04.04.2012

Запущен проект по разработке дешевой и доступной технологии производства роботов

Роботов можно собирать не на конвейерах, а распечатывать как текст или картинку на специальных принтерах. Такой проект по разработке дешевой и доступной технологии производства запустил Массачусетский технологический институт.

Массачусетский технологический институт (MIT) объявил о запуске нового амбициозного проекта, обещающего произвести революцию в индустрии роботов. Главной целью проекта, поддержанного 10-миллионным грантом Национального научного фонда США (NSF), является разработка настольной системы, которая позволит обычному человеку спроектировать под конкретную задачу и изготовить робота в течение нескольких часов.

«Эта разработка предполагает совершенно новый взгляд на процесс создания и тиражирования роботов и потенциально может оказать глубокое воздействие на общество. Мы уверены, что она изменит философию этой индустрии, сделав робототехнику доступной всем», – заявил руководитель проекта профессор Дэниэл Рас, ведущий исследователь лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT (CSAIL), с которой последние полвека связана история значимых прорывов в области вычислительной техники и информационных технологий.

Проект, объединивший коллективы MIT, Университета Пенсильвании и Гарвардского университета, носит название «Компьютерная разработка печатаемых программируемых машин» (An Expedition in Computing for Compiling Printable Programmable Machines) и рассчитан на пять лет.

В настоящее время разработка и производство как узко- так и многофункциональных роботов – сложный, долгий и дорогостоящий процесс, в котором задействованы специальное оборудование и программное обеспечение. Справиться с ними может лишь команда квалифицированных инженеров и специалистов по искусственному интеллекту. Проект MIT обещает его максимально упростить и автоматизировать, в конечном итоге позволив проектировать и собирать роботов буквально всем желающим на несложном и доступном оборудовании из легкодоступных материалов.

«Нашей целью является комплексная, компактная и максимально автономная аппаратно-программная платформа, а именно легко программируемое универсальное устройство для изготовления машин с заданной функциональностью с помощью простой технологии печати», – объясняет Рас.

Изготовление сложных механических устройств «в один присест» методом книги-раскладушки (вырезания 2D-чертежа в одной или в нескольких сложенных в «пирог» пластинах с их последующей 3D-разверткой) – новейшее и очень перспективное направление в микромеханике, одним из лидеров которого является участник проекта Гарвардский институт инженерии и прикладных наук, недавно представивший оригинальную технологию дешевого и массового производства микродронов (маленьких летающих роботов) и сложных механических узлов методом плоского импринтинга.

Этот метод, уже используемый для печати миниатюрных космических двигателей нового поколения, сейчас привлекает к себе все большее внимание конструкторов, так как превосходит 3D-принтер, еще один последний писк прогресса, в диапазоне используемых материалов для печати – от ламинированного картона, металлической фольги и разных видов пластика до кремниевых пластин, дерева и даже обычной бумаги.

Скорее всего, «компактная аппаратно-программная платформа для печати программируемых машин», за разработку которой взялись в MIT, будет использовать разные способы печати роботов, основанные как на 2D-импринтинге, так и 3D-принтере, но представить в деталях, как будет функционировать эта система, сейчас довольно сложно: за пять лет участникам проекта предстоит решить множество нетривиальных головоломок в различных жанрах – от электрики, механики и материаловедения до компьютерных наук и искусственного интеллекта.

В принципе, никаких неразрешимых фундаментальных научных и технических проблем, препятствующих созданию такой системы, нет.

Более того, накоплен огромный опыт в эксплуатации ее действующих прототипов не только в промышленности, но и в быту.

Так, популярный универсальный конструктор роботов-трансформеров на базе контроллеров серии NXT, производимых компанией Lego, положил начало целой субкультуре программируемых роботов, которую можно считать «игрушечным» прообразом платформы, создаваемой в MIT: NXT-платформа такая же гибкая, модульная, многофункциональная и общедоступная, как и проектируемая MIT система, которая реализует принцип «нужный робот не отходя от кассы».

«Основная проблема, которую решает компьютерная наука, – «сколь сложные задачи можно вычислить с помощью простых двоичных кодов?» В нашем проекте она будет переформулирована в более практичном смысле – «сколь сложные машины мы можем построить из простых киберфизических деталей?» – заявляет манифест, выложенный на сайте проекта.

Манифест перечисляет широкий класс конструкторских задач, которые будут решены за пятилетку: тут и разработка автоматизированных систем проектирования, компонующих электрические, механические и вычислительные узлы нужного кибердевайса, и разработка алгоритмов сборки робота, и создание программных интерфейсов, в которых будет легко ориентироваться неспециалист, и разработка новых материалов, позволяющих пустить производство роботов на поток.

Речь, таким образом, идет о сведении воедино и оптимизации уже существующих наработок в области микромеханики, искусственного интеллекта и роботостроения.

Итогом же работы должен стать набор конкретных инструментов и решений, приближающих время, когда роботы станут по-настоящему массовой и повседневной технологией.

И произойдет это, скорей всего, не так, как в романах Айзека Азимова, где роботов изобретают и производят одна-две могущественные корпорации, а по сценарию, описанному в произведениях в жанре киберпанк, где роботов собирают в многочисленных мелких киберателье по персональному заказу.

Именно такой формат предлагают разработать в MIT: сначала из цифровой библиотеки выбирается нужный прототип узла или даже целого устройства, который доводится до ума в соответствии с пожеланием заказчика и собирается прямо на месте. Технология печати позволит делать это, не бегая каждый раз за запчастями и не выстраивая сложную цепочку из специализированных подрядчиков (конструкторов, программистов, механиков, электриков и т. д.), как это происходит в «допечатной» индустрии роботов.

Отчасти такая идеология уже реализована в конструкторе на базе NXT-контроллера, но без существенного элемента – принтера, который позволяет печатать самых разнообразных роботов или отдельные узлы, из которых их можно собирать.

«Проект должен изменить индустрию роботов так же сильно, как некогда персональный компьютер изменил информационные и вычислительные технологии, сделав их массовыми», – заявляет в манифесте исследовательская группа MIT.

Помимо прототипа микродронов, которые можно использовать для мониторинга окружающей среды и персональных помощников при ориентировании на местности, группа представила еще один прототип напечатанного робота – киберхваталку для людей с ограниченными физическими возможностями.

Идеологическим предшественником своего проекта в MIT называют MOSIS – основанный агентством DARPA и необычайно успешный сетевой сервис, нечто вроде коллективного разума, объединяющего различных разработчиков и производителей интегральных микросхем. Предполагается, что проект MIT станет аналогом MOSIS в индустрии роботов, основанной на новом технологическом процессе – печати кибернетических устройств.

Дмитрий Малянов

Источники:

1. Газета.Ru