Как устроен самый сложный робот на Земле ( 5 фото )

Когда сейчас речь заходит о роботах, уже кажется никто не представляет себе кадры из «Терминатора». Люди научились использовать роботов на благо общества, и сейчас под этим определением скрываются не только человекоподобные машины, но и также те, которые просто способны автоматизировать тот или иной процесс. Огромные промышленные роботы используются на добывающих предприятиях, заводах по сборке автомобилей и бытовой техники, а небольшие их аналоги поселились у некоторых дома. Но есть ли самый сложный робот на Земле? И если да, как он выглядит и работает?


Робот Atlas не всегда был похож на человека

Как создавался самый сложный робот

Такого робота создали почти 7 лет назад, и его постоянно дорабатывают, поэтому пока никому не удалось его переплюнуть. Агентство по передовым оборонным научно-исследовательским проектам США (DARPA) совместно с компанией Boston Dynamics разработали человекоподобного робота Atlas. Он отлично ориентируется в пространстве и имеет 28 гидравлических суставов, множество сенсоров и передовую систему управления.


Так выглядел прототип первого робота Atlas

В Boston Dynamics говорят, что изначально роботом управлял оператор, для того, чтобы создать трехмерную карту области передвижения. Однако затем гуманоид смог передвигаться самостоятельно с уже внесенной в его базу информацией об окружении и препятствиях на пути.

Поначалу он и правда напоминал прислужника из «Скайнет» и не мог двигаться без подключения к управляемому компьютеру и электропитанию. Имел рост 190 сантиметров и вес 136 килограмм. Всего пара лет понадобилась разработчикам, чтобы выпустить новую версию робота Atlas, который стал самым сложным роботом на Земле. Сначала они обновили его прошивку, а затем — и все «тело», сделав робота еще больше похожим на человека.

Новый робот Atlas Boston Dynamics

Разработчики добавили в робота-гуманоида аккумулятор емкостью 3,7 кВч, который может обеспечить ему час автономной работы, включающей в себя перемещение и некоторые другие действия. Кроме того, для компенсации увеличения массы за счет установки аккумулятора инженерам пришлось использовать более легкие материалы при создании корпуса Atlas. Также создатели добавили в робота беспроводной модуль для связи и улучшили его подвижные части, увеличив свободу передвижения гуманоида. Его рост уменьшили до 1,5 метра, а вес — до 75 килограмм, чтобы было легче выполнять маневры. Инженеры хотели сделать робота максимально легким и прочным, многие его делали разработаны с нуля разработчиками из Boston Dynamics и напечатаны на 3D-принтере. Такого больше ни у кого нет.

С тех пор создатели робота занимаются тем, что улучшают его систему навигации и обучают его новым движениям, которые потенциально могут пригодиться ему при работе в трудных условиях. Так, в прошлом году Atlas научился разворачиваться в прыжке на 360 градусов — прямо как гимнаст. Как же ему все это удается?

Как устроен самый сложный робот

Помимо 28 шарнирных суставов, с помощью которых Atlas двигает руками, ногами, спиной и другими частями своего «тела», робот также оснащен множеством моторов (их количество держится в секрете), которые приводят его в движение, получая питание уже от встроенного аккумулятора. Как робот понимает, что ему, например, нужно перешагнуть через препятствие? Для этого у него есть стереозрение, лидары, гироскопы, дальномеры и другие сенсоры, которые помогают ему ориентироваться в пространстве. Вся эта информация поступает в центральный процессор — очень мощный чип, который и посылает сигнал на моторы. А они уже приводят робота в движение. Работу Atlas можно сравнить с работой человеческого мозга: если глаз человека видит опасность, он отправляет информацию об этом в головной мозг, а оттуда дается команда, например, увернуться корпусом или отойти в сторону.


В «Атласе» есть отдельные моторы на каждую конечность, встроенная система охлаждения и провода, которые напоминают человеческие вены

Atlas имеет одну из самых компактных мобильных гидравлических систем в мире. За счет специальных двигателей, клапанов и гидравлической силовой установки Atlas может подавать необходимую мощность для любого из своих 28 гидравлических соединений. Именно поэтому он так задорно занимается паркуром, бегает, кувыркается — ни один другой робот на такое не способен. А поскольку аналогов никто не производит, Boston Dynamics вынуждена делать большинство компонентов с нуля.


За несколько лет робота обеспечили усовершенствованной системой управления, благодаря которой он знает очень много движений. На планирование каждого движения у него уходит 0,5 секунды — за это время робот анализирует пространство вокруг себя (с датчиков), сам себя взвешивает (оценивая, хватит ли мощности, чтобы поднять корпус и преодолеть препятствие) и принимает решение. Интересно, что инженерам удалось научить робота использовать руки для баланса тела так же, как человек.

Некоторым показалось, что робот обладает интеллектом, однако это не так. Его программное обеспечение было полностью написано инженерами, которые могут управлять роботом с помощью макрокоманд (например, заставить его бежать, присесть, сделать шаг и так далее). То есть он либо управляется «с пульта», либо просто выполняет запрограммированные команды. Команды уже преобразуются в микродействия и алгоритмы конечностей для обеспечения этих движений. Управляется гуманоид с помощью роботехнической операционной системы (ROS — Robotics Operating System). Большинство расширений для него написаны на языках программирования C++ и Python. Правда, официально эту информацию не подтверждали — Boston Dynamics держит очень много секретов. Еще бы, ведь это самый сложный робот в мире.

Зачем нужны роботы

В планах Boston Dynamics — добавить к роботу искусственный интеллект, а там и до возможности реагировать на команды недалеко. Конечно, можно записать набор фраз и встроить их, но это какие-то «инновации ради инноваций», такое сейчас есть даже в вашей умной колонке. Здесь же масштабы совсем другие.

Изначально Altas создавался для проведения спасательных операций после техногенных или природных катастроф. К примеру, для ликвидации последствий после цунами и взрыва АЭС, как это случилось в 2011 году в Японии. Но с каждым годом сфер его применения становится все больше, и кто знает — может через 20 лет такие «Алтасы» будут встречать вас на ресешпен в отеле. Или использоваться в качестве замены солдат в армии. Хотя… лучше первый вариант.