Открытый робот: как DARPA на деньги Пентагона привлекает разработчиков Open Source-кода к работе над роботами Михаил Ваннах

Открытый робот: как DARPA на деньги Пентагона привлекает разработчиков Open Source-кода к работе над роботами

Михаил Ваннах

Опубликовано 18 сентября 2013

Гордиться ручным ремеслом янки нынче не приходится: летом 2013 года в Лейпциге, на Международном конкурсе профессионального мастерства WorldSkills International, команда из США заняла лишь 39-е место из 47 участников. На три десятка позиций отстав от Бразилии, президент которой, возмутившись компьютерным шпионажем АНБ за бразильской нефтяной компанией Petrobras, отказалась от встречи с мистером президентом Обамой, и всего лишь на пять ступенек обойдя российских наследников Левши. Времена, когда на американских заводах ставили на конвейерную сборку легендарный авиамотор Merlin, который создавшие его англичане производили селективно, канули в Лету. Нет больше тех крестьянских ребят и девчат, которые либо с ферм Среднего Запада, либо прямиком с эмигрантского Стейтон-Айленда приходили на сталеплавильные и автомобильные заводы Среднего Запада, на швейные и текстильные фабрики Новой Англии.

Но у американцев есть лучшие в мире университеты. Есть инновационный ИТ-бизнес. У них есть Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), разработки которого порой превосходно находят себе применение в мирной жизни: да возьмём хотя бы тот же интернет, в котором вы читаете эти строки. И есть — при всей трогательной любви к авторскому и смежному правам, подпёртым всей мощью государственной машины, — концепция Open Source-кода. И вот всё это нынче начинает сходиться вместе при решении вопросов практической робототехники. Пока — для выполнения задач гражданской обороны и ликвидации последствий стихийных бедствий. Того, что в наших документах называлось СНАВР (спасательные и неотложно-восстановительные работы).

Трата государственных денег объясняется налогоплательщику историями драматическими — гибелью девятнадцати огнеборцев при тушении лесных пожаров в Аризоне; тем, что при работах в центре 9/11 спасатели надышались токсической пылью. Вспоминаются даже ликвидаторы из Фукусимы — будто японцам после Хиросимы и Нагасаки привыкать к радиации… Жертвы ничтожные, по сравнению с тем количеством жизней, которые может спасти роботизация автомобильного движения. Но задачи предполагается решать самые интересные и очень важные.

_{Роботы-симуляции работают в моделированном мире.}

Без малого год назад агентство DARPA объявило конкурс по созданию программного обеспечения на основе открытого кода, предназначенного для управления роботом-спасателем. Партнёром его выступил некоммерческий Open Source-фонд Open Source Robotics Foundation (OSRF). Только вот если вы, прочтя «некоммерческий», представили себе нечто энтузиастски-несерьёзное, то сильно ошиблись. Это вполне солидная организация, учреждённая робототехнической фирмой Willow Garage и ориентированная на поддержку и продвижение программных проектов в области робототехники. Записались на конкурс 26 команд со всего мира. Им была предоставлена возможность скачать эмуляторы аппаратного обеспечения робота, равно как и модели окружения, в котором роботам-спасателям предстоит решать свои задачи, и погонять на них свой код. В середине лета были подведены итоги конкурса. Из участников выбрали семь команд, разработки которых DARPA и OSRF сочли наиболее перспективными.

_{Разработчики робототехнического софта соревнуются по-спортивному.}

А для команд, вышедших во второй тур, наступает самое интересное. Им предоставляется возможность тестировать своё программное обеспечение на реальном роботе, действующем в физическом мире. Робота этого вы, уважаемые читатели, наверняка уже видели. Зовётся он Atlas, по имени того брата Прометея, которого в наказание за участие в контрреволюционном восстании против прогрессивных олимпийцев определили держать земной свод. 188 сантиметров роста. 150 килограммов веса. Механизм имеет двадцать восемь степеней свободы, действия в которых осуществляются двадцатью восемью гидравлическими приводами, работающими от общего гидронасоса. А гидравлика — технология довольно архаичная. Еще античная техника владела искусством ???????? — построения водяных органов… Гидравлическими были привода орудий броненосцев и рулевые машинки древних ракет. Теперь гидропривод возвращается в робототехнику: у него всё ещё хватает достоинств — вроде приёмистости, нагрузочной характеристики. Но есть и недостатки, такие как КПД. Сопротивление жидкости, знаете ли… Поэтому заокеанский Atlas абсолютно неавтономен. Питание он получает по силовому кабелю, таскающемуся за ним подобно обезьяньему хвосту (ранние этапы эволюции, что придираться). И ещё в конструкцию робота специалисты создавшей его новоанглийской робототехнической компании Boston Dynamics ввели радиатор, менее заметный, чем подсветка из голубых светодиодов, но более необходимый для рассеяния тепла, отобранного у гидрожидкости. Вспоминая, что отечественная оборонка ещё в индустриальную эпоху переводила довольно много приводов с гидравлики на электрику, очень похоже, что Atlas создавался именно как системный прототип, для которого приемлема архаичная и энергоёмкая гидравлика.

_{Atlas в разных позах.}

И вот на этом-то роботе претендентам на двухмиллионный приз предстоит отрабатывать свои алгоритмы и коды, с помощью которых Atlas должен научиться решать типовые задачи СНАВР. Разобрать завал. Проломить стену. Подсоединить брандспойт к гидранту (в мышлении янки пожарный кран носит культовый характер: хуже, чем припарковаться рядом с ним, — только обогнать школьный автобус). Смонтировать пожарную магистраль, соединив несколько труб… Базовые функции движения в пространстве Atlas уже освоил. Он умеет удерживать равновесие: для него это, как и для человека, динамический процесс. Была когда-то система статических тренировок Atlas, занесённая из США и позволявшая очень быстро наращивать мускулы ещё до введения в быт стероидов. Состояла она в том, что надо стоять под нагрузкой: мышцы-то в это время интенсивно трудятся, хотя работа в физическом смысле и не совершается. (Все нормальные тренеры с таким атлетизмом боролись насмерть, заставляя воспитанников заниматься менее эффектной, но более эффективной ОФП, последствия чего ощущаются десятилетия спустя — но это другой разговор…) Вот и гидроприводы Atlas трудятся для поддержания равновесия, рассеивая тепло… Ещё он умеет схватиться в движении за стенку, помогая удержать равновесие.

Ну а всему остальному Atlas предстоит научить. И доучивать постоянно… И вот этому-то доучиванию и поможет концепция открытого кода. И — доступные эмуляторы к нему. Каждый сможет войти в этот бизнес, дописывая новые и новые функции для робота. Копать канавы. Сращивать кабели. Работать с перфоратором. И — продавать их по всему миру, получая за это роялти.

_{Atlas с рукавом у культового в американском сознании гидранта.}

Ведь задачи, которые в ближайшем времени научится решать Atlas (мы говорим «научится», а не «если научится»!), вполне на уровне сложности того труда, которым на улицах заняты вездесущие гастарбайтеры в ярких жилетах. Вполне можно представить себе команду потомков Атласа (имён много — все Гиады и Плеяды), приезжающих на место работы в кузове робопикапчика, запускающих генератор, от которого питаются и их электроперфораторы, и они сами, и приступающих к вечному — почти как у Данаид — труду по смене тротуарной плитки и бордюрных камней… Всё это наверняка освоит Atlas в ближайшее время: премию-то в два мегабакса разработчикам софта получить явно хочется, а вручать-то её будут уже в декабре этого года, в тёплом Майами…

О стоимости экспериментального Atlas говорить нет никакого смысла: она чрезвычайно высока, как у первых студийных видеомагнитофонов, занимавших половину комнаты. Но грубо-грубо её можно прикинуть для серийных образцов, соотнеся массу робота с массой автомобиля. Железка и там и там. Примерно одного уровня технологии. И поршни с уплотнениями там и там. И двигатель с радиатором. И электроники в наследниках самобеглых колясок Даймлера хватает. И заезжать в

К оглавлению