Робототехника

При создании домашних автономных устройств возникает не меньше проблем, чем при создании военных и космических роботов: требования максимальной безопас­ности значительно усложняют задачи разработчикам.

Развивается рынок автономных домашних пылесосов. Модели оборудованы навига­ционной системой и всевозможными периферийными датчиками. Роботы-пылесосы перемещаются по квартире по случайным траекториям, собирая мусор, объезжая статические предметы, и "удирают" от движущихся объектов (людей и животных). "Умные" пылесосы способны самостоятельно возвращаться на свое "место жительст­ва" для подзарядки.

Другой перспективный рынок — автономные газонокосилки. Например, фирма Е1ес1го1их выпускает косилки, способные подзаряжаться от солнечной батареи, запа­саться энергией на ночь и работать практически круглосуточно.

Более совершенные модели интеллектуальных бытовых устройств, помимо уборки мусора, способны выполнять множество дополнительных функций, например под­носить напитки и тапочки. Робот Суе фирмы РгоЬо1ю5, постоянно подключенный к ПК, дистанционно управляется заложенной в компьютер программой. С помощью удобного визуального инструмента пользователь может, используя план комнат, оп­ределить для Суе траектории передвижения, доступные и запрещенные области в квартире. Общение с роботом выполняется по протоколу, содержащему 35 команд и 20 ответных сообщений от робота. Немаловажно, что программное обеспечение Суе открыто для совершенствования, позволяет расширять базовые возможности систе­мы и создавать на его основе собственные программы управления роботом. В буду-щих версиях Суе будет поддерживаться навигационная система ОР5, и он сможет передвигаться не только по комнатам, но и на приусадебном участке.

Спрос на подобные устройства растет, и известная компания ЫЕС уже представила модель Регзопа! КоЬоГ Я100, который поступил в продажу в 2001 году. Робот высотой 44 см и весом 8 кг самостоятельно передвигается, способен произносить 300 фраз, понимать сотни команд и различать 10 лиц.

К.100 может приносить мелкие вещи, вынимать почту из ящика, включать и выклю­чать телевизор и кондиционер, записывать видеосообщения и передавать их по на­значению. Он подключен к ПК и имеет встроенный процессор Ме/ 486 0X4.

Сотрудники лаборатории ИИ Массачусетского института считают, что робот обяза­тельно должен взаимодействовать с окружающим миром и выполнять социально значимые функции. Исходя из этой посылки, они разрабатывают робота Со§, своим внешним видом и даже отчасти устройством напоминающего человека.

Система управления робота Со§ представляет собой сложную иерархию устройств. В большинство узлов Со% встроены процессоры Мо1ого1а 68 332 16 МГц, на которых выполняется интерпретатор I (версия Соттоп Ызр). Интенсивная обработка ин­формации происходит в сети промышленных 200 МГц процессоров в ОС реального времени (^1УХ.

Университет Северной Каролины разрабатывает роботов, способных перемещаться в завалах и спасать людей, оказавшихся под развалинами в результате различных ката­строф. Робот Моссаып II, напоминающий сегментированного червяка, может про­ползать в туннелях диаметром 20 см и поворачивать на 90 градусов в любых направ­лениях, анализируя информацию от видеокамеры с подсветкой и датчиков давления, с помощью которых он "ощущает" стены и их изгибы. Следующие модели робота можно будет без опаски применять при обследовании крупных технологических конструкций (танкеров, самолетов).

NА5А создала робота величиной с небольшой мячик. Он понимает голосовые коман­ды, снабжен видеокамерой, датчиками температуры, давления и газовыми анализа­торами и способен самостоятельно путешествовать внутри космических станций, выполняя мониторинг их состояния. Военная лаборатория США ^е1 РгориЫоп 1^аЬогаЮгу, совместно с японским институ­том аэрокосмических исследований, наметила первую в истории человечества вы­садку робота на астероид Кегеих. Он должен будет собрать образцы грунта и вер­нуться обратно на корабль. В перспективе для исследования Марса, астероидов и комет этой же командой будут создаваться микророботы весом от 100 до 10 граммов.

Американская Ассоциация по ИИ на Национальной конференции 1999 г. организо­вала турнир, по условиям которого роботы должны были самостоятельно добраться до зала заседаний. Им требовалось отстоять очередь на регистрацию, подняться по эскалатору, получить баджет, выйти (или выползти) на сцену, в течение двух минут рассказать о себе и попробовать ответить на простейшие вопросы. В первом турнире роботы двух университетских команд, добираясь до конференц-зала, пробовали "хитрить" — один просил окружающих подсказать ему правильное направление дви­жения, а второй легонько подталкивал людей, обращаясь к ним с просьбой отнести его в зал.

Японские ученые, традиционно склонные к миниатюризации, создали робот длиной 1 см и массой в полграмма. Он предназначен для обслуживания АЭС и ТЭС. Робот способен проползать по тончайшим трубкам, проникать в поврежденные зоны и закрывать "пробоины" своим телом.

В медицинском центре Государственного университета штата Огайо создан робот-хирург, который имеет видеокамеру и две небольшие руки-манипуляторы, а управ­ляет им человек с помощью компьютера. Через небольшие разрезы на теле устрой­ство проникает в сердце, после чего, на основании полученной от него видеоин­формации, компьютер формирует трехмерный образ органа, что позволяет выпол­нять операцию значительно эффективнее. Хирурги единодушно признали пользу такого устройства.

Военные медики США создали робот для проведения операций в полевых условиях. Им можно дистанционно управлять с любого расстояния.

Похожие работы проводятся в российском Научном центре сердечно-сосудистой хирургии имени Бакулева РАМН. Используемый там робот также снабжен несколь-' кими манипуляторами, способными держать различные инструменты (скальпель, пинцет и т. д.). Благодаря повышенному числу степеней свободы он может работать в самых неудобных, недоступных для человека положениях. Врач за монитором сле­дит за зоной операции и управляет манипуляторами, подавая через компьютер голо­совые команды.

Военных в робототехнике интересуют прежде всего автономные летающие устройст­ва для сбора разведывательной информации. Агентство БАК.РА готово финансиро­вать выпуск беспилотных самолетов, в течение 20—60 минут полета преодолевающих 30—60 км и имеющих при этом массу не более 1 кг, а длину 20 см.

Фирма АегоУ'1гоптеп( разработала снабженный различными датчиками самолет дли­ной 7,5 см, который может быть послан на разведку в очень сложных условиях — например, в городе. Пока главной проблемой в этих разработках остается посадка такого самолета, обычно не обходящаяся без поломок. В США ежегодно проводится множество состязаний между роботами, цель которых одна — любой ценой уничтожить противника.

Тем, кто не имеет возможности создать своего робота и отправиться с ним в США, можно предложить виртуальный турнир, проводимый на сайте \у\у\у.гоЬо1\уагЗс1.со1П.

В июне 2002 года в Японии прошли сразу два мировых чемпионата по футболу: вто­рой — среди собак-роботов (чт»\у.апапоуа.сот).Это уже шестой по счету чемпионат КоЬоСир 2002, в нем приняли участие сборные команды роботов из Франции, Ита­лии, Швеции, Германии, Португалии и Англии. Продолжительность матча — 20 ми­нут.