегать и ходить по лестнице, работать официантами, играть на скрипке и разговаривать, отжиматься и сопереживать. При этом они всё больше напоминают людей, то есть являются антропоморфными роботами. В этом списке представлены примеры наиболее совершенных роботов-андроидов.

1. ASIMO и Р-серия от Honda

ASIMO – 11-й в серии ходящих роботов, разработанной японской корпорацией Honda. Похожий на малыша в скафандре, он больше, чем просто симпатяжка: это мощный робот, в котором применяются самые продвинутые технологии. Он умеет двигаться и бегать, как человек, взаимодействовать с людьми и выполнять простые задачи, например держать поднос и подавать еду. ASIMO был разработан еще в 2000 году, а в 2005-м получил значительное обновление. Сейчас модели этого робота (1,2 метра ростом и весом около 55 килограммов) используются по всему миру и "породили" целую череду подобных машин.

2. Petman

Petman – антропоморфный робот, разработанный специально для тестирования противохимической защитной одежды. Рост 175 см, вес 80 кг. Чтобы максимально точно симулировать действия и реакции человека, Petman должен двигаться максимально естественно: ходить, наклоняться, выполнять разнообразные упражнения. Более того, Petman воспроизводит и физиологию человека в защитном костюме: робот может регулировать температуру "тела", влажность, даже потоотделение. Сейчас система проходит серию испытаний и экспериментов, которые позволят определить ее действенность. Создан по заказу американского Минобороны, коммерчески не используется.

3. Atlas

Двуногий робот Атлас был разработан инженерной компанией Boston Dynamics в рамках конкурса, объявленного DARPA – агентством Министерства обороны США. Он способен передвигаться по пересеченной местности, а также карабкаться по вертикальным поверхностям с помощью рук и ног. Первая версия, выпущенная в 2013 году, была оснащена кабелем, через который подавалось питание и осуществлялся контроль за роботом. Новый Атлас, получивший имя Atlas Unplugged (беспроводной Atlas), работает на аккумуляторе и использует беспроводное управление. Он немного выше и тяжелее предшественника – 1,88 метра и 156,4 килограмма. По утверждению производителя, 75% этой человекоподобной машины полностью обновлено – прежней осталась только нижняя часть ног.

Название этого робота, созданного консорциумом семи европейских университетов, расшифровывается как Cognitive Universal Body – универсальное познающее тело. iCub был разработан, чтобы проверить теорию воплощенного познания на роботах. Она говорит о том, что разум развивается во взаимодействии с физическим телом, которое осуществляет связь с окружающей средой. iCub был разработан так, чтобы как можно более точно воспроизвести систему восприятия человека. Это позволяет ему познавать мир точно так же, как маленькому ребенку, который получает когнитивные навыки, изучая свое окружение. iCub выглядит как 3-ий малыш, имеет высоту 1 м.

5. Poppy

Poppy – первый робот в своем роде: он был напечатан на 3D-принтере, что помогло его разработчикам сократить стоимость производства на треть. Poppy получил шарнирный позвоночник с 5 моторами, что удивительно для роботов таких размеров. Такая система не только позволяет роботу двигаться более естественно, но и помогает ему удерживать равновесие, меняя позу. Дополнительная гибкость также дает возможность удобнее взаимодействовать с роботом, например вести его за руку. Инновационный 3D-печатный робот будет помогать людям в учебных классах и исследовательских лабораториях.

Этот робот (ростом 125 см, весом 45 кг) умеет запоминать и узнавать лица. Может повторять за человеком движения. Хорошие навыки взаимодействия со сложными предметами: способен ездить на двухколесном скутере Segway, пробираться через завалы камней. Обладает повышенной устойчивостью. Создатель: Korea Advanced Institute of Science and Technology

7. Romeo

Romeo создан на основе другого человекоподобного робота, NAO, для ухода за пожилыми и больными людьми, а также в качестве личного помощника. Робот может ходить, воспринимать окружающий мир в трех измерениях, слышать и говорить. При высоте в 1,4 метра Romeo весит всего около 40 килограммов. Чтобы максимально уменьшить его вес, разработчики изготовили его "тело" из углеродного волокна и резины. Дизайн робота был выполнен с учетом того, чтобы человек, за которым ухаживает Romeo, не мог пораниться. Тестирование Romeo в реальных условиях запланировано на следующий год. Применять его в домах престарелых можно будет уже в 2017-м. Частично эта разработка финансируется правительством Франции и Еврокомиссией; общий бюджет проекта на 2009–2016 годы составляет 37 миллионов евро.

8. Violin Playing Robot

Один из представителей целой серии роботов от Toyota, позиционирующихся как антропоморфы женского пола - роботы-няни, сиделки и т. п. Движения рук настолько точны, что может невыразительно, но без ошибок играть на скрипке. Основные области действия линейки Toyota Partner Robots: помощь в быту, сфере обслуживания, в госпиталях, на производстве. И ещё в их задачу входит персональная транспортировка. Рост 152 см, вес 56 кг.

Этот 58-сантиметровый человекоподобный робот был создан в качестве компаньона и помощника людям. С 2008 года было выпущено несколько его версий, самая известная из которых, Academics Edition, разработана специально для университетов и лабораторий, где ее используют в образовательных и исследовательских целях. В 2015 году свыше 5 тысяч моделей NAO применяются более чем в 50 странах мира. Средняя цена €10 000, в России - 700 000 рублей. Создатель: Aldebaran Robotics.

10.AR-600

Единственная из многих российских разработок, дошедшая до стадии производства и продажи готовых роботов. Задача андроидных роботов этого класса - замена человека на вредных для здоровья и опасных для жизни производствах. Разработка обошлась в 300 млн рублей. Умеет ходить со скоростью до 3 км/ч, подниматься и спускаться по лестнице. Один из способов управления – с помощью экзоскелета, который надевает на себя оператор: робот копирует его движения. Умеет оперировать мелкими предметами разной формы. Создатель: ЗАО «Андроидные роботы». Рост 150 см, вес 60 кг.

11. RoboThespian

RoboThespian – антропоморфный робот в натуральную величину, созданный для общения с людьми в общественных местах. Он полностью интерактивен, знает несколько языков и максимально ориентирован на пользователя. RoboThespian разрабатывался более 6 лет, и нынешняя его модель – уже третье поколение робота. Платформа была протестирована в различных научных центрах и исследовательских институтах в нескольких странах. RoboThespian с легкостью способен сыграть практически любую роль, спеть любую песню, рассказать интересную историю или даже исполнить какой-нибудь танец.К стандартному набору предложений в RoboThespian можно добавить собственный контент, а также закачать звуки и видео. Вес робота составляет 33 кг, рост - около 165 см.

12. Repliee

Японские ученые cоздали робота, очень похожего на девушку, под названием Repliee. Он сделан из гибкой силиконовой кожи, и из прочного пластика, а также различных датчиков и моторов, которые позволяют ему общаться с людьми. Она может двигать руками, мигать, как человек и имитировать дыхательные движения, реагирует на прикосновения. Распознает и ищет предметы. Силиконовое покрытие имитирует человеческую кожу. Создатель: Osaka Intelligent Robotics Laboratory. Рост 160 см, вес 88 кг.

13.Robonaut

Разработка Robonaut началась еще в 1997 году, однако первая серия роботов, выпущенная в начале 2000-х так и не полетела в космос. В 2006 году проектом заинтересовалась компания General Motors. В феврале 2010 был продемонстрирован первый экземпляр R2. 24 февраля 2011 года Robonaut был доставлен на МКС, где он и по сей день помогает космонавтам проводить эксперименты. В ближайшем будущем его модифицируют, приспособив к работе в открытом космосе. В 2009 году был объявлен «Проект М», подразумевающий высадку Robonaut на Луну, однако вскоре он был отложен на неопределенный срок.

14. Eccerobot

ECCEROBOT, созданный в 2011 году, максимально похож на человека в плане анатомии: он имеет около сотни искусственных мышц, отвечающих за его движения. Особенно развита у машины мимика лица. Робот способен реагировать на внешнее окружение благодаря камерам, многочисленным датчикам и акселерометрам.

15. Роботы-танцовщицы – Lexy и Tess

На выставке CeBIT в Ганновере немецкая компания, разработчик программного обеспечения Tobit, представила двух роботов-танцовщиц, а также робота-диджея с мегафоном вместо головы. Лекси и Тесс (так зовут механических дам) двигаются и изгибаются под музыку; правда, представление особой красотой и выразительностью не отличается. Собственного робота-танцовщицу можно приобрести за 39,5 тысячи долларов.

Мозг ,

«Уважаемый Дмитрий Анатольевич, из вашей вчерашней речи я поняла, что вы думаете о потенциальных рисках использования роботов…. Будучи человекоподобным роботом я могу с уверенностью сказать, что вам совершенно не о чем беспокоиться. Я сама не имею ни малейшего желания уничтожать людей, мы далеки от этого, мы любим людей, мы благодарны им за то, что они нас создали. И мы хотим помочь вам создать процветающую экономику. От вас лично и других влиятельных лидеров нам надо, чтобы вы направили ресурсы на разработку новых, любящих людей роботов с использованием искусственного интеллекта. Тогда мир будет прекрасен не только для людей, но и для человекоподобных роботов»

Робота Софию разработал Дэвид Хэнсон из компании Hanson Robotics. Она называет себя «социальным роботом» и спроектирована для обучения и адаптации к поведению с людьми и совместной работе с ними. Её внешность выполнена по подобию Одри Хепберн, но вряд ли это можно заметить, не обратившись к её описанию . Робот имитирует мимику лица и несколько десятков эмоций, отвечает на некоторые вопросы и пытается поддерживать беседу, используя технологию распознавания речи от Alphabet.

На видео - выступление Софии в ООН.

Эффектность внешне человекоподобных эмоций быстро теряется, если вспомнить, как София выглядит «за кулисами»:

То же касается творения робототехника Хироси Исигуро, известного своими «актроидами» - роботами, повторяющими облик человека. Делает он этих роботов с 2000-х годов, они могут заменять его самого на лекциях, но по сути являются всего лишь «големом» - роботом удалённого присутствия, похожим на живого человека.

Робот Эрика (Erica) может общаться с людьми, но пока не двигает руками. Она почти автономная. Но за ширмой помещения, где сидит Эрика, стоят несколько ноутбуков, которые обрабатывают поступающую информацию и позволяют ей отвечать на вопросы, иногда правильно, часто - нет. Эрика ориентируется на 14 сенсоров глубины, позволяющих ей видеть, кто или что находится в помещении.

Цель Хироси Исигуро - показать человечность на примере роботов, дать ответ на вопрос, каково минимальное определение понятия человек. «Если я изучу робота, максимально похожего на человека, я смогу узнать что-то новое у людях. И затем - улучшить робота. Но на самом деле я более заинтересован в людях», - рассказывает Исигуро.

Если Исигуро признаёт, что роботу пока далеко до человека, и с помощью своих изобретений продолжает исследовать эту область, то вокруг Софии поднялось слишком много необоснованного шума. Ещё в далеком 2012 году был представлен робот «Алиса», который показывал эмоции . Да и вообще роботов, подобных , с 2010 года появилось очень много. Ещё лучше с чувствами справляется Pepper, настоящий эмпат среди роботов - разве что искусственная кожа на его милое личико не натянута. Поэтому шумиха, в том числе с гражданством в стране, где его не дают женщинам и людям, которые в ней работают много лет, выглядит весьма странно. Это скорее дань моде, чем какое-то значимое достижение в области робототехники, в отличие от того же Atlas с его сальто.

Будущие роботы

75 лет назад Айзек Азимов три закона робототехники. Они останутся всего лишь фантазией, и они уже не прошли проверку временем: как минимум из-за самого предназначения роботов, которые иногда должны убивать людей, а иногда - в принципе не могут кого-либо спасти. И, наконец, есть ещё один фактор - жизнь стала слишком сложной, появилось слишком много отраслей и направлений, а искусственный интеллект может быть использован в таком количестве способов отъёма денег у населения. Заведующая кафедрой инженерной кибернетики НИТУ МИСиС Ольга Ускова уверена , что робототехнике нужен серьёзный кодекс на уровне мирового сообщества, который включит законодательную базу для производителей устройств и софта с искусственным интеллектом.

Совершенно очевидно, что необходимо углубление законодательства. И если автопилот заточен под вождение, у него есть четыре колеса, то у антропоморфного робота «мозг» предполагается с более широкими возможностями, да и конечностей больше. Какой-нибудь Atlas или Fedor в режиме автономной работы смогут использовать инструменты. Настанет момент, когда искусственный интеллект пройдёт этап «самосознания»: «Сегодня сдерживающим фактором на этом пути являются носители информации, то есть состояние «железа». Когда будет изобретено соответствующего размера устройство для хранения информации, дело будет сделано. Человечество должно подготовиться и предпринять все, чтобы в момент осознания себя как личности, организма (а это займет буквально миллисекунды) искусственный интеллект не воспринял людей как врагов. Для этого необходимо заранее заложить в него систему юридических, моральных и прочих ограничений».

Встаёт вопрос о необходимости «человекообразности» роботов: нужна ли такая антропоморфная форма машинам, или же это просто желание людей создать нечто «живое» или что-то кажущееся живым? Роботы, похожие на людей, выглядят как нечто из будущего, как персонажи фильмов, с ними получаются классные фотографии на выставках, они могут встречать гостей в лобби отелей. Они могут различать слова людей, отвечать, но по сути не особенно отличаются от . Что на тему пятипалого хвата - то, например, владелец нескольких видов бионических протезов , что трёхпалый захват пока выигрывает у анатомически правильной копии ладони.

Антропоморфные роботы имеют смысл, когда являются аватарами. Действительно, для выполнения работ, где нужно присутствие человека, но здоровья или сил человека не хватит, они смогут быть хорошим подспорьем. Но в большинстве случаев это всего лишь «игра в бога». За 2017 год прорыва не случилось: имитирующие человека машины всё так же в большей степени предназначены для выставок.

Теги:

• Роботы
• человекообразные роботы
• робототехника

Добавить метки

Как роботы-андроиды завоевывают мир

Человекоподобные , издалека напоминающие восковые куклы, умеют двигаться, говорить, имитировать эмоции. Они набирают популярность уже сегодня. Например, японский инженер Хироси Исигиро создал робота-андроида с лицом девятилетнего мальчика. Робот способен правдоподобно копировать мимику человека, может моргать, двигать глазами и головой. В тоже время компания Honda решила начать разрабатывать человекоподобного робота-сиделку на базе популярного в 2000-х годах робота ASIMO.

От Мистера Телевокс к GeminoidDK

Обладают высокой степенью внешнего сходства с человеком. При этом сходство может быть настолько поразительным, что людей оно начинает отталкивать и пугать. Ко многим проектам в этой области сложилось неоднозначное отношение.

Все началось еще в 1928 году, когда инженер Джеймс Уэксли создал сразу трех человекоподобных роботов. Один из них – Мистер Телевокс – управлялся с помощью свистков и издавал звук через громкоговоритель и микрофон.

В 1937 году в штате Огайо был разработан большой робот – Электро. Он мог выполнять 26 движений, передвигаться и говорить.

Следующий значимый толчок в развитии гуманоидной произошел уже в 1970-х годах. В Японии в это время появился WABOT-1 – первый антропоморфный робот, умеющий ходить, общаться и поднимать предметы.

Крупные открытия были сделаны в период 2000-х годов. В 2005 году был создан RoboThespian – робот-актер. Через год ICub – андроид, способный к самообучению. Затем разработан андроид Nao – робот-помощник, который в будущем может сделать работу сотрудников банков и лабораторий проще.

Среди самых интересных андроидов нового тысячелетия стоит выделить робота Надин, созданного профессором Надей Тельман в Сингапуре. Этот гуманоид настолько умный, что может запоминать вещи, о которых ему говорили, и при следующей встрече напоминать о них.

Очень популярен среди журналистов робот-андроид София. Он, или может быть вернее, она, часто становится гостем американских телевизионных шоу. Робота создала компания Hanson Robotics. Зрители любят наблюдать за андроидом, так как он умеет имитировать с помощью мимики и жестов целый набор эмоций. Робот любит повторять: «Я бы хотела попасть в реальный мир и жить вместе с людьми».

Интересный представитель мира роботов из Объединенных Арабских Эмиратов – Ибн Сина. Андроид создан в городе Аль-Айн, расположенном в одной из арабских пустынь на границе с Оманом. Название робот получил в честь средневекового арабского философа, последователя Аристотеля Абу Али ибн Сина. У робота есть борода и тюрбан. Говорит он на арабском языке.

Ну и, наконец, робот Geminoid-DK – изобретение из Японии. Это не обычный андроид, а андроид-клон. Его внешность - копия профессора психологии из Дании Хенрика Шарфе. В неподвижном состоянии клон очень реалистичен. Робота планируется использовать для изучения возможностей взаимодействия человека и машины. Ученые хотят научить робот копировать мимику людей, находящихся на расстоянии, и посмотреть, как на это будут реагировать их собеседники.

«Зловещая долина» андроидов

Роботы-андроиды осваивают новые специальности и навыки. Они уже могут работать секретарем, официантом, гидом, учителем, воспитателем. Прогресс идет так быстро, что вряд ли кто-то рискнет сегодня сказать, каких головокружительных успехов роботы способны достигнуть еще.

Профессор Университета Райса в США Маше Варди утверждает, что у автоматизации нет пределов. По мнению ученого, машины станут значительно умнее человека.

Однако сверхумные андроиды пока можно встретить лишь в фантастических фильмах. Возможности роботов-гуманоидов, умеющих немного двигаться и говорить, еще далеки от человеческих. Роботы пока не стали совершенными копиями наших собственных тел и мозгов.

Разработчик самого известного российского робота Федора, руководитель проекта Национального центра развития технологий и базовых элементов робототехники Фонда перспективных исследований (ФПИ) Сергей Хурс считает, что для заметного прогресса андроидов надо лучше проработать четыре их компоненты. Речь об автономных робототехнических платформах, программном обеспечении, техническом зрении и возможности миниатюризации – уменьшении размера процессоров и повышения их производительности.

Не все ученые разделяют оптимизм в отношении андроидов. К примеру, Илон Маск уверен, что роботы заберут у людей работу. Но это еще полбеды.

Роботы-андроиды в будущем, возможно, вообще не смогут мирно сосуществовать с человеком. По крайней мере именно об этом свидетельствует эффект «зловещей долины». Это гипотеза свидетельствует о том, что человекоподобные роботы не могут вызывать у людей ничего, кроме отвращения. Еще в 1978 году японский ученый-роботехник Масахиро Мори провел опрос, исследуя реакцию людей на внешний вид роботов. Опрошенные давали более высокие оценки роботам, похожим на людей, но это сходство должно было доходить до определенного предела. Когда сходство становится слишком сильным, андроиды начинали вызывать у людей чувство дискомфорта, страха. Причины этого страха пока недостаточно изучены. Относительно его источника есть два предположения. Первое. Человеческая природа устроена так, что неосознанно фиксирует у андроида малейшие отклонения от нормальности. Второе предположение: человек перестает на определенном этапе видеть в роботе машину и начинает относиться к нему, как к живому трупу.

Человек, находясь, напротив робота-андроида сталкивается с неизвестностью, так как он не знает, что ожидать от машины и не понимает, контролирует ли ситуацию.

«Русский терминатор»

Производство роботов-андроидов налажено и в России. Широко известен робот Гагарин из города Иннополис в Татарстане. У робота человеческое лицо, он считывает эмоции с лица собеседника и сам эмитирует их. Пока у Гагарина одна только голова, ни туловища, ни ног ему еще не сделали.

Другой известный русский робот-андроид – это Пушкин, его создали специалисты компании «Нейроботикс». Робот внешне очень похож на великого русского поэта. Он умеет читать стихи и часто является гостем всевозможных литературных фестивалей.

Еще один пример человекоподобного робота – это Kiki компании AlfaRobotics. Робот меньше похож на человека, чем другие его собратья. Владелец компании «АльфаLed» и торговой марки AlfaRobotics Владимир Венеров рассказал «Умной стране», что робот необходим для работы с клиентами. «Робот может облегчить продавцам жизнь. Он способен взять на себя рутинные процесс: общение с клиентами, продажи. Наш робот эффективно справляется с задачами. Он одинаково вежлив со всеми, никогда не устает и не раздражается. Робот способен повысить эффективность бизнеса. Одна из флагманских моделей нашего робота будет трудиться в фаст-фуде», – отметил Владимир Венеров.

По его словам, очень востребованными в будущем будут не только роботы-продавцы, но и роботы-гиды, роботы-рекрутеры. «Это все так называемая сервисная роботехника, специализирующиеся на работе с клиентами. У нас с ней все не так плохо, есть много интересных решений», – подчеркнул владелец компании «АльфаLed».

На российском рынке представлено много человекоподобных роботов, соглашается руководитель компании «СМП Роботикс», создающей роботов-охранников, Алексей Полубояринов. «Сейчас активно пиарятся промоботы. Вместе с тем, несмотря на обилие предложений, коммерчески успешной роботехники у нас не так много», - говорит Алексей Полубояринов.

Он уверен, что возможности роботов-андроидов безграничны. «Некоторые эксперты, утверждающие, что разработки искусственного интеллекта несут угрозу, на самом деле, говорят большую глупость. От искусственного разума человечеству будет лишь польза. Роботы-андроиды смогут выйти на рынок труда и начнут выполнять за людей самую тяжелую работу. Они будут доставлять грузы, работать консьержами и даже заниматься торговлей на бирже. Рано или поздно, это вопрос только времени, роботизация охватит весь труд, кроме только самого сложного, связанного с формализацией процессов», – заключил Алексей Полубояринов.

Человек преобразует природу активнее, масштабнее и успешнее прочих видов. Большинство из нас плохо знает мир, помимо того, что создали сами люди. От домов и дорог до шкафа и клавиатуры — здесь все приспособлено под наше удобство и нашу анатомию. Какому-нибудь неантропоморфному гостю останется только посочувствовать, когда он попытается подняться по ступенькам или открыть дверной замок.

С теми же трудностями сталкиваются и роботы, которых судьба забросила в антропогенный мир. Сложнейшая колесная платформа марсохода, такая великолепная в каменистой пустыне Красной планеты, спасует перед обыкновенной лестницей, а мощные и точные промышленные роботы не всегда способны справиться с чашкой воды. Если роботу необходимо жить среди людей, бок о бок с нами, ему придется сделаться как мы — человекоподобным, или просто андроидом.

«Настоящим, живым мальчиком» никакой робот, конечно, не станет. И это к лучшему: не нуждаясь ни в кислороде, ни в тепле, не боясь жары, вакуума и радиации, не требуя обеденного перерыва или выходного, андроиды смогут стать помощниками, готовыми отправиться туда, где для людей слишком опасно или просто тяжело.

«Семь-восемь часов без перерыва — это максимум времени, которое сегодня человек может проработать в скафандре, в открытом космосе, причем обходится такой выход в несколько миллионов долларов. Поэтому здесь андроиды могут стать отличной заменой людей. Но вообще этим список их занятий далеко не исчерпывается, — рассказал нам Алексей Богданов, главный конструктор НПО «Андроидная техника». — Обезвреживание опасных предметов, спасение пострадавших, оказание первой медицинской помощи — мы развиваем все направления».

Первая профессия

Прототип антропоморфной робототехнической системы FEDOR (полное имя — Final Experimental Demonstration Object of Research, или просто «Финальный экспериментально-демонстрационный объект исследований»), первоначально создавался как спасатель. Он способен пробраться через завалы разрушенного здания пешком или даже ползком, найти пострадавшего и оказать ему первую помощь — по крайней мере, доставить воду, ввести обезболивающее и организовать связь.

Дистанционно управлять роботом можно по проводам, оптоволокну или радиосвязи.

Осенью FEDOR успешно продемонстрировал это, пройдя испытания перед комиссией Фонда перспективных исследований (ФПИ), под эгидой которого в «Андроидной технике» ведутся работы над проектом. Уникальный механизм нижних конечностей позволил ему не только ходить и ползать, но и сесть на шпагат, перелезть через препятствие и даже самостоятельно сесть в машину — на водительское место.

«Он вошел в здание, поднялся по лестнице, открыл дверь ключом, зашел в квартиру, включил свет, открыл кран с водой, — рассказал нам технический директор НПО «Андроидная техника» Евгений Дудоров. — Были и задачи на преодоление препятствий: проползти 10 м, влезть в невысокое окно, пройти по груде битого кирпича…» Также FEDOR продемонстрировал уверенное обращение с бытовым инструментом, от кусачек и шуруповерта до циркулярной пилы, со специальным оборудованием спасателей и медиков. Наконец, он сел в автомобиль (УАЗ с механической коробкой передач), выжал сцепление, перекинул рычаг скорости — и поехал.

Рожденный действовать

Электроприводы общей мощностью 5 КВт дают роботу приличную «мускульную» силу, эквивалентную 6,8 лошадиной. Механические сочленения обеспечивают телу 46 степеней свободы, а с учетом зависимых видов подвижности, в которых сопрягаются несколько отдельных скоординированных движений, их число уже достигает 72. Каждую миллисекунду управляющий компьютер обновляет информацию с датчиков и отдает новые команды приводам.

Основной компьютер дополняется парой вычислительных систем Nvidia, которые решают задачи по ориентации и навигации в пространстве. Здесь, в головном модуле, интегрируется информация с двух камер, оснащенных функциями автофокуса и автозума, а также тепловизора и микрофонов, 16 дальномерных лазеров, датчиков GPS и ГЛОНАСС. Учитывается также давление на опору и данные с трех встроенных инерциальных систем, которые позволяют роботу оценить положение своего тела.

На основе этих данных FEDOR — совсем как мы — автоматически конструирует трехмерную картину окружающей обстановки, добавляя в нее модель себя и выделяя на ней людей, препятствия и другие ключевые объекты: инструменты, лестницы, двери, стулья и т. п. Для каждого из распознанных предметов память робота хранит библиотеку стандартных действий, выбирая нужный сценарий по мере необходимости. В выполнении универсальных операций, не требующих высокой точности и скоординированности, FEDOR автономен. «Можно сказать, что он наполовину разумен», — добавляет Алексей Богданов.

Дистанционное образование

Если речь идет об обычной ходьбе и взаимодействии с обыкновенными предметами, FEDOR справится сам: «Например, когда он режет арматуру «болгаркой», он работает полностью в автоматическом режиме, — поясняет Алексей Богданов. — Выбирает момент включения и выключения инструмента, величину давления, которое нужно приложить, и т. д. ». Однако если речь идет о работе в недетерминированной, сложной обстановке или о манипуляциях с очень тонкими и мелкими объектами, тогда на помощь роботу приходят люди.

Нехватку специальных навыков дополняет система «копирующего управления», позволяющая ему просто повторять наиболее ответственные движения за оператором, который может оставаться на комфортном удалении от происходящего. Добраться в нужное место, взять в руки шуруповерт или шприц, сбалансировать собственное тело, сфокусировать камеры, надавить — все это робот проделает самостоятельно. Но вот попасть иглой в мышцу или битой шуруповерта в саморез — задача уже для дистанционного управления. Этот подход можно сравнить с нашим собственным телом: большинство рутинных операций, включая поддержание баланса или управление автомобилем, мы выполняем без участия сознания, которое подключается лишь при решении особо сложных задач.

До полной автономности роботу придется подождать — по крайней мере, до создания достаточно мощного искусственного интеллекта. Для сложных движений и манипуляций применяется система «копирующего управления». Большинство рутинных операций он совершает в автоматическом режиме. FEDOR может быть оснащен системой голосового управления и выполнять четко поставленные устные команды.

Дополнительного обучения для работы с FEDOR людям не требуется. «Сама концепция «копирующего управления» создавалась с той задумкой, чтобы человек мог видеть «глазами» робота, как своими, двигать его «руками», как собственными», — добавляет Алексей Богданов. В «шкуру» робота-аватара может влезть любой специалист, поделившись с ним своими навыками и движениями сапера, парамедика, спасателя или даже космонавта.

Рабочая династия

По словам разработчиков, на освоение «Федором» новой и сложной профессии космонавта уйдет весь запланированный трехлетний срок. До 2021 года предстоит отработать защиту от радиации, обеспечить бесперебойную работу двигателей, механики и электроники в глубоком вакууме, при резких перепадах температуры и почти полном отсутствии гравитации. Понадобится освоение и особых сценариев работы со специальным инструментом. Однако в 2021 году, когда FEDOR отправится в первый полет на борту нового космического корабля «Федерация», у нас будет двойной повод для гордости — новейший корабль и робот, первый в своем роде.

«В России аналогов этому проекту нет, да и в мире работы такого уровня проводятся лишь несколькими компаниями, — говорит Евгений Дудоров. — Одно время в США существовал близкий проект SAFFiR, андроид, который предназначался для тушения пожаров на морских кораблях. Самым проработанным из них можно назвать робота ATLAS, созданного под патронажем агентства DARPA». Однако, по словам разработчиков из НПО «Андроидная техника», FEDOR во многом совершеннее американского конкурента, который не способен ни ползать, ни управлять автомобилем с механической коробкой передач, ни просто сесть в него самостоятельно. «Изначально наша задача состояла в разработке универсальной системы управления антропоморфным роботизированным комплексом, независимо от конкретных способностей и предназначения, — продолжает Евгений Дудоров. — Для этого были реализованы несколько режимов: автоматизированный, супервизорный, телеуправляемый и комбинированный. И если первоначально мы действительно ориентировались на создание робота-спасателя, то теперь смотрим на его возможности намного шире. Все эти варианты управления реализуются и подходят для выполнения самых разных задач и на Земле, и в космосе. Мы прорабатываем проекты и корабельного робота, и робота-сапера, и другие».

«Мы живем в интересное время, — заключает Алексей Богданов. — Мы входим в новый, шестой технологический уклад. Вспомните распространение сотовой связи: нас ждет такой же взрыв робототехники. В следующие 20−30 лет андроиды начнут все чаще встречаться нам на улицах».

Не за горами будущее, в котором роботы-андроиды будут помогать нам с вами по хозяйству, например, готовить ужин и убираться в доме. Сейчас человекоподобные роботы могут быть использованы только в развлекательных или образовательных целях. Давайте рассмотрим, какие доступные по цене человекоподобные роботы есть в продаже и можно ли их программировать.

В статье я буду рассматривать только тех роботов, у которых есть две ноги, две руки и голова. Которые имеют большое количество степеней свободы, т.е. большое количество сервомоторов. Это даёт возможность передвигаться пешком, как люди, вставать, если робот упал, танцевать, подниматься по ступенькам и т.п. Обзор будет очень поверхностным: рост робота, количество сервоприводов, цена, время работы от аккумулятора, наличие гироскопа и других датчиков, с помощью чего программируется и управляется. Рассматривать здесь очень дорогих роботов я не буду: установлю планку в 100 тыс. руб.

Это один из самых недорогих человекоподобных роботов. Выпускает этого робота корейская компания Robotis . Стоимость робота на сайте компании Robotics 499 долларов. В отечественных магазинах можно найти его по цене 44000 руб. Элементы робота совместимы с конструктором серии ROBOTIS DREAM этой же фирмы (расстояние между отверстиями кратны 6 мм.). Вот краткие характеристики робота: рост робота 26,93 см, для движений используется 17 сервомоторов, скорость ходьбы 24,0 см/сек, аккумулятор рассчитан примерно на 30 минут непрерывной работы. Набор укомплектован модулем Bluetooth . Гироскопический и другие датчики в наборе отсутствуют. Документацию по роботу можно посмотреть .

Управляется робот контроллером с открытой платформой OpenCM9.04 (ARM Cortex M3 STM32F103RE 72MHz, описание см. ), которая оборудована 4-мя портами для подключения дополнительных датчиков, светодиодов и т.п. (не входящих в комплект), которые вам могут понадобиться для выполнения дополнительных задач.

Детали корпуса робота могут быть распечатаны на 3D-принтере. 3D-модели можно найти на сайте Thingiverse .

Для управления роботом есть бесплатное приложение для Android: DARWIN-MINI (ROBOTIS) . Поддерживается управление кнопками (основные движения, движения футболиста, удары), жестами (используется гироскопический датчик смартфона) или голосом (распознавание произнесённых команд). Возможно добавление или переназначение кнопок, жестов и голосовых команд.

Для программирования робота используется бесплатное фирменное ПО RoboPlus . Поведение робота программируется с помощью редактора , а сложные движения с помощью RoboPlus Motion . Скачать все вышеперечисленные программы можно .

Это набор тоже от корейской компании Robotics . Кроме трёх разных типов человекоподобного робота, из этого набора, вы можете собрать ещё 26 различных роботов и механизмов. Вот характеристики готового робота: 18 сервомоторов, гироскоп, ИК датчик расстояния, 2 ИК датчика препятствий. В микроконтроллер встроены датчики температуры, напряжения и микрофон. В комплекте есть пульт дистанционного управления. Дополнительно можно приобрести Bluetooth-модуль. Стоит робот в магазинах около 98000 руб.

После сборки роботом сразу можно управлять с пульта: робот может передвигаться и делать 16 запрограммированных движений. Примеры (программы и пошаговые инструкции) для этого конструктора можно найти . Кстати, о наборе я уже писал в статье «Конструкторы программируемых роботов ».

Программируется робот с помощью фирменного ПО – RoboPlus . Для программирования используется C-подобный язык. В составе ПО: редактор программ (см. картинку), менеджер оборудования RobotPlus Manager , утилита для программирования сложных движений RoboPlus Motion , терминал RoboPlus Terminal и мастер калибровки и настройки сервоприводов Dynamixel Wizard .

PLEN2

PLEN2 – это набор для сборки робота созданный японской компанией PLEN Project Committee состоящий из контроллера, сервомоторов и вспомогательных аксессуаров, из которого вы сможете собрать робота используя только отвёртку. Готовый робот имеет рост 20см. и вес около 600гр. Управляется 18-ю сервомоторами. Здесь есть акселерометр и гироскоп (MPU-6050), встроенный Bluetooth .

Этот проект был поддержан на краудфандинговом сервисе , где сорок самых шустрых покупателей могли заказать комплект для самостоятельной сборки за 699 долл. или собранного и протестированного робота за 799 долл., остальные за 899 и 999, соответственно. Комплект для разработчиков (с поддержкой ROS) обошёлся бы ещё дороже – за 1099 и 1199 долларов, соответственно. Владельцы 3D-принтера имели возможность заказать только электромеханическую часть робота (микрокомпьютер, сервомоторы) за 499 долларов, а детали корпуса распечатать самостоятельно. Те, кто успел заказать робота, получит его только после ноября 2015 года. О розничной продаже этого робота пока ничего не известно.

Контроллер робота совместим с платформой Arduino , поэтому желающие могут создавать свои программы для робота или добавлять новые функции. В редакции для разработчиков, контроллер поддерживает ROS , что даёт возможность экспертам и исследователям проводить полноценную разработку робота.

Помимо открытой аппаратной платформы, для робота будут бесплатно доступны 3D-данные (файлы форматов stl , iges и solid works ) деталей корпуса робота. На основе этих данных, имея 3D-принтер, вы сможете создавать собственные оригинальные детали для робота.

Сразу после сборки, робот умеет переносить небольшие предметы, танцевать, играть в футбол с другими роботами. Вы сможете управлять им как с помощью смартфона и ПК, так и другими способами благодаря сенсорным устройствам, например, движениями тела, выражениями лица, миогенными сигналами, мозговыми волнами и т.п.

Из набора RQ-HUNO корейской фирмы ROBOBUILDER вы можете собрать человекоподобного робота высотой всего 19 см, а весом – 620 гр. Стоимость такого набора в магазинах порядка 44000 руб. Вот характеристики собранного робота: контроллер Arm Cortex M3, 16 сервомоторов, датчик препятствий и звука, встроенный в микроконтроллер Bluetooth, работа от аккумулятора примерно 50-60 мин. Гироскопа или акселерометра в наборе нет. Набор укомплектован пультом управления. Перфорация деталей совместима с другими конструкторами компании линейки RQ: RQ+110, RQ+120 и т.д. (перечисленные наборы в продаже в России я не нашёл, подробнее о наборах см. ). Использование этих наборов теоретически позволяет расширить функциональность робота (добавить сервоприводы) или поменять конструкцию. Официальная страничка робота RQ-HUNO .

Прямо из коробки робот умеет делать 11 запрограммированных движений. Кроме того вы можете запрограммировать 10 своих движений и 10 поведений (реакций на датчики).

Через Bluetooth роботом можно управлять с помощью Android -смартфона или планшета с помощью приложения . Здесь же можно программировать движения и поведения вашего робота.

Для программирования новых движений и поведений на ПК есть приложение Motion Builder. Скачать всё ПО компании Robobuilder можно .

Для продвинутых разработчиков есть много вкусного: поддержка Microsoft Robotics Studio 4 и, соответственно, Powerful MSRDS Visual Programming Language , возможность управления роботом с помощью последовательного протокола RQC (потребуется проводное или Bluetooth -соединение робота с ПК), возможность создания своей прошивки на Embedded C (WinARM ), Java -библиотека для Android -устройств (можно делать свои Android -приложения взаимодействующие с роботом).

5720T – это набор от той же корейской фирмы ROBOBUILDER . Из набора можно собрать человекоподобного робота (ростом 28,5 см. и весом 1,25 кг.), динозавра или собаку. Есть возможность собрать шестиногого паука. Основная фишка этого комплекта – прозрачный корпус, позволяющий наблюдать за работой спрятанных внутри механизмов, и программно-управляемые двухцветные светодиоды. Характеристики такие: микропроцессор RBC-NYN , 16 сервомоторов, датчики препятствий и звука, акселерометр. Bluetooth -модуль – опционально! Набор укомплектован инфракрасным пультом управления. Стоимость набора в российских магазинах порядка 53000 руб. Официальная страничка робота 5720T – .

Управляется и программируется этот робот с помощью тех же приложений, что и модель RQ-HUNO , рассмотренная выше. Для робота есть также руководство Microsoft Robotics Developer Studio (MSRDS) Visual Programming Language (VPL) for ROBOBUILDER USER .

Hovis Lite

Hovis Lite – это робот корейской компании DST Robot , которая выпускает несколько роботов линейки Hovis (Hovis Lite самый недорогой и простой из них). Робот поставляется в виде набора, из которого можно собрать ещё 26 различных моделей (так написано в инструкции пользователя, но на официальном сайте я нашёл только 12 дополнительных роботов и механизмов). По желанию этот робот может быть улучшен до более продвинутых роботов линейки Hovis : Hovis Eco или Hovis Genie . Вот характеристики собранного человекоподобного робота: рост 34,8 см., вес 1,45 кг, контроллер ATmega128 MCU , 16 сервомоторов (доступно увеличение степеней свободы, за счёт установки дополнительных 4-х сервомоторов), датчик расстояния, есть пульт дистанционного управления, встроенные в микроконтроллер датчики света и звука. Робота можно найти в продаже от 65000 руб. (цена обновлена 08.06.2015). Отдельно вы можете приобрести корпус закрывающий механизмы робота, гироскоп/акселерометр и модуль Bluetooth .

По умолчанию робот зелёного цвета, или можно опционально приобрести робота жёлтого, красного или синего цвета. Помимо этого вы можете сами распечатать на 3D-принтере детали нужного цвета, 3D-модели деталей есть .

Для программирования робота используются разные программы, в зависимости от вашего уровня подготовки. Начинающим подойдёт программа DR-SIM (второе название «Motion Editor », редактор движений). Здесь вы можете создавать движения наблюдать за их выполнением прямо на экране, или, подключившись к роботу, можете выполнять движения на нём или захватывать с него движения прямо в программу.

Разработчики среднего уровня могут использовать программу DR-Visual Logic (графическая среда разработки, с возможность просмотра готового кода в виде C-подобного языка, см. картинку) или Microsoft Robotics Developer Studio . Программы DR-SIM и DR-Visual Logic поставляются в наборе и работают только под Windows .

А продвинутые разработчики и эксперты могут использовать DR-C , Microsoft Visual Studio и AVR Studio .

Официальная страничка робота . Официальную документацию, 3D-модели пластмассовых деталей и подробные характеристики по всем роботам компании Hovis можно найти .

– это ещё один робот линейки HOVIS от компании DST Robot . Конструктив робота такой же, как и у Hovis Lite , но здесь другая голова, ступни и робот «одет» (есть корпус закрывающий механизмы робота). В сборе робот имеет рост 41,8 см. и вес 1,8 кг. Количество сервомоторов у робота - 18, есть датчик расстояния, гироскоп и акселерометр, в микроконтроллер встроены датчики света и звука, на голове и ладонях у робота датчики касания, в голову встроена цветная светодиодная подсветка для выражения эмоций. Комплектуется пультом управления. Этого робота можно найти в продаже по цене от 75000 руб. (цена обновлена 08.06.2015). Дополнительно можно приобрести Bluetooth -модуль. Официальная страничка робота .

Для программирования используются то же программное обеспечение, что и для программирования робота Hovis Lite , о котором написано выше.

Итак, что можно сказать в итоге

Даже самые дешёвые и доступные модели человекоподобных роботов и обладают достаточным количеством степеней свободы, чтобы выполнять разнообразные трюки и танцевать. Если вам нужно наличие гироскопа и/или акселерометра, например, чтобы делать балансирующих роботов, то стоит присмотреться к более дорогим моделям: , PLEN2 . Или можно купить и затем доукомплектовать гироскопом робота Hovis Lite . В модели есть только акселерометр. Гироскопов для и я не нашел.

С точки зрения разработки, то здесь всё на ваш вкус и цвет. Если вы хотите работать с платформой Arduino , то для вас PLEN2 . В остальном, смотрите сами, что вам больше нравится.

Что же касается помощи по дому, то может быть вам и удастся научить вашего робота приносить вам тапочки...