Марк Райберт: Познакомьтесь со Спотом — роботом-собакой, которая бегает, прыгает и открывает двери

Это СпотМини. Он еще вернется к нам позже.

Мне нравится создавать роботов. Моя долгосрочная цель – создание робота, имитирующего движения человека и животного. В особенности нас интересуют три способности. Первая: равновесие и динамическая подвижность, вторая: свободное манипулирование, третья: восприятие по ходу действия.

Хочу продемонстрировать вам баланс и динамическую подвижность. Я стою и балансирую. Вижу, вас не особо это убедило. А сейчас?

Ну, а сейчас?

Такие простые способности позволяют человеку находиться где угодно, на любой местности. Мы хотим добиться того же в роботах.

А как насчет манипулирования? Я держу пульт в руке, я даже не смотрю на него и могу манипулировать им без усилий. Но что важно, я могу двигаться, все еще держа в руке пульт, удерживать и направлять свое тело, и даже ходить кругами. Это значит, я могу двигаться на любой местности, используя основные функции рук и кистей, хватать и переносить что-угодно. Это и есть свобода манипулирования. Вы все на это способны.

Третье: восприятие. Я вижу комнату и более 1 000 присутствующих здесь человек, моя уникальная зрительная система позволяет видеть каждого из вас: вы все статичны в пространстве, даже если я двигаю головой и даже если перемещаюсь. Такого рода восприятие по ходу действия крайне важно для роботов, созданных совершать маневры
в любой обстановке.

Позвольте мне немного ввести вас в курс дела и рассказать о наших достижениях в создании роботов на данный момент. Первые три робота были динамически устойчивы. Первому роботу чуть больше 10 лет. «БигДог». Встроенный гироскоп помогает держать равновесие, а также он оснащен сенсорами и бортовым компьютером.

А вот и робот-гепард, способный бежать галопом, перерабатывая при этом энергию, отталкиваться от земли, постоянно производя вычисления для поддержания устойчивости и равновесия.

А вот робот побольше, он отлично передвигается, используя нижние конечности, даже в глубоких сугробах. Глубина снега равна 25 см, но он с легкостью справляется с задачей.

А это Спот, новое поколение роботов, чуть старше того, который выходил сейчас на сцену. Нас все время спрашивают, вы все слышали о доставке с помощью дронов: «Может ли доставка осуществляться дронами?» А как насчет обычной доставки роботами?

Итак, мы привезли робота домой к одному из наших сотрудников, чтобы узнать, сможем ли мы попасть внутрь любыми доступными путями. Поверьте, лестницы в Бостоне настолько круты и витиеваты — это настоящее испытание. Мы на 70% справились с задачей.

А вот и подвижное управление: мы добавили «руку-клешню», и теперь он может самостоятельно открывать дверь. Теперь о самом главном в создании автономных роботов: нужно стараться избежать выполнения одного действия по шаблону, но действовать в соответствии с изменениями в окружающей обстановке. Сейчас Стив, один из разработчиков, устраивает роботу серьезные испытания.

Но поскольку система рассчитана на воздействие раздражителей, он продолжает выполнять задачу.

А вот другой пример, где Эрик тянет робота вниз, пока тот поднимается. Поверьте мне, заставить его не отказаться от цели в подобных обстоятельствах крайне трудно, но в результате это упорство обобщается и делает роботов более автономными, чем они были бы без того.

А это Атлас, человекоподобный робот. Это третье поколение разработанных нами роботов-гуманоидов. Чуть позже расскажу о разработке оборудования. Нас часто спрашивают, сможем ли мы добиться средней скорости человека и похожих действий в простом задании, например, при работе с коробками на конвейере? Мы добились обычной скорости человека почти на две трети. Этот робот использует обе руки, весь корпус, передвигается, шагая, это и есть пример динамической устойчивости, подвижного управления и подвижного восприятия. Здесь целых два Атласа.

Не всегда все идет так гладко, как хотелось бы.

А это наша последняя модель, «Хэндл». Необычность его в том, что он гибрид животного и чего-то еще, с колесами вместо «ног». У него забавное положение «рук», которые выполняют очень важную функцию. Он может переносить до 45 кг. Возможно, он может поднять и больше, но пока мы пробовали только 45 кг. Он довольно устойчив на пересеченной местности, хотя у него на ногах колеса. Хэндл любит устраивать представления.

Я расскажу вам о некоторых идеях роботостроения. Многие думают, что робот — механизм с компьютером внутри, который выдает команды и воспринимает сигналы через сенсоры. Но это только часть правды. Истина в том, что с одной стороны компьютер вносит предложения в систему, а с другой действуют физические законы природы. Это подразумевает гравитацию, трение и столкновения с предметами. Для создания успешной модели я убежден, что нужно придумать комплексный проект, где будут совмещены программное, техническое обеспечения и поведение, все сразу, заставить алгоритмы сотрудничать и взаимодействовать друг с другом. Создав эту идеальную конструкцию, мы добьемся гармонии, слаженного тандема всех составляющих. Итак, программно-техническое обеспечение и адаптивное поведение.

Мы проработали аппаратное обеспечение, вот, чего мы пытались добиться: картинка слева — классическая конструкция, где все части скреплены друг с другом, проводники, кабели, разъемы. Справа более усовершенствованная модель, которая похожа на анатомический рисунок. При помощи чудо-3D печати мы начали проектирование частей робота, которые больше схожи с анатомическим строением животного. Итак, мы видим часть бедра, оснащенную гидравлическими механизмами: фильтры, приводы, встроенные друг в друга, как единое целое, и вся конструкция разработана с учетом предполагаемой нагрузки и поведения, которые известны из данных, записанных роботами, полученных из тестов и прочих источников.

Так сказать, проектирование механизма на основе данных. Используя эти процессы, не только верхней части ног, но и остальных, мы от больших, громоздких, медлительных роботов, тех, что справа, весом более 181 кг, пришли к тем, что в центре — мы видели его сейчас в ролике — массой около 86 кг, чуть тяжелее меня. И новейшая модель, над которой мы еще работаем, сегодня мы его не покажем, тот, что слева, весом около 75 кг с похожей мощностью и функциональностью. Прогресс налицо.

Настало время Споту вернуться к нам, он готов продемонстрировать вам больше маневренности, ловкости и восприятия. А это Сет Дэвис, он присматривает за роботом сегодня, именно он задает Споту основные направления, отслеживая его передвижения, но вся координация конечностей и сенсоры контролируются встроенным компьютером. У робота имеется несколько режимов ходьбы, встроен гироскоп, точнее твердотельный гироскоп, и гиростабилизатор. Ну, и конечно, аккумулятор и все прочее. Одна из фишек прямоходящего робота — он всенаправленный. Помимо движения вперед, он может шагать в сторону и поворачиваться на месте. Это робот любит покрасоваться. Он любит активное движение, как бег, например.

И еще кое-что.

Будь это настоящим шоу, ему пришлось бы попрыгать на одной ноге, но вы понимаете…

У Спота есть несколько стереокамер и устройство подачи данных в центре. В помещении немного темно, и он использует стереокамеры для детального изучения местности прямо перед собой по ходу преодоления препятствий. Здесь роботом управляет Сет, но исследование местности Спот проводит сам. Вот и карта местности, где данные с камер подаются в режиме реального времени, помечая красным цветом зоны, нежелательные для освоения, и зеленым, где проход безопасен. Это как тропа, сложенная из блоков. Он пытается удержаться на блоках, регулируя длину шага, производя массу вычислений, необходимых для выполнения подобной задачи. Планирование осуществляется в реальном времени, когда он обдумывает размер следующего шага: длиннее или короче.

А сейчас мы изменим режим, где он будет воспринимать блоки, как на открытой местности, продумывая шаги вверх или вниз по мере движения вперед. Он использует динамическое равновесие, подвижное восприятие, которые согласуют то, что он видит, с тем, как он движется.

А еще у робота есть «рука-клешня». Многим может показаться, что это голова и шея, но поверьте мне, это рука. Сет вращает ее. Он фактически направляет руку, а тело движется вслед за ней. То есть они сочетаются таким образом, о котором я упоминал ранее, имитирующим движения человека. Это одно из достоинств Спота, называемое «режим куриной головы». Он удерживает голову в одном положении, и при этом вращает всем телом. У этого есть еще разновидность, так называемый «твёрк».

Но сегодня мы этот режим не покажем.

Спот, мне хочется пить. Ты не мог бы принести мне газировки? Для этой команды Сет не использует управления. У Спота на спине установлен лазерный дальномер, и с помощью стойки на сцене он определяет свое местоположение. Он подошел к месту назначения. Теперь использует камеру, встроенную в клешню, чтобы найти стакан, берет его, и опять же, Сет никак не управляет Спотом. Мы запланировали маршрут передвижения, но похоже, что Спот сошел с него, и Сет снова берет контроль управления на себя, потому что я немного переживаю, справится ли робот сам. Спасибо, Спот.

Итак, Спот, как самочувствие после выступления на TED?

И я тоже!

Всем спасибо, спасибо команде Boston Dynamics, которые проделали столь тяжелую работу.

Хелен Уолтерс: Марк, возвращайтесь сюда. Спасибо большое. У меня есть парочка вопросов.
Вы упомянули об UPS и службе доставки. Как вы думаете, где еще робот мог бы пригодиться?

Марк Райберт: Я думаю, что роботы, обладающие теми качествами, о которых я говорил, могут быть невероятно полезными. Около года назад я побывал в Фукусиме, чтобы увидеть последствия аварии. Город отчаянно нуждается в машинах, способных работать на наиболее загрязненных участках, чтобы восстановить местность.

Уверен, через некоторое время у каждого из нас будет подобный робот в доме, и мы нуждаемся, чтобы кто-то ухаживал за пожилыми и недееспособными людьми. В недалеком будущем роботы будут заботиться о наших родителях или, что более вероятно, помогать нашим детям заботиться о нас. И много других полезных назначений. И это только начало. И еще много нереализованных идей, которые люди, подобные вам, помогут воплотить в жизнь.

ХУ: А есть ли теневая сторона? Как насчет военных? Заинтересованы ли они?

МР: Конечно, армия — главный спонсор роботостроения. Лично я не считаю военных теневой стороной, но уверен, что, как и со всеми передовыми технологиями, сфера его применения может быть очень широка.

Перевод: Оксана Ким
Редактор: Алена Черных

Источник