robogeek.ru

все о роботах и робототехнике

edu.robogeek.ru

все об обучении робототехнике

Робот "Афина" открывает новые горизонты в робототехнике

16 декабря, в 11:05 рейсом из Лос-Анджелеса во Франкфурт на борту самолета Lufthansa прибыл необычный пассажир. Это был гуманоидный робот Афина, занявший место в кресле коммерческого рейса. И, несмотря на ажиотаж при посадке на самолет в Лос-Анджелесе, Афина, одетая в футболку и красные кроссовки, не получила никакого специального места.

Как и большинство пассажиров, она летела эконом-классом. В течение девяти часов полета робота сопровождали ученые из Института Макса Планка. Афина проделала путь от Лос-Анджелеса до Тюбингена, чтобы приобрести множества новых навыков в передвижении, которые она может использовать, чтобы помочь людям в повседневной жизни.

Катастрофа на АЭС Фукусима показала, как далека сегодняшняя робототехника от создания полезных в повседневной жизни систем. Отсутствует осознание необходимости автономных систем, которые могут надежно выполнять такую деятельность, как открытие дверей, закрытие клапанов или включение насосов - такие задачи были важны в ликвидации последствий аварии на Фукусиме. Во всем мире ученые и инженеры работают над созданием новых роботов, которые могут действовать рационально и оперативно, в зависимости от ситуации, как в разрушенных зданиях электростанций или в сейсмоопасных зонах. Это сложные задачи.

Помочь в решении этих задачи призвана Афина. Этот робот ростом 1,88 м весит всего 48 кг, стоит и ходит на двух ногах. Афина стала продуктом совместной разработки нескольких компаний и институтов. Программа финансировалась американским агентством DARPA.

В то время как программа DARPA концентрируется главным образом на удаленно управляемых роботах, исследования Института Макса Планка выходят далеко за эти рамки и предполагают разработку действительно автономных роботов или даже способных к самообучению.

Афина была разработана в качестве гуманоидного (человекоподобного) робота, способного работать с обычными инструментами в зданиях и сооружениях. В отличие от четвероногих или колесных существ, двуногие имеют преимущество в том, что могут более легко проходить через узкие проходы, могут выполнять действия внизу и наверху (например, включить рычаги или заменить лампочку), взбираться по лестницам или даже водить машину. Конечно, такие роботы только начинают появляться.

В сопровождении ученых Афина провела весь полет почти как обычный пассажир в салоне. Но она, конечно, не требовала еды или напитков и не нуждалась в туалете. Ее попутчики привезли ее на посадку в инвалидной коляске. Таким же образом робот покинул самолет во Франкфурте, пересел в микроавтобус и отправился «домой» - в отдел «автономного движения» Института интеллектуальных систем в Тюбингене. Там ученые научат робота в ближайшие месяцы ходьбе по неровной местности в качестве одного из первых навыков.

Конструктивно робот выглядит очень изящно. Голова оснащена датчиками, позволяющими контролировать внешнюю среду. Система стерео камер работает очень похоже на наше зрение. Из двух изображений она создает трехмерные объекты. Таким образом, Афина может определить, например, расположение объекта, чтобы определить, насколько далеко он находится. Обеспечивающий распознавание удаленных объектов лазерный сканер Velodyne напоминает небольшой маяк на голове. Этот вращающийся датчик посылает 32 лазерных луча и, принимая отраженные сигналы, вычисляет расстояние до объектов. Лазерный сканер вращается с частотой 10 раз в секунду, сканирует всю среду вокруг робота в диапазоне 80 м.

В Тюбингене Афина получит инерционный датчик для контроля баланса. Его установят в верхней части тела, по назначению он будет подобен расположенным во внутреннем ухе человека органам и позволит роботу определять ориентацию и ускорение, которые важны для понимания, где верх, а где низ, то есть, направления силы тяжести. Афине придется ждать несколько недель для обретения реальных рук, потому что они все еще в стадии производства. В настоящее время она носит прототипы в виде пластиковых рук, которые были напечатаны на 3D принтере. Эти руки могут перемещаться только в стороны и не имеют датчиков, но они позволяют исследователям оценить конструкцию.

Ноги у Афины очень подвижные. Ее тазобедренные и коленные суставы двигаются под воздействием гидравлических приводов, под высоким давлением масла (200 бар). Датчики на всех суставах измеряют положение и ускорение каждого сустава. Данные обрабатываются с использованием программного обеспечения, которое контролирует движение суставов с помощью гидравлических клапанов. Ноги Афины изготовлены из углеродного волокна, которое обеспечивает пружинящую походку и делает ноги очень легкими. Это первый человекоподобный робот, который использует такие ноги.

Для движения суставов требуется много энергии. Большой лабораторный насос создает поток масла высокого давления, направляемый к роботу по шлангам. Это означает, что робот энергетически пока не автономный, и в настоящее время нуждается во внешнем источнике гидравлической энергии. В последующем он будет непосредственно интегрирован в корпус Афины. Для работы электроники и датчиков требуется относительно немного электрической энергии.

Афина это не просто робот, к которым мы сегодня привыкаем. Это не прототип вспомогательного робота, который поможет в больнице или будет поддерживать пожилых людей в решении проблем их повседневной жизни.

Один из разработчиков Stefan Schaal объясняет: "Афина это робот, который спасает людей из рухнувшего дома или отправляется в лес на поиски заблудившегося ребенка. Афина предназначена для физической работы в сложной местности, которая, возможно, будет недоступна или слишком опасна для человека".

Комментарии

(0) Добавить комментарий