Массовое наступление мягких роботов

Роботы Умные машины
автор : Михаил Ваннах  27 марта  2014

Тот робот, которому братья Чапеки даровали это имя, был биологическим. Но в массовом сознании человечества робот прочно связан с архетипом «железного человека». Не важно, что рукодельные служанки Гефеста были золотыми, — всё равно же металл… А вот сейчас роботы все чаще и чаще становятся «мягкими». И появился даже специализированный журнал Soft Robotics. И уже из материалов его первого номера очень хорошо видно, зачем роботу нужна мягкость и почему она предпочтительней твёрдости.

Роботы ныне способны совершать быстрые и прекрасно скоординированные движения. Вот, скажем, теннис. Настольный, пинг-понг, традиционно считавшийся прекрасным средством для развития глазомера и моторики (ну и полезно же, когда пионеры или бойцы обретаются вкруг стола, а не броуновски бродят по территории, неустрашимые любыми карами). Так робот нынче прекрасно играет в настольный теннис. И не в какой-то там специализированный, а в самый что ни на есть серийный. Манипулятор KR Agilus от известной робототехнической фирмы KUKA.

Тимо Боллю робот проиграл, но это ведь бывшая первая ракетка мира…

Тимо Боллю робот проиграл, но это ведь бывшая первая ракетка мира…

Состоявшийся в марте 2014 года поединок между роботом и бывшей первой ракеткой мира Тимо Боллем выиграл человек — со счётом 11:9. Но сначала, до 0:6, лидировал KR Agilus aka KR 6 R900 SIXX. И только потом человек, вспомнив, что за ним миллиард лет эволюции и долгие годы тренировок, вырвался вперёд. Ролик с матчем Тимо Болля с роботом можно посмотреть по этой ссылке. А мы обратим внимание на то, что серийный манипулятор, спроектированный для высоких скоростей, несущий 6 килограммов полезной нагрузки и имеющий 52 килограмма собственного веса, способен состязаться в ловкости с людьми.

И от людей ждать дальнейшего роста быстроты и координации вряд ли стоит: всё было предопределено теми «конструкторскими» решениями, которые методом Монте-Карло приняла эволюция миллионы, а то и сотни миллионов лет назад. А роботов ограничивают лишь фундаментальные законы природы, разумный проектировщик, будь то человек или Watson, способен использовать куда более обоснованные схемы; вон — все тома «Механизмов» Артоболевского к услугам.

Но есть одна проблема… Взгляните, какой скоростью обладает подвижная часть манипулятора, весом в несколько десятков килограммов, и представьте, что будет с тем человеком, кто неосторожно окажется в радиусе ометания лапы машины. На заводе этого стараются избежать — при помощи установки ограждений и многочисленных блокирующих устройств. Но роботы же — в сервисной ипостаси — всё чаще и чаще выходят из цехов. Конечно, их системы управления становятся все изощрённей и изощрённей — и будут стараться предотвратить столкновения, но инерции никто не отменял…

Так что во многих случаях предпочтительней иметь робота мягким. Какая-то часть (неизбежных) столкновений не приведёт ни к каким нежелательным последствиям ни для людей, ни для мебели. А кроме того, — об этом рассказывает директор Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта в МТИ (MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) Даниэла Рус (Daniela Rus) — у мягких роботов есть уникальная возможность повысить эффективность движения. Дело в том, что они не только не обязаны избегать столкновений, но даже могут использовать их для повышения своей динамики.

Вернёмся на несколько десятилетий в прошлое. Вот книга великого популяризатора науки Мартина Гарднера «Математические досуги», изданная «Миром» в 1972 году. Глава «Задачу решает… бильярдный шар». В ней Гарднер пишет, что некогда придуманная Льюисом Кэрроллом задача о движении бильярдного шара в кубе может иметь практическое значение, связывавшееся в то время с предстоящим развитием космических сооружений. Ну, МКС крутится вокруг планеты, однако ИТ развиваются много быстрей, и задача оптимизировать свои движения стоит в первую очередь не у космонавтов, а у роботов…

И для реализации такого подхода и был придуман мягкий робот-рыбка. Построил его под началом профессора Рус докторант Эндрю Маркези (Andrew Marchese). При создании использовалась очень удобная для экспериментальных поделок технология объёмной печати, по которой формировался «скелет» рыбы, обтягивавшийся затем силиконовой резиной. В движение робота-рыбу приводят пневматические мышцы, а в его хвосте размещено два длинных извилистых канала, по одному с каждой стороны.

Профессор Рус и докторант Маркези разглядывают своего робота-рыбку в потрошёном виде.

Профессор Рус и докторант Маркези разглядывают своего робота-рыбку в потрошёном виде.

Подаём большее давление в один — хвост изгибается в одну сторону, подаём в другой — выгибается в противоположную. Скорость функционирования системы (работающей на углекислом газе) зависит от сечения сопел, через которые подаётся давление; очень знакомо всем, кто когда-либо имел дело с пневматическими рулевыми машинками. Гибкость роботу данная схема обеспечивает весьма значительную: ихтиобот может изгибаться под углом до ста градусов…

Вот так выглядит ихтиобот в опытовом бассейне.

Вот так выглядит ихтиобот в опытовом бассейне.

И вот эта способность к очень быстрым и очень резким изгибам придаёт роботу-рыбе гибкость и резвость, позволяющие поспорить с живыми существами. Правда — в очень краткий промежуток времени. Пневматика — не лучший источник энергии. На нем работали двигатели только самых первых мин Уайтхеда. В более поздних торпедах стали греть сжатый воздух керосиновым подогревателем. Затем в ход пошёл кислород. (Интересующиеся историей техники могут прочесть об этом прекрасную статью — «Но разведка доложила точно: “61-см торпеда обр. 93”»)

Ну а американскому роботу-рыбке углекислоты хватает только на несколько десятков резких движений. Так что это пока только эксперимент, а отнюдь не пригодная к практике машина. Да и следующая модель — использующая уже гидравлику — будет также проходить по ведомству «демонстраторов технологий». Но технологий очень и очень интересных, главным образом в силу своей «мягкости».

«Мягкость» будет очень полезна во многих практических применениях. Поверьте, через некоторое время вы станете выбирать детям или внукам роботов-нянек или компаньонов-игрушек. И — с весьма высокой вероятностью — «мягкость» окажется в этом случае важнейшим конкурентным преимуществом. Ведь и сам ребёнок движется весьма резко и по малопредсказуемым траекториям — и пусть уж это будет происходить в компании мягкого изделия, что убережёт чадо от излишних шишек, а мебель — от совсем уж губительных повреждений.

Но есть и более важный, почти философский аспект. (Философский, конечно, лишь в том смысле, в каком за океаном пишутся книги о «философии баскетбола»…) Движение мягких роботов можно программировать совсем по-другому. Кроме аналогии с бильярдными шарами, приведём ещё аналогию с движением космических аппаратов, использующих тяготение попутных планет… Так и мягкому роботу не обязательно, в отличие от своего жёсткого собрата, выбирать из пучка доступных траекторий лишь те, что не чреваты столкновением.

Он, наоборот, как шар умелого бильярдиста, сможет нарочито использовать столкновения (правда — степень упругости будет зависеть от массы факторов) для того, чтобы двигаться по недоступным жёстким роботам траекториям. Именно это считает главным достоинством мягких роботов Барри Триммер (Barry Trimmer), профессор биологии из Университета Тафтса. По его мнению, мягкие роботы окажутся более эффективными там, где приходится действовать в малопредсказуемой среде (будь это подводные пещеры или детская комната). Так что арсенал робототехники пополнился новой технологией…

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
  • IF

    порно индустрия не пройдет мимо :)

    • пМВ

      Ой…
      А я то и не подумал про этого монстра…

      • IF

        давно предвижу слияние роботизации, 3д-печати и 3д-сканирования для нужд «взрослых» развлечений.

        • пМВ

          Лем давно про это писал, еще в 50-е — «Автоинтервью»…

          • IF

            среди массы пробелов у меня — не читал Лема ничего, кроме сказок роботов. :) но это, в общем, в воздухе носится.

          • пМВ

            (Мечтательно)
            А как-бы было прочесть Лема впервые сейчас…

        • shveicar980

          А замыкания в неподходящий момент, — не боитесь?

          • IF

            не боюсь. во-первых — не пользуюсь, во-вторых — электричство в подобных игрушках уже очень давно, порешали как-то.

          • Denis Chernyshev

            Замыкание на тело в игрушках это не баг, а фича.

          • zZzzZzzZzzZzyzZzzZzzZzzZzzZz

            пупарас

          • xarkonnen

            насколько часто «замыкание в неподходящий момент» происходит, например, в технически исправных серийных автомобилях?

  • Дмитрий Дворников

    Да уж, дилдо на батарейках разве что в крупных сетевых маркетах еще не продают…

    • пМВ

      John Wilmot, 2nd Earl of Rochester порадовался бы…

  • Саша

    Буквально вчера смотрели этот ролик с очень хорошей теннисисткой, не интересующейся роботами, ИТ и прочей фигней. После первого шока отсмотрела раза четыре, сетовала на отсутствие полной записи матча.

    Вердикт, вольный пересказ, могу что-то напутать, таймстампы мои:
    Ну что, плохи наши дела. Техника робота безупречна. Болл все понял и быстро адаптировлся к противнику. Начал вешать «сопли» (жаргон — С.)
    1. На сетку 2:20. Этот удар принимают даже новички:
    а) находясь у бокового края стола;
    б) в позе, похожей на гимнастическую «ласточку», на одной ноге, корпус и вытянутая рука параллельно столу, втогая нога вытянута назад для противовеса.
    Кука прикручен к полу, а если внимателно посмотреть, до самой сетки он практически не дотянется. Если бы он мог скакать по залу…
    2. На край стола 2:42 и 2:59. Шарик вполне себе «вытаскавается из-под стола» встречным вращаюшим ударом почти по касатальной к траектории полета шарика. Игрок средней квалификации может это делать, тут главное успеть добежать, что не всегда удается. И опять — Кука неподвижен, а рука коротковата.
    Заключительный мощный удар Болла 3:04 наносится им у бокового края стола. Отбивается там же, почти у сетки на самом начале отскока, шарику не дают уйти высоко. И снова — Кука не мог этого сделать из-за неподвижности. Это причина всех проигранных роботом подач, показанных в ролике. Болл воспользовался этим в полной мере. Победа, вроде как, заслуженная, я за человека рада, но… Думаю, в полнй записи матча все гораздо хуже, потому и не показали.
    Пусть инженеры прикрутят Куке ноги и разрешат бегать, а то нечестно.

    Вот так вот, а я за Болла радовался… А оно вот как на самом деле, специалист видит все в другом свете.

    Ловкие точные и сложные движения — наш последний бастион. Теряем. Надежда на нечеткую логику, как в «Дознании пидота Пиркса» Лема. Или неразрешимый этический вопрос, как в «Выборе Софи» Стайрона.
    Не знаю.

    • IF

      как раз в спорте проблем не видно (мне) — уже сейчас есть разделение по весовым категориям, к примеру. или по другим категориям ну, будут соревнования среди людей только. штангистов же не напрягает, что автопогрузчику их достижения — даже не разминка.

      • Саша

        В спорте проблем и мне не видно. Области, где белковые эээ… «лучше», исчезают стремительно. Да и ладно, но это как-то обидно все же… Погрузчик — тупая мощность, шахматы — тупой перебор (игра с открытой информацией), а ловкость рук — единственная, по мнению биологов, причина большого мозга, мышление и все прочее вторично.

        Уже и тут сливаем…

        • kue

          Главное, чтобы струя была чистая, с напором и без песка..

    • пМВ

      Все плачут, что полной записи нет…
      А Лем писал Rozprawa когда fuzzy set logic еще не выдумали…

      • kue

        В этом контексте работы с предельными условиями еще вспомнилась передача Дискавери в цикле «Разрушители легенд»: «Поймать меч ладонями». Там как раз под этот «самурайский миф» демонстрировали мягкие руки робота, которые пытаются поймать лезвие меча.. Результат сами посмотрите :)

        • пМВ

          Дык, когда пришли Черные корабли самураи тихо сдались…
          А китайцы были глупей — шаолиньцы пытались ловит пули в воссиание Ихэтуэев. И ведь ловили…

          • kue

            А кто спорит ? Все правильно. Кстати, в том же самом цикле, который упоминал выше, есть и про ловлю стрел руками. Ассоциации у составителей цикла те же были, видимо )

          • пМВ

            Восток — дело тонкое!

          • Саша

            В 80-х в «Науке и жизни» публиковали заметку об американском профессоре, ловящем стрелы. Восток тут — оккамовская лишняя сущность.

          • пМВ

            Ох… Я к такой ловле подозрителен.

          • Саша

            Было. Как-нибудь посмотрю в архивах.

          • kue

            Вот их профессура готова, а наша как всегда (

          • пМВ

            А из Украины Проффесор вообще сбежал…

          • kue

            Я как-то перестал следить и даже не знаю кто там этот проффесор.. Этот, Яйцекличко, что-ли ?

          • пМВ

            Нее, который в Ростове прячется…

          • Саша

            Матч не произвел в городе совершенно никакого шума и не был сопровожден ничем особенным; только два русские мужика, стоявшие у дверей кабака против гостиницы, сделали кое-какие замечания, относившиеся, впрочем, более к Куке, чем к матчу . «Вишь ты, — сказал один другому, — вон какой Кука! что ты думаешь, поймает тот Кука, если б случилось, стрелу или не поймает?» — «Поймает», — отвечал другой. «А пулю-то, я думаю, не поймает?» — «Пулю не поймает», — отвечал другой.

          • kue

            Кука поймал дубинкой из бамбука.. А Вы, Саша, кстати, на каком «стратеге» летали, а то я как-то подзабыл ?

          • Саша

            Я не летал :)
            Ракетные Войска Стратегического Назначения (РВСН) — в ВС «стратегами» кличут.

            Репетиция конца света https://www.youtube.com/watch?v=GU_xr3PsIdE «Автобус» — это позывной :)

            А Бомбу можно и нужно нежно любить. Она хорошая.

          • kue

            Я в последнее время очень подозрительно отношусь к призыву любить разные мне непонятные сущности. Надеюсь, ее не красили в радужные разводы ?

          • Саша

            И вовсе не подозрительные.

            Это Вы просто попались, розыгрыш времен, когда МБР еще с пусковых столов стартовали :)))
            В РВСН «ракету красить» то же самое, что у флотских заточка якоря напильником или в автобате «принести ведро компрессии» :)

          • kue

            А, у нас было принято помехи тряпкой отгонять. Но в полном профессиональном исполнении мне не довелось испытать, ибо перестройка.. Так это, чем дроны-то сбивать будут стрекозлиные ?

          • Саша

            Везде свои погремушки…

            Толком не знаю, это к войскам ПВО, у них девиз «Сами не летаем и другим не даем». Мелочь чем-то вроде «Шилки», что-то более высотное и скоростное С-300, как-то так. С этими разберутся.

            Что делать с каким-нибудь частным квадрокоптером соседа, зависшим возле окна? Дробовик понятно, но за стрельбу в черте города голову открутят, законодательно такие вторжения не регулируются. Мощная заводского изготовления рогатка?

          • kue

            Одно время активно писали про амерские пулялки Х25, если не ошибаюсь. У них такая гранатка умная по цифровому прицелу. Потом что-то совсем все пропало из печати. А препо закончил писать на немецкой пулялке, которую в музей сдали..

          • Саша

            Не попадалось об Х25.
            Не понял, а что за «препо», в смысле «преподаватель»? Или может «преппи»?

          • kue

            Не помню точный индекс. Ну, там где цифровой прицел закладывает дальность в гранатку и она именно там рвется. В Афгане недавно только испытывали.. Препо — преподобный. )

          • Саша

            Понятно.
            Хоть не «мессир» :)

          • пМВ

            А вот траву — доводилось…

          • Саша

            Не, такого не было… Серо-черные от выхлопа тяжелой техники сугробы белить белилами из опрыскивателя к приезду очередного (эпитеты самоцензурированы) ЧВС — бывало, но траву красить — ни разу.

            А «ракету красить», это древний внутристратежий мем, используемый ныне по более по традиции.
            В 50-70х, свежий боец получал примерно такой инструктаж:
            «Вот какое дело, ракету надо красить, а она высокая. Как ее красят? Надо взять ведро с краской, раскрутить в руке и метко забросить на верхушку ракеты так, чтобы ведро село как каска на голову. Из ведра краска потечет вниз по борту, ракета покрашена. Дело нелегкое, надо тренироваться. Вот столб бетонный стоит, бери ведро с водой и забрасывай на столб, пока попадать не научишься, да меньше раплескивай. И точнее, точнее.»
            В общем, через пару часов упорного часов труда до взмыленного бойца доходило, что-то тут не так :)))
            Сейчас ШПУ, но мем жив: «Вот ужо ты у меня будешь ракеты красить до самого дембеля!»

          • пМВ

            Техпозиция. Вылетает облако окислителя в виде аэрозоля. И, влекомое ветерком, и плавно расширяясь, рисует аккуратненькую стрелку…
            Которую и приходится ликвидировать, где сетями, а где и забрызгом…
            И дурное начальство совсем и не причем.

          • Саша

            Хренасе….
            Облако окислителя, и что замповорам/зампотехам головы не открутили?
            У нас как-то четверть куба горючки из шланга топливозаправщика на землю пролили — комиссия из штаба дивизии, дознаватели, за нарушение регламента работ ответственным Пирл-Харбор устроили. А о происшествиях с окислителем вообще не слышал.

            Но в общем и целом бардак был, конечно, чего уж там… В одно из Сооружений курсанты-практиканты из училища (кадровые же летехи через год, так-растак), девиц местных привели, я в первый раз в жизни действия особистов одобрил…

          • пМВ

            Расправа была…
            Пиджака, который придумал отмазки, в академию послали (что ему филетово было…), о которой сапоги только мечтали…

            А как стажеры могли это проделать? Ну, у нас забор дырчатый был, но у стратегов-то…

          • Саша

            Всякое бывает.
            Отредактировано.

          • пМВ

            Но особистам бойцы-то настучали!
            И стажерам если и не посадка, то рядовыми на пару лет в лучшем случае…

    • Slider

      Ну понятно что это постановочное рекламное шоу, типа Брюс Ли vs PingPong, и смысла его разбирать со спортивной точки зрения особо нету… ;)

  • Александр Васильев

    загибаем пальцы: шахматы, пинг-понг, ..секс? Филип Дик раскрыл тему пол сотни лет назад в романе «Мечтают ли андроиды об электроовцах?» (см фильм Ридли Скотта «Blade Runner»/»Бегущий по лезвию»; в Википедии написана обширная статья на этот фильм). Причём его прогноз для столь приличного срока довольно точен — ноябрь 2019г. Так смотришь, лет через -дцать в некоторых идейных странах кара за мужеложство будет включать интимную связь с андроидами.

    • пМВ

      Лем на эту тему забавнее.

      И рынок обычных игрушек наверняка прибыльней рынка секс-игрушек…

  • jno

    1. а не перекись ли пришла на смену крестьянской лошадке пневматике Вайтхеда?

    2. что мешает отражаться от стен и углов твёрдым предметам? в тот же бильярд, вроде, не ватными шариками играют…

    • kue

      Ага, у меня как раз такая картинка на заставке — тут... )

    • пМВ

      1. Сходите по ссылке — забавнейшая история. Сначала энглезы, а потом ниппоны начали на корабли кислородные станции ставить! Японы даже на эсминцы. И турбодетандеров Капица еще не изобрел.

      2. Грустно глядя на стены служебного кабинета — добротная штукатурка, толстый винил обоев, но шаром бильярдным в стену лучше не бить!!!

      • jno

        1. а то не сходил! :)
        и с перекисью, вроде, не только немцы возились — амеры, емнимс, тоже.

        2. вооот! :)

        но оно ж не говорит, что шар не отскочит!

        • пМВ

          Прижилось у нас…

          Жалко стену — этот штукатур уже ничего не заштукатурит…

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2018
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
--> --> --> --> --> --> --> --> --> -->