Технологии

Технологии

ATLAS, HUBO и другие роботы-спасатели, созданные для конкурса DARPA

Андрей Васильков

Опубликовано 12 июля 2013

Агентство перспективных оборонных научно-исследовательских разработок США подведёт итоги конкурса по созданию роботов-спасателей в декабре этого года в Майами. Однако ряд участников уже готов показать предварительные результаты. Среди них создатели двухметрового робота ATLAS (Boston Dynamics) и Корейский институт науки и технологий (KAIST) с новой версией робота HUBO. По замыслу эти роботы будут действовать в опасных условиях, устранять последствия аварий, преодолевать сложные препятствия, разбирать завалы и делать другую неблагодарную работу.

Используемые в реальных условиях роботы всегда были мало похожи на людей. Лучшей конструкцией в робототехнике признавалась не самая гуманоидная, а способная выполнить задачу ценой минимальных затрат. За исключением Baxter, о котором «Компьютерра» писала ранее, все промышленные роботы — это мощные и точные автоматы самых разных форм. Роботы-сапёры больше похожи на радиоуправляемые машинки с манипуляторами, но это не мешает им эффективно выполнять задачи по разминированию. Аналогичная ситуация наблюдается и в других областях, включая освоение морских глубин и других планет.

По какой-то причине в Министерстве обороны США сочли, что перспективному роботу-спасателю всё-таки лучше быть именно гуманоидным. Конкурс на его создание был объявлен в октябре 2012 года. Бороться за Гран-при стоимостью 2 млн долларов стали как хорошо известные фирмы с большим опытом, так и молодые исследовательские коллективы. В финал прошли шесть компаний, пять из которых представляют человекоподобные модели. Однако не все они готовы показать свои прототипы сейчас.

http://www.youtube.com/watch?v=hpeZGCzUmNY

Единственный негуманоидный образец — RoboSimian — пока висит на опорах и упражняется в гибкости. T.H.O.R. ещё не способен держать молот, поскольку его нижняя часть сейчас испытывается отдельно от верхней. Создаваемый в NASA робот Valkyrie существует в виде компьютерной модели и отдельных компонентов. SCHAFT едва научился ходить на полусогнутых ногах и держать равновесие. Недавно ему доверили дрель, после чего поток новостей от разработчиков прекратился.

Центр робототехники при Университете Карнеги — Меллона (Пенсильвания) разрабатывает робота-спасателя CHIMP (CMU Highly Intelligent Mobile Platform) с повышенной устойчивостью. На его ногах и руках мы видим хорошо знакомое решение для улучшения проходимости – гусеницы.

_{Робот-спасатель CHIMP — CMU Highly Intelligent Mobile Platform (изображение: Tartan Rescue / Carnegie Mellon University).}

Он преодолевает сложные препятствия, карабкается по приставной и пожарной лестницам, цепляясь за перекладины крюками. Развиваемый манипуляторами крутящий момент достаточно высок, чтобы робот смог самостоятельно закрыть вентиль, не поддающийся усилиям одного человека.

Другой человекоподобный робот с открытой платформой, HUBO, разрабатывается совместными усилиями нескольких групп. Помимо KAIST, в его создании принимают участие многочисленные коллективы исследователей из США. Свой вклад внесли частный Университет Дрекселя, общественный Университет Пердью, Технологический институт Джорджии, университеты штатов Делавэр, Огайо, Индиана и Колумбийский университет. Общая концепция применения HUBO в ближайшем будущем выглядит чрезвычайно смело.

http://www.youtube.com/watch?v=FZD8365q05E

В деморолике указывается 2020 год. За оставшиеся семь лет участники проекта HUBO намерены научить своё творение пользоваться тяжёлой техникой, подручными инструментами и оценивать обстановку. Без последнего не обойтись, так как, прежде чем ловко убрать с пути упавшую балку, требуется оценить, что она держит. С учётом того, что сегодняшняя версия робота едва способна преодолевать искусственную полосу препятствий, названные сроки и умения кажутся слишком оптимистичными.

Создаваемая для конкурса модель получила ожидаемую приставку в названии — DRC (DARPA Robotics Challenge). Для повышения устойчивости робот может временно отказаться от прямоходящего режима и перейди на ходьбу на четвереньках. Для этого тыльная сторона дистальной части манипулятора сделана широкой и пружинящей.

Робот быстро реагирует на изменения обстановки и появление угрозы, обходясь при этом без множества специализированных датчиков. Представьте ситуацию, в которой DRC-HUBO поднимается по лестнице. Если на него в это время будет падать камень, робот попытается отклонить корпус так, чтобы пропустить его, но не упасть при этом самому. Если же удар неизбежен, то манипуляторы вцепятся в перекладины, а ноги попытаются частично погасить энергию падающего объекта за счёт амортизации.

Ещё одной отличительной чертой HUBO является способ управления. Он точно копирует любые движения, выполняемые оператором на другом аналогичном роботе. Принцип напоминает ритуалы Вуду и других анимистических культов, но очень удобен в сложных ситуациях.

http://www.youtube.com/watch?v=f7djSOg7fjM

Ещё семь команд получат шанс в дополнительном соревновании. От них потребуется написать собственные управляющие алгоритмы для главного претендента на победу — робота ATLAS. Ранее участникам предоставлялась возможность опробовать их в виртуальной модели. Теперь осталось выяснить, какой программный код оказался наиболее работоспособным в реальных условиях.

Компания Boston Dymanics уже демонстрировала других впечатляющих роботов — Petman и AlphaDog. В их новом гуманоидном творении, ATLAS, сочетаются сильные стороны предшественников — превосходный баланс и динамическая устойчивость. Робот массой 132 кг и ростом под два метра выглядит стальным атлетом и уже способен на многое. Краткая история его создания представлена в следующем видео.

http://www.youtube.com/watch?v=zkBnFPBV3f0

Современная модель ATLAS учитывает препятствия на дороге и успешно преодолевает их, поднимается по ступеням, сохраняет равновесие при боковых ударах, совершает сложные и плавные движения в соответствии с автоматически выбранной подпрограммой. Технически это усовершенствованная версия робота Petman на том же шасси. Теперь в нём используются двадцать восемь гидравлических приводов, лидар, стереоскопические датчики, продвинутые алгоритмы восприятия и коррекции движений. На запястье могут устанавливаться модули сторонних разработчиков.

Если через несколько лет вы увидите одного из этих роботов — не пугайтесь. Его специально сделали похожим на человека, чтобы вам было проще привыкнуть и довериться такому спасателю.

К оглавлению