Голландский андроид Flame ходит с огоньком

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 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.

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.

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.

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.

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".

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.