Эволюция Boston Dynamics: как развивались лучшие роботы в мире



Роботы от компании Boston Dynamics покорили миллионы пользователей интернета своими забавными видео-роликами. А некоторые из них уже совсем скоро будут использоваться на производствах.

Действительно ли они настолько круты?
Насколько они умны?



Это, пожалуй, самый волнующий вопрос.

Ранее многие эксперты и компании сходились во мнении, что работники Boston Dynamics не используют технологии искусственного интеллекта вообще. Включая машинное обучение. Только классические методы управления. Это чисто "механический" подход, который не требует обучения машин. И гарантирует стабильность.

Однако в прошлом году компания опубликовала вакансию. Они искали в штат специалиста по машинному обучению. А именно - по обучению с подкреплением. Такие специалисты нашлись.

Скорее всего, результатом их работы стал новый робот Handle. Он уже не демонстрирует забавные трюки, как прошлые машины компании. Однако эффективно работает на складе.

А буквально на днях Boston Dynamics показали публике еще одну разработку. Полностью коммерческую. Робот Pick умеет разбирать коробки с различным товаром и аккуратно складывать их на конвейерную ленту. Робот быстро классифицирует коробки и определяет, в какую ячейку поместить каждую. При создании Pick использовались технологии глубокого обучения.

Как все начиналось?



Первым роботом стал BigDog. Создан в 2005 году в сотрудничестве с NASA и Гарвардом. Его задачей было переносить военные грузы по пересеченной местности. Но робот оказался слишком шумным и от идеи отказались.

Однако труды не прошли в пустую. Технологии передвижения BigDog стали базой для последующих разработок:

• AlphaDog. В сентябре 2011 года в свет вышел AlphaDog. Более выносливый и тихий. И со встроенной системой стереовидения.
  
• AlphaDog Proto. А в 2012 появился AlphaDog Proto. Благодаря встроенным датчикам, робот умеет следовать за человеком и избегать препятствий. Также он может передвигаться самостоятельно, ориентируясь по GPS или следуя голосовым командам.
  
• Обновленный BigDog. В 2013 он обзавелся дополнительной рукой и научился бросать бетонный блоки, используя свое тело как противовес.
  
  
  
  
  
  
• Cheetah. Этот робот сумел разогнаться до 46 км/час. Правда, только на беговой дорожке и получая питание от бортового гидравлического насоса. Такой скорости удалось достигнуть благодаря гибкому позвоночнику. Последний позволяет наращивать длину шага и скорость.
  
  
  
  
  
  
• WildCat. Это название получила обновленная автономная модель Cheetah, которая умеет передвигаться уже по реальной местности. Сегодня это самый быстрый четвероногий робот. Он способен разогнаться до 32 км/час без потери равновесия.
  

Первые роботы компании - самые знаменитые. Однако разработчики пошли дальше.

Роботы становятся человекоподными

Основой следующих разработок тоже послужил BigDog:

• Petman. Этот робот приобрел человекоподобные ноги и с легкостью демонстрирует особенности человеческой походки. Изначально созданный для тестирования костюмов химзащиты, Petman эволюционировал внешне и научился, приседать, ползти и выполнять другие сложные действия. Совсем как человек.
  
  
  
  
  
  
• Atlas. Самый совершенные на сегодня антропоморфный робот. Основан на технологиях BigDog и Petman. Его система управления умеет координировать движения разных частей тела робота. Также Atlas оснащен датчиками стереозрения, которые позволяют ему ориентироваться, избегать препятствий и совершать действия с окружающими объектами. Он встает при падении, умеет делать сальто, а также перепрыгивать предметы.
  

Разработки ведутся с 2014 года и не прекращаются по сей день.

И снова четвероногие

В 2015 компания представила четвероногого робота по имени Spot. С гидравлическим и электрическим приводом. Он умел свободно перемещаться по любой местности (включая помещения) и даже преодолевать ступени лестниц.



А в 2016 на свет появился SpotMini - уменьшенная версия предыдущего. Это самый тихий робот и к тому же - полностью электрически. Может работать без подзарядки до 90 минут. SpotMini умеет захватывать объекты и даже манипулировать с хрупкими предметами. Например, брать стакан.

В 2019 SpotMini может стать первым роботом компании, получившим работу.

Опередить его может разве что Handle. Оснащенный ногами, совмещенными с колесами. И хотя он проще, робот может успешно справляться с работой на складе.

Менее громкие разработки

Это не все роботы Boston Dynamics. У компании есть и менее известные "произведения":



LittleDog. Небольшой робот для исследования местности.



RiSE. Шестиногий небольшой робот, который способен подстраиваться под рельеф местности и подниматься по вертикальным поверхностям. Например, взбираться по дереву.



RHex. Робот для военных. Оснащен камерами и способен передвигаться по скалистой местности, ручьям, песку, грязи, железнодорожным путям и прочим сложным поверхностям.



SandFlea. Мини-робот на колесах и высотой в 15 см, способный прыгать вверх на 10 метров.

Эти роботы разрабатывались с 2006 года.

Как это работает



В основу практически всех роботов легли разработки от BigDog.

Его ноги оснащены гидравлическими актуаторами. На каждом из них - сенсоры, контролирующие положение суставов и силу. У BigDog этих сенсоров - 50 штук.

Положение ног и высоту тела при передвижении координирует бортовой компьютер. Он же отслеживает силу взаимодействия с поверхностью, обеспечивая устойчивость и равновесие.

Нагрузку между ногами распределяет контроллер. Они оптимизируют несущую способность конечностей.

Суставные датчики предают данные в систему управления, которая в свою очередь определяет, на земле ли находится робот и какова нагрузка на его ноги и суставы.

Правильное движение ног на неровных поверхностях реализует алгоритм состояния. Это позволяет контролировать повороты, шаг и высоту тела по отношению к земле.

Роботы компании адаптируются к местности двумя способами:

регулирование высоты и отношения тела в поверхности;
контроль за ногами (датчики определяют, куда их ставить).

Сейчас роботы Boston Dynamics считают одними из самых продвинутых. Посмотрим, куда их разработки приведут дальше.


Смотрите также: