19.08.2011

'Роботы-рецидивисты' работают в команде

Группа исследователей недавно сконструировала несколько роботов, способных работать в одной команде. Эти механические существа, считают их создатели, будут незаменимы, помогая людям в зонах катастроф или при исследовании других планет. Однако при демонстрации эти роботы пока всего лишь... украли книгу из шкафа. Но сделали это мастерски!

В современной робототехнике существует два направления, которые, можно сказать, являются конкурирующими. Одно из них подразумевает создание многофункциональных роботов, которые могут, как говорится: «и кофе сварить, и космолетом управлять». И, следует заметить, некоторые успехи в этой отрасли наблюдаются - взять хотя бы знаменитого робота-космонавта Robonaut 2, который сейчас трудится, не покладая механических рук на МКС. Однако конструирование подобных механических помощников - дело достаточно сложное и, главное, дорогое.

Представители другого направления считают, что следует сконцентрироваться на создании так называемых «однозадачных» механизмов, которые, тем не менее, будут наделены специальным программным обеспечением, позволяющим им работать «в команде». На первый взгляд кажется, что подобный подход является еще более сложным и дорогостоящим - ведь подобных роботов нужно оснащать специальными системами, которые позволят им «общаться» друг с другом. Однако, как показывает опыт, создать такие системы оказывается намного проще, чем сделать программу, которая позволит одному роботу выполнять разные задачи.

Еще летом прошлого года эффективность работы команды механических помощников доказали сотрудники американской лаборатории GRASP. Они представили широкой публике «коллектив» из четырех роботов, каждый из которых мог летать и поднимать с поверхности Земли груз весом в один с четвертью килограмма. Однако, если они брались за дело все вместе, то с легкостью поднимали на высоту около трех метров шестикилограммовые предметы и переносили их на расстояние около ста метров.

Скептиков эта демонстрация не убедила - что сложного в том, заявили они, чтобы просто поднять груз и перенести его на несколько метров? Ведь по сути дела, все четыре робота выполняли одну и ту же простую задачу. То есть данная команда вовсе не доказала того, что способна заменить один многофункциональный искусственный организм.

И вот недавно европейские исследователи, ведущие работу над проектом Swarmanoid, представили новую команду из роботов, которые успешно решили более сложную задачу. На первый взгляд, она представляется весьма курьезной - группе «сворманоидов» нужно было... украсть несколько книг с книжной полки. И, следует заметить, механические воришки очень хорошо справились с этим заданием.

В этой «банде задействованы роботы трех разновидностей - Hand-Bots («рукастики»), Foot-Bots («колесники») и Eye-Bots («глазастики»). Первые имеют на вооружении весьма ловкие и подвижные руки-манипуляторы, которые могут захватывать предметы, а также помогают их хозяевам лазить по вертикальным поверхностям. Кроме того, каждый Hand-Bot оснащен специальным устройством вроде пистолета, который заряжен прочным шнуром, выдерживающим вес робота. С помощью этого пистолета Hand-Bot может выстрелить шнуром в потолок, к которому трос прикрепляется посредством «липучки», расположенной на одном из его концов. Этот трос закреплен на катушке и с помощью нее робот может, регулируя длину шнура, подтягиваться вверх или опускаться вниз. А для облегчения процесса залезания у каждого робота имеется система вентиляторов, удерживающих его в вертикальном положении.

Однако самостоятельно перемещаться по полу Hand-Bots неспособны - у них нет ни ног, ни колес. Поэтому на место их доставляют другие роботы, для этого в Foot-Bots, которые оснащены колесами, а также парой видеокамер и ИК-сенсорми для ориентации в пространстве, которые расположены на крутящейся платформе. Каждый Foot-Bot способен сам найти место, куда ему нужно доставить своего коллегу.

Однако как Foot-Bots узнают, где именно Hand-Bots должны остановиться для того, чтобы выстрелить шнуром в потолок? Это им подскажут третьи участники «банды», Eye-Bots, задачей которых является поиск и обнаружение объекта, а также корректировка действий всех остальных членов механической ОПГ. Данные роботы вооружены камерами и ИК-датчиками, и сонарами, а кроме того, умеют летать и прикрепляться к потолку, оставаясь неподвижными столько времени, сколько нужно (это программируется перед началом каждой операции).

Итак, каким же образом данная «шайка» воровала книги из шкафа? Начиналось все с того, что несколько Eye-Bots вылетали на поиск объекта. Некоторое время они кружились по помещению, иногда прикрепляясь к потолку и «зависая» там. Стоило лишь одному из них найти шкаф, он моментально сообщал об этом всем своим коллегам, которые к тому времени образовали целую коммуникационную сеть. Проще говоря, они передавали эту информацию друг другу, пока в конце концов она не достигала робота, находящегося ближе всего к месту локализации других членов «шайки», с которыми этот Eye-Bot поддерживал постоянную связь.

Далее он передавал сигнал Hand-Bots, которые специальным радиосигналом подзывали к себе Foot-Bots, причем к каждому «рукастому» роботу подъезжали два колесных. Они прикрепляли его к себе и тащили к книжному шкафу, информацию о нахождении которого «колесники» получали от «глазастиков». Остальные же Foot-Bots заранее выстраивались вдоль маршрута движения, служа своеобразными ориентирами. В конце концов «рукастик» добирался до шкафа, и, выстреливая трос в потолок, отправлялся на саму кражу. Добравшись до полки и сняв с нее нужную книгу (о том, какая книга является нужной, ему также сообщали «глазастики») он опускался с ней обратно. Его опять прикрепляли к себе Foot-Bots и доставляли к месту исходной локализации.

Как правило, при демонстрации книги крал только один из «рукастиков». Однако остальные тоже времени зря не теряли - они прибывали в полной готовности заменить своего коллегу, если он вдруг сломается. О том, что данная неприятность произошла, им сообщали Eye-Bots, которые, таким образом, контролировали весь процесс сверху.

Примечательно, что кража книги при демонстрации заняла достаточно мало времени - где-то около трех с половиной минут. Причем самым медленным этапом операции была транспортировка Hand-Bot к шкафу и обратно. Видимо, это произошло потому, что данные модели Foot-Bots не обладали большой грузоподъемностью (а ведь «рукастик» и без книги - достаточно тяжелый агрегат). Однако этот недостаток можно легко устранить, сделав Foot-Bots более «выносливыми».

Конечно же вряд ли кто-нибудь станет использовать данную разработку для того, чтобы воровать книги у соседа (хотя, конечно же, если она попадет в руки «человеческих» преступников, то эти милые роботы могут натворить немало бед, ведь преступники, как мы знаем, все хорошее могут использовать во зло).

Авторы данной идеи предполагают, что подобные команды роботов могут эффективно работать в местах катастроф, например, находить людей под завалами после землетрясений и быстро извлекать их оттуда. Также подобные команды могут быть идеальными помощниками при быстром развертывании сетей связи и, кроме того, при исследовании других планет. Поэтому не исключено, что в ближайшее время Луну или Марс посетят команды роботов-рецидивистов, которые смогут собрать куда больше информации об этих небесных телах.

Антон Евсеев

Источники:

1. ПРАВДА.Ру