Гуманоидные роботы по гуманной цене

Прошлый год завершился для Google покупкой семи компаний, занимающихся проектированием роботов. Главным приобретением стала фирма Boston Dynamics, об успехах которой «Компьютерра» много писала в связи с созданием её инженерами перспективных моделей по заказу DARPA. Наиболее совершенной из них стал гуманоидный Atlas. Вслед за этим Google поглотила другую фирму, создавшую человекоподобного робота SCHAFT и завершила усиление своих позиций покупкой компании Meka Robotics. Однако на рынке робототехники есть и другие сильные игроки с оригинальными идеями и общим видением ситуации.

Робот Atlas компании Boston Dynamics во время испытаний в ходе DARPA Robotics Challenge (фото: m.technologyreview.com).

Антропоморфный Atlas впечатляет не только умениями, но и стоимостью, превышающей миллион долларов. Из-за высокой потребляемой мощности (около 15 кВт) его повседневное использование просто нецелесообразно. Разработчики позиционируют его как спасателя, действующего в условиях аварий на производстве и техногенных катастроф. Но не проще ли заранее оснастить аварийно-опасные участки более дешёвыми роботами?

Робот Shaft в роли пожарного на конкурсе DARPA RC (фото: spectrum.ieee.org).

Именно этот путь и предлагают в исследовательской группе Стэнфордского университета SRI International. Это научное объединение было создано как некоммерческая организация, что не мешает ему привлекать заоблачные инвестиции. Их общее число уже превысило $4 млрд, и основной поток средств также поступает от DARPA.

Ключевая идея SRI состоит в том, чтобы создать более совершенные манипуляторы и заменить дорогостоящую гидравлику в роботах нового поколения более дешёвыми, но мощными электронными компонентами. 

Робот Taurus компании SRI International, разработанный в 2011 году для обезвреживания бомб (фото: gadgetfreak.gr).

Считается, что такой шаг одновременно снизит стоимость и повысит точность операций, доступных роботу. По мнению разработчиков, при сопоставимых возможностях новые роботы будут потреблять в разы меньше энергии и стоить почти десятикратно дешевле, чем легендарный Atlas.

О том, насколько важную роль в развитии робототехники играют манипуляторы, можно судить и по наличию отдельной исследовательской программы DARPA ARM-H, непосредственное участие в реализации которой принимает коллектив SRI.

Рич Махони демонстрирует улучшенную версию универсального манипулятора на форуме The Future of Robotics в мае 2012 года (фото: sriinternational.tumblr.com).

По условиям программы создаваемые манипуляторы должны быть достаточно прочными для работы в полевых условиях, взаимозаменяемыми и дешёвыми в серийном производстве. Их искусственным пальцам надлежит развивать усилие не менее 4,5 кг и удерживать полезный груз массой до 23 кг.

Совместная разработка Flowers Laboratory и Meka Robotics — роботы с человеческим лицом, готовые протянуть руку помощи (фото: flowers.inria.fr).

Директор отдела робототехники SRI Рич Махони (Rich Mahoney) отмечает, что всё это возможно уже сегодня. Прогресс затормозился из-за того, что дизайн большей части прежних роботов был избыточен, так как никто всерьёз не верил, что они покинут пределы лаборатории. Поэтому их создатели не имели стимула искать способы удешевления массового производства, работать в направлении унификации конструкций и делать управление ими удобным для неспециалистов. 

Аккуратный робот Justin с трёхпалым манипулятором компании SRI International (фото: plasticpals.com).

Серийно выпускаемые роботы с ловкими манипуляторами могут стать стандартным оснащением на производствах высокого класса опасности (например, нефтяных вышках) и приступать к ликвидации последствий аварии уже на раннем этапе. «Вместо таблички “В случае аварии разбить стекло” и топора за ней там будет просто стоять гуманоидный робот», – шутит Махони.

Аналогичного мнения придерживается и директор фирмы Unbounded Robotics Мелани Уайс (Melonee Wise), развивающей направление сервисных роботов. По её словам, более совершенные манипуляторы означают, что роботам станут доверять действия в сложной рабочей области. 

Модель UBR1 компании Unbounded Robotics (фото: topinearth.com).

Сейчас компания готовится наладить к лету выпуск роботов URB1 стоимостью $35 тыс. Обладая всего одним захватом, они смогут выполнять разные рутинные действия, а система компьютерного зрения поможет им оставаться безопасными для людей поблизости.

Ближе всех к созданию универсальных гуманоидных роботов пока подошла компания Rethink Robotics, создавшая универсальную модель Baxter. Благодаря возможности переобучения и набору сменных манипуляторов такими машинами действительно можно заменить часть рабочих на конвейере. 

Современные попытки сделать роботов дешевле и практичнее также связаны с тем, что их стараются приспособить уже не только для выполнения специфических задач, но и для широкого повседневного использования. Иными словами, из редких футуристических созданий они превращаются в бытовые устройства. 

Первыми этот путь проделали роботы-пылесосы. Им не требуется быть гуманоидными, чтобы выполнять качественную уборку, но хотя бы одна рука очень пригодилась бы для повышения самостоятельности. Компания Roomba (выпускающая пылесосы iRobot) работает совместно с Гарвардским и Йельским университетами над созданием трёхпалого манипулятора. Его главным свойством будет возможность универсального применения в быту — от удержания крупных предметов до поднятия упавшей связки ключей.