Негуманоїдна слуга виконує завдання однієї правої »Людиноподібні роботи
Його м'який корпус з прихованими зчленуваннями мінімізує ризик травм. Його розумні програми дозволяють йому швидко реагувати на динамічно мінливу обстановку, а спритна рука дає можливість господарювати на кухні або у вітальні. Його очі здатні відрізнити пляшку від дверної ручки. Еволюція окремо взятого проекту дійсно попрацювала на славу. Негуманоїдна слуга виконує завдання однієї правої
Статті по роботам
Його м'який корпус з прихованими зчленуваннями мінімізує ризик травм. Його розумні програми дозволяють йому швидко реагувати на динамічно мінливу обстановку, а спритна рука дає можливість господарювати на кухні або у вітальні. Його очі здатні відрізнити пляшку від дверної ручки. Еволюція окремо взятого проекту дійсно попрацювала на славу.
Давно було сказано, що в старості про нас, крім роботів, подбати буде нікому. Перебільшення, але не сильне. Для ряду розвинених країн зі стрімко старіючим населенням це проблема. І домашні роботи - одне з можливих рішень на віддалену перспективу.
Такі машини не раз створювали в різних країнах. На жаль, всі залишилися досвідченими зразками. Купити механічного слугу в магазині поки не можна. Тим часом пошук оптимальних рішень триває. Один з найбільш вдалих проектів такого роду - штугартскій Care-O-bot. Над ним кілька років працюють фахівці з інституту технології машинобудування і автоматизації Фраунгофера (Fraunhofer IPA)
"Ми свідомо відійшли від існуючих людиноподібних роботів-помічників", # 151; пояснює менеджер проекту Крістофер Парлітц (Christopher Parlitz). За його словами, гуманоїдна зовнішність може викликати у користувача очікування того, що виходить за рамки можливостей машини.
Однак вигляд андроїда сам по собі недостатній для прояву роботом очікуваної "людської" реакції. Щоб домогтися цього, робот повинен вміти на високому рівні інтерпретувати ситуацію і правильно адаптувати свою поведінку.
Таке вміння, в свою чергу, вимагає розробки складних моделей пізнання і емоцій. І хоча в цій сфері робототехніки вже намітився прогрес, "людські" здатності роботів ще дуже далекі від рівня "повсякденному технології". Ось щоб не розчаровувати людей, німці і вирішили уникати антропоморфних атрибутів і замість цього будувати апарати з нарочито "техноморфной" виглядом.
Правда, зовсім вже відволіктися від асоціацій зі слугою-людиною розробникам не вдалося. Великий був спокуса додати машині хоч якусь деталь, що наділяє залізяку більшою теплотою і дружністю.
Таким елементом став торс апарату. Весь сталевий каркас машини, що приховує електричну і електронну начинку, творці бота вкрили пружною еластичною оболонкою (що заодно підвищило безпеку). При цьому торс забезпечили сервоприводами і дали йому п'ять ступенів свободи. Так Care-O-bot 3 навчився послужливим поклоном і невеликим розворотів верхній частині корпусу в сторони.
"Обдарована" німецький робот вміє розпізнавати предмети, він може відкривати двері, щоб досягти пункту призначення. А еластичний "пояс" машини і зовсім - справжня родзинка апарата (кадри Fraunhofer IPA).
Для сприйняття інформації про навколишній світ Care-O-bot 3 розпорядженні повертається кольоровий стереокамерой, переднім і заднім лазерними сканерами, мікрофонами і тривимірної камерою типу time-of-flight, вибудовує 3D-карту оточуючих машину предметів.
Загалом, бот отримує повну картину того, що відбувається навколо і здатний уявляти собі довколишнє оточення в повному обсязі. При цьому, якщо робот бажає переміститися кудись, він заздалегідь вибудовує оптимальний шлях з урахуванням обходу перешкод. І ця програма також здатна змінювати курс на ходу: робот розпізнає рухомі об'єкти (що йде людини) і оперативно об'їжджає їх.
Висота машини складає 1,45 метра, а вага перевищує 150 кілограмів. Спирається робот на чотири колеса (всі провідні і керовані), які дозволяють машині рухатися в будь-якому напрямку і розвертатися на місці. Харчується бот від набору літієвих акумуляторів, а мозком йому служать три PC, заховані в надрах корпусу. Там же - стереодинаміки (фотографії Beri Bieber / Fraunhofer IPA).
Цікаво також рішення, що дозволило роботу однаково спокійно як їхати вперед, так і задкувати назад. Окремою голови у машини начебто і немає, однак ковпак, що закриває рамку з камерами, виконаний прозорим не тільки спереду, але і ззаду.
Замість того щоб розгортати голову навколо вертикальної осі, цей робот при необхідності перевертає весь блок стереокамер навколо осі горизонтальної, таким чином забезпечуючи собі огляд з боку спини.
Рука у робота одна, зате має сім'ю ступенями свободи сама по собі, та ще сім припадають на трипалих кисть. Маніпулятор оснащений датчиками зусилля, а кінчики пальців # 151; сенсорами дотику, що дозволяє боту дбайливо брати скляні предмети. Довжина цієї руки достатня, щоб піднімати предмети з підлоги або діставати їх з верхньої полиці звичайного домашнього шафи.
Якщо людина потрапляє в радіус дії руки робота, той перериває задумане рух, щоб ненароком не завдати травму, # 151; безпеку машини була одним із пріоритетів проекту. Але такі здібності ми, звичайно, вже бачили і в інших роботів (фото Bernd Müller / Fraunhofer IPA).
Самою ж яскравою знахідкою, мабуть, є сенсорний екран, який висувається на висоту грудей на вигнутій ніжці. Він служить не тільки для введення команд, але і грає роль столика сервіровки, на який робот може ставити принесені їм тарілки і пляшки. Столик-екран автоматично забирається, коли в ньому немає потреби.
Управляється "слуга" зі Штутгарта як через пункти меню на екрані, так і голосовими командами. А ще Care-O-bot уміє розпізнавати ряд людських жестів.
Типовий сценарій використання Care-O-bot 3: людина замовляє напій, торкаючись до контактного екрана, робот відправляється до столу (або холодильника), бере пляшку, ставить на свій піднос і відвозить замовив її людині (кадри Fraunhofer IPA).
У базі даних робота зберігаються описи численних предметів побуту. Але якщо якась річ роботу невідома, людина може сам познайомити Care-O-bot з нею # 151; вкласти, наприклад, чашку йому в руку, щоб бот міг оглянути й помацати її, запам'ятати тривимірний образ.
Робот намагається запам'ятати і характерні кольору, і карту характерних точок на предмет, щоб потім дізнаватися його "в обличчя" (фото і ілюстрація Fraunhofer IPA).
"Третій" Care-O-bot з одного боку має досить багатим набором умінь і навичок, щоб вже зараз виконувати в будинку обмежене коло завдань. І нехай поки його складно уявити в ролі повноцінного доглядальниці, це великий крок вперед до цієї мети. По крайней мере, офіціанта з Care-O-bot можна зробити вже зараз.
Цікаво, що проект цей пройшов через ряд принципово відмінних етапів, на яких інженери вчили своїх підопічних новим премудростям.
Care-O-bot 1. Ці машини служили для відпрацювання навігації в звичайному повсякденному світі і для апробації взаємодії робота з людиною в побуті (фотографії Fraunhofer IPA).
Перші Care-O-bot ще тільки вчилися не стикатися з людьми і предметами, а заодно і взаємодіяти з людиною, правда, поки тільки за допомогою контактного екрана.
Так, тривимірне сканування місця дії він виконував лише на початку роботи в новій обстановці (і це сканування займало енну час). Через це "другий" не міг адекватно відповідати на появу рухомих предметів. До того ж Care-O-bot 2 вийшов досить громіздкий і годився не для кожного приміщення.
Care-O-bot 2 вже був оснащений маніпулятором, що дозволив йому виконувати нескладні дії з невеликими побутовими предметами. Крім того, у нього був поручень для опори рук, і він міг підлаштовуватися під ходьбу літньої людини (фотографії Fraunhofer IPA).
Батьки цього робота віртуозно звели безліч розрізнених компонентів в єдине ціле і вдихнули в нього життя. І хоча фахівці з інституту Фраунгофера намагалися уникнути людиноподібності Care-O-bot 3, його цілком можна уявити в ролі послужливої (і навіть чарівного) дворецького або, наприклад, медбрата в госпіталі (фотографії Beri Bieber / Fraunhofer IPA).
У конструкції німецького "слуги" майже немає будь-яких дивовижних і рідкісних компонентів. Камери, маніпулятор, приводи і комп'ютери - більшу частину "заліза" для даного проекту поставили промислові партнери IPA. Ці вузли або серійні, або майже такі (зазнали в стінах інституту ряд модифікацій).
А значить, теоретично Care-O-bot 3 можна хоч завтра ставити на конвеєр. Самі творці, втім, називають його дослідницьким проектом. А будь-який триває дослідження це надія на ще більш вражаючий результат.
Електротандем з напарником-роботом
Інвалідний електрокар піднімає хворих з ліжка