Вы наверняка с трепетом наблюдали за марафоном DARPA, состоявшемся в декабре прошлого года. Роботы крупнейших производителей неуклюже соревновались в вождении автомобилей, открывании дверей, пробитии стен и лазании по лестницам. Пока одни бились за грант от агентства передовых оборонных проектов, другие искали альтернативные пути развития робототехники — и, кажется, нашли. В лаборатории Массачусетского технического университета стоит аквариум, в котором плавает персонаж по кличке Пузырек, Bubbles. Ученые уверены, что роботы, в значительной степени состоящие из мягких материй, в скором времени помогут решить массу проблем и направят течение мысли современных исследователей в принципиально новое русло.
Фото: Hizook.com
Мягкие роботы — направление, за последний год крепко завладевшее вниманием общественности. Ряд ученых утверждает, что громоздкие прямоходящие железяки ни приведут робототехнику ни к чему хорошему и лишь усложняют процесс изучения отрасли. Представьте себе, сколько вычислительных процессов происходит в скудном разуме андроида Atlas от Boston Dynamics, когда он пытается взять со стола стакан. Для выполнения задачи роботу нужно рассчитать точную дистанцию до цели и допустимое давление при сжатии пальцев. И пока этот великан не перестанет крошить, как дурак, посуду, пройдут многие часы тестирования.
Мягкий робот в этой ситуации сориентируется скорее интуитивно — и оттого более естественно, — сжав манипулятор ровно до тех пор, пока внешнее давление на его «кожу» не подскажет ему остановиться.
Мягкие роботы: как это работает
«Мы создали робота, тело которого состоит из двух частей: в твердой хранятся все вычислительные элементы, а мягкая позволяет ему двигаться, — говорит аспирант Массачусетского технического института Эндрю Марчиз. — В голове также содержится газ, поступающий в хвост и заставляющий его двигаться из стороны в сторону. Это как надувать воздушный шарик».
Мягкая конструкция робота делает его не только маневренным, но и безопасным для окружающих. Помогая вам с домашними делами, робот, сделанный из упругого материала и управляемый подачей газа, вряд ли раздавит собаку или случайно снесет дверную коробку. К тому же, такую домработницу можно будет спустить и хранить на антресоли рядом с елкой и лыжами.
Фото: 33rdsquare.com
Рыба — всего лишь удобная форма начатого эксперимента, как зародыш, обитающий в безопасной питательной среде; но даже у головастиков рано или поздно вырастают лапки. «Прежде мягкие роботы были или функциональными, или автомномными, — уточняет Марчиз. — Мы хотим объединить эти свойства. А форма рыбы на данном этапе кажется нам самым логичным решением». Пузырек подчиняется беспроводному управлению, и единственное, от чего он зависит — шнурок, который соединяет его с плиткой плавающего сверху пенопласта.
Мягкие роботы: что уже сделано
Область мягких роботов настолько новая, что учиться сейчас не у кого — неудивительно, что вдохновение исследователи черпают из природы. В разных университетах создают щупальца, червей и морские звезды, и многого от них пока никто не требует: умеет прыгать или ползти — уже молодец.
В том же Массачусетском институте технологий два года назад был создан робот, который сокращает тело при помощи проволоки, запоминающей определенную форму и реагирующей на изменение температуры.
Этот экземпляр, по мнению авторов, в будущем поможет в работе на труднопроходимой местности и в протезировании. В Гарвардском университете работают в схожем направлении: технология мягких роботов может стать основой для новой модели экзоскелета.
Проект называется «Warrior Web» и разрабатывается под эгидой DARPA в рамках экспериментального оборонного контракта. Части, закрепленные на теле носителя, значительно облегчают движения и делают хозяина сильнее. Похожий экзоскелет носил, например, главный герой игры Crysis.
Если дать волю фантазии, то в дальнейшем эти разработки могут привести человечество к изобретению настоящих андроидов из научной фантастики — достаточно ученым прийти к согласию и объединить усилия. Сложите в уме крепкий металлический скелет и легкие «надувные» мышцы — осталось добавить покров, который оденет такого C3PO и сделает его похожим на человека. И придет день, когда вы попытаетесь взять прекрасную незнакому на руки, чтобы перенести через лужу, но не сможете ее поднять.
Незнакомка.
В данный момент ученые экспериментируют с материалами и их откликом на происходящее вокруг — как они реагируют на электрические разряды, перепады температур и меняют свойства в зависимости от ситуации. Все это выглядит скромно по сравнению с тем, чего за последние годы добились тяжелые роботы, однако логика в появлении и развитии их нежных соседей предельно ясна. Несмотря на радикальный настрой некоторых ученых, мягкие роботы вряд ли приведут к отказу от традиционных гуманоидных экскаваторов, но смогут заполнить ниши, физически для оных недоступные. Там, где требуется не проломить стену, разобрать завалы или загородить людей от пуль, а что-то более человеческое. Например, сделать массаж ног.