Многие люди сегодня (в большинстве своём славяне) считают Голландию "запущеной" страной. Насмотревшись всяческих фильмов и наслушавшись историй, народ говорит что-попало, и уже у большого количества людей сформировался стереотип о Голландии как о стране узаконенных наркотиков и проституции.
Хотелось бы Вас разубедить, ведь всё совсем наоборот. Голландия на сегодняшний день одна из первых развивающихся стран Европы, которая не перестаёт радовать своими сынами мировое сознание.
Очередным чудом было создание Голландскими учёными робота-андроида "Flame"
Как вы можете видеть, "производственные мощности" одного из ведущих в мире исследовательских центров робототехники весьма скромные. Такое чувство, что отряд тимуровцев решил на досуге свинтить что-нибудь бесполезное из остатков собранного на субботнике металлолома.
Когда и почему предки человека стали ходить на двух ногах, учёные всё ещё спорят. Нет даже чёткого представления о том, в какой момент древние антропоиды спустились с деревьев. Зато мы будем точно знать, когда возник первый robotus erectus – робот прямоходящий. Возможно, прародителем нового вида будет голландский "Огонёк" — Flame.
Презентация этого чуда современной техники состоялась в рамках международной конференции по проблемам активной ходьбы Dynamic Walking 2008. Автор разработки – Даан Хоббелен (Daan Hobbelen) из Делфтского технического университета (Technische Universiteit Delft). Именно он создал новый алгоритм перемещения в пространстве, который, как утверждается, наиболее точно воспроизводит движения людей.
На данный момент скорость передвижения составляет 0,45 метра в секунду. Робот приводится в движение семью электромоторчиками.
На самом деле причина возникновения прямоходящей походки у человека – не просто случайная прихоть природы, а эволюционно обусловленная необходимость.
Передвигаясь на двух ногах, мы постоянно смещаем центр тяжести и как бы немного падаем вперёд, сами того не замечая. Это нестабильное движение позволяет в значительной мере экономить энергию, прикладывая минимум усилий.
Планета Шелезяка: полезных ископаемых нет, воды нет, растительности нет, населена роботами. Вот что представляет собой настоящая эволюция прямоходящих роботов. И протекает она, кстати говоря, гораздо быстрее биологической (слева направо и сверху вниз): Stappo – 1995, Simplest Walker – 1999, Bob -2000, Baps – 2001, Museon Walker – 2001, Mike – 2002, Max – 2003, Denise – 2004, Meta – 2005. Правда, на разработку новой модели понадобилось целых три года – серьёзная вещь.
Но именно кажущаяся простота шага, отшлифованная миллионами лет эволюции, – настоящий вызов для специалистов по робототехнике. Реализовать человеческую походку на практике очень и очень сложно.
Ступая вперёд, человек наклоняется и "начинает падение", которому препятствует выдвинутая нога. Такой процесс – результат сложной и скоординированной деятельности многочисленных групп мышц. Ими, в свою очередь, управляет многоуровневая иерархическая система соответствующих импульсов головного мозга.
Вес "Огонька" – около 15 килограммов, рост – 1,3 метра. Он может переступать (в буквальном смысле) через препятствия высотой до восьми миллиметров (фото Technische Universiteit Delft).
Построить робота, просто перемещающегося в пространстве из точки А в точку Б, – тоже задачка не из лёгких. В частности мы уже писали о ковыляющем роботе, установившем рекорд дальности ходьбы. Этот рекордсмен очень напоминает первые самодвижущиеся модели на иллюстрации вверху.
Видимо, некий эволюционный путь, пусть и искусственный, для решения столь сложной задачи неизбежен.
А для создания человекоподобной (и наиболее энергоэффективной) походки требуется решить проблему ещё более высокой сложности: спроектировать схему управления равновесием в динамическом режиме.
В качестве примера имитации двигательного аппарата человека Даан демонстрирует "лодыжку" Flame (слева). Привод этой части ноги реализован в виде группы специальных пружин – они выполняют роль сухожилий и очень близки к ним по эластичности. Ещё один важный компонент системы – инерциальные датчики производства компании Xsens (справа), обладающие самой высокой точностью измерения положения в пространстве (фото Technische Universiteit Delft).
Почему всё это важно? Потому что поможет глубже понять принцип передвижения самого человека. Что, в свою очередь, позволит людям, которые восстанавливаются после травм или имеют другие осложнения, улучшить реабилитационные методики и создать специальные вспомогательные устройства для тренировок.
Вообще говоря, Делфтский университет является одним из пионеров в области создания самодвижущихся роботов. Можно сказать, что голландские учёные решили застолбить эту нишу. Новые разработки в области механики двигательного аппарата должны закончить эру неловких, зомбиподобных походок у железных братьев наших меньших. Да и больших тоже.
Даан Хоббелен говорит, что многоуровневая система управления впервые позволит роботам быть более пластичными и энергоэффективными. Сравняться с людьми то есть.
Голландец утверждает, что его разработка – это первый электронный гуманоид, который одновременно и устойчив, и потребляет сопоставимое с человеческим организмом количество энергии. По его мнению, технологический прорыв состоит в разработке наиболее продвинутой математической модели двигательных функций человека.
Основу изобретения составляет некий прототип вестибулярного аппарата – с его помощью происходит анализ информации о движении, и робот не теряет равновесие, переставляя ноги.
По словам автора, Flame – самый продвинутый прямоходящий робот в мире. По крайней мере среди антропоморфных, то есть копирующих движения человека, машин.
В качестве мышечного "привода" в нём используются электромоторы. Программное обеспечение, между прочим, на базе Linux.
На первый взгляд, результаты не сильно впечатляют. Особенно стороннего наблюдателя, далёкого от проблем разработки биомеханических систем. Но заложенные в конструкции ресурсы – "железо" – позволят в будущем существенно улучшить все параметры ходьбы. По мере того как софт будет доводиться до ума.
Предлагаем вам самим сравнить походку "Огонька" с самым известным на сегодняшний день роботом-гуманоидом – ASIMO, о котором мы писали многократно. Например, о том, как он разносит кофе или в очередной раз наращивает интеллект. Что там говорить, ASIMO – настоящая звезда.
Вроде бы японец выглядит более подвижным и устойчивым. Он даже умеет поворачивать чуть ли не на бегу. Но всё-таки передвигается "на полусогнутых" – не так, как человек. На наш взгляд, походка голландца более соответствует своему прототипу. Будем надеяться, что не историческому.
Отметим, что просто ходьба – это только вершина айсберга. В течение нескольких лет разработчики из Делфта планируют добиться ещё более грандиозных успехов в эволюции robotus erectus.
Например, добавить им "органы чувств" и некое подобие искусственного интеллекта – для интерпретации полученных от окружающего мира сигналов. Впрочем, искусственный интеллект это, как говорится, совсем другая история.
Зато, по мнению учёных, дальнейшее развитие двигательных алгоритмов и соответствующего "железа" позволит роботам очень резво бегать.
TUlip – участник сборной Нидерландов на чемпионате по футболу среди роботов (2008 RoboCup Soccer) в китайском Сучжоу. Это тот самый международный чемпионат, о котором мы уже писали и не раз. Только пока в таких состязаниях выступали небольшие машины – от наноботов до коробочек на колёсах. А андроидов, способных бросить вызов человеку, мы ещё не видели.
Технологии, опробованные на Flame, уже в самом ближайшем будущем могут привести к созданию самодвижущегося робота нового поколения. И с его помощью можно будет не только помогать людям, но и развлекать их.
Голландцы даже хотят сделать настоящую футбольную команду. И ездить с выступлениями по городам и весям. Футбольные симуляторы ведь уже давно и успешно существуют – команда противника, управляемая компьютером, умеет действовать и самостоятельно. Осталось реализовать всё это "в металле".
"Футболист" - его высота – 1,2 метра. Скорость передвижения на данный момент составляет 0,5 метра в секунду. Каркас состоит из анодированного алюминия – за счёт этого достигается лёгкость конструкции. Бегать без подзарядки TUlip может в течение 30 минут.
К 2050 году планируется создать полностью автономную команду, которая выиграет чемпионат мира по футболу… среди людей. У бразильцев, например.
Будет также создана юниорская лига. Только отбирать туда станут не по возрасту, а по росту: допускаются участники высотой до 1 метра. Дриблингу их будут обучать мастера футбола из Нидерландов. Быть может, сам Гус Хиддинк.
Почему "юниоры"? Видимо, потому что у невысоких роботов лучше устойчивость. В программу обучения войдут: максимально быстрое пересечение футбольного поля, визуальное восприятие положения мяча в пространстве, координация действий между членами команды и многое из того, чему настоящие футбольные тренеры обучают своих воспитанников.
Даже сложно предположить, какие ещё возможности открываются с созданием прямоходящих гуманоидов. Да что там футбол! Представьте, что машина будет бегать за чем-нибудь вам нужным – как в фильме "Я, робот" (I, Robot).
Главное, чтобы уникальными способностями роботов не воспользовался какой-нибудь коварный злодей.
Категория: Наука |
Просмотров: 1401 |
Добавил: JK
| Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
