Робототехника-2009. Чему научились машины

2009 год, вероятно, нельзя назвать прошедшим под знаком роботов – прогресс в этой области не настолько велик, чтобы затмить остальные события технологической индустрии. В то же время в отсутствии достижений работающих в этой области исследователей упрекнуть также невозможно: пусть роботы не сравнялись с человеком по уровню интеллекта или способности выполнять множество разнообразных задач собственными руками, но они сделали несколько больших шагов на пути к этим целям.

Важной областью исследований являлась социализация роботов. Многие учёные верят, что наделение машин соответствующими навыками увеличит их шансы на принятие обществом в качестве помощников в частных домах, школах, офисах и медицинских учреждениях. Например, Андреа Томас (Andrea Thomaz) создала робота, который может обучаться простым заданиям вроде перемещения предметов путём распознавания отдаваемых человеком команд, в которых используются устные инструкции, знаки и эмоции.

Робот, разработанный в Университете Карнеги-Меллона (Carnegie Mellon University), умеет "поддерживать разговор" через визуальный контакт с людьми, переключая внимание с одного собеседника на другого перемещением взгляда.

А робот Einstein ("Эйнштейн") из Калифорнийского университета (University of California) в Сан-Диего ориентирован на выражение как можно более правдоподобных эмоций. Причём совершенствует он свою мимику сам, глядя в зеркало и анализируя, как включение тех или иных моторов влияет на движения частей лица.

Впрочем, обучают искусственный интеллект не только взаимодействию с людьми и помощи им, но и нападению (пока на виртуальные цели). Учёные из Сеула придумали алгоритм действий, позволяющий скрываться в тени и за неподвижными объектами, чтобы в нужный момент атаковать цель. Более того, прорабатывается и такой вопрос, как способность роботов обманывать.

В эксперименте учёных из Федеральной политехнической школы Лозанны (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL) небольшие машины с камерами и световыми сигналами программировались на поиск "пищи" – цветного кольца. Второе кольцо являлось "ядом". Прибыв к "провианту", каждый должен был сигнализировать об успешной миссии, чтобы к "трапезе" могли присоединиться остальные. Но поскольку всем места у кольца не хватало, через несколько поколений "эволюции" (имитировавшейся внесением случайных изменений в программный код) некоторые роботы научились не включать сигнал.

Чтобы робот не появлялся на глаза в неподходящий момент, его можно просто выключить, но и обязанности свои он выполнять не будет. Компромиссом является возможность определения самой машиной, когда у человека, например, скверное настроение. Исследователи из Университета Калгари (University of Calgary) изобрели устройство, которое будучи помещённым на голову считывает эмоции через анализ биоэлектрической активности мышц и передаёт команды роботу. Правда, пока в качестве последнего выступает модифицированный "пылесос" Roomba.

Не стоит прогресс и в медицинской сфере. Например, робот исследователей из Университете Карнеги-Меллона проверяет, дышит ли человек, и оказывает помощь в получении его лёгкими кислорода с помощью специализированной маски. А поскольку механизм разработан в виде подвижных сегментов, соединённых "змейкой", расположенные в её "голове" сенсоры, в том числе ультразвуковой, позволяют дистанционно обследовать практически любую часть тела, что очень ценно в условиях боевых действий.

Важно для роботов и умение ловить, поднимать и удерживать предметы руками. Разработка подобных систем не только совершенствует самих андроидов, но также способствует инновациям в области протезов. Исследователи из Колумбийского университета (Columbia University) обнаружили, что если механическую руку ограничить в движениях так же, как ограничена в возможностях человеческая, тогда устройство получается более эффективным. Работа также показала, что алгоритмы управления лимитированной конечностью довольно просты и не требуют большой вычислительной мощности.

Передвижение самих роботов – это чрезвычайно сложная задача, особенно если речь идёт об андроидах. Однако порой требования несколько иные и подразумевают самостоятельно преодолевающую большие расстояния "грузовую" машину. Таковой является BigDog ("Большая собака") – что-то отдалённо напоминающее вьючное животное. BigDog от Boston Dynamics может переносить до 150 кг по льду, песку, холмам и ориентируется по GPS. О его двуногом и более похожим движениями на человека варианте Petman мы уже рассказывали.

Интересной идеей является Chembot, буквально изменяющий свой размер благодаря наполнению отдельных частей оболочки особой конструкции воздухом или его удалению. Конечно, на робота в традиционном понимании он мало похож, но курирующая разработку DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency - Агентство передовых оборонных исследовательских проектов) рассчитывает, что устройство когда-нибудь сможет проникать в здания через небольшие отверстия и щели. Разумеется, находящихся в различных стадиях проектов ещё многие десятки, если не сотни. Какие-то из них продолжат развиваться в 2010 году, другие найдут место на полках до лучших времён, но индустрию робототехники без сомнений ждёт очень яркое будущее.