Руки роботов становятся все более похожими на человеческие
Если вы хотите угадать назначение любого футуристического робота-гуманоида, посмотрите на его руки. На прошлой неделе в паре видеороликов, выпущенных Boston Dynamics и Figure AI, были представлены наглядные примеры того, что некоторые задачи просто требуют гораздо большего “человеческого участия”.
В первом случае принадлежащая Hyundai компания Boston Dynamics продемонстрировала новую пару “захваты” для своего урезанного заводского робота Atlas. (Читатели, знакомые с компанией, возможно, больше знакомы с более старым и мощным предшественником Atlas). Клешнеобразные клещи с тремя пальцами, один из которых выполняет функцию удлиненного большого пальца, особенно хорошо подходят для захвата и удержания предметов. Хотя Atlas был спроектирован так, чтобы во всем походить на человека, его руки не совсем похожи друг на друга. По словам инженеров компании, дизайн был оптимизирован для сортировки, упаковки и перемещения предметов — все эти задачи Atlas пришлось бы выполнять многократно на заводе или складе.
“Цель состоит в том, чтобы прикладывать как можно меньше усилий, сохраняя при этом устойчивый захват”, — сказал инженер-механик Atlas Карл Прайс.
Это это резко контрастирует с гораздо более похожими на человеческие роботизированными руками, представленными компанией Figure на прошлой неделе. В ярком видеоролике, анонсирующем выпуск трикотажной модели “Figure 03”, компания демонстрирует своих роботов, выполняющих деликатные задачи, такие как полив растений, мытье посуды и подача стакана воды своим хозяевам-людям. Подобно Tesla с ее роботом Optimus, ласкающим яйца, компания Figure ясно дала понять, что видит будущее за человекоподобными роботами в домашних условиях. Компания описывает свою последнюю модель как “человекоподобного робота общего назначения для повседневного использования”.
Однако повседневные задачи, перечисленные выше, а также многие другие, которые требуются от функционального робота-дворецкого, представляют собой инженерные задачи, отличные от тех, с которыми сталкивались ранее с помощью машины, предназначенной для сортировки коробок в течение всего дня. Другими словами, руки дают более четкое представление о том, какое место робот занимает в мире.
Почему человеческие руки так трудно скопировать
Руки, возможно, являются одной из самых сложных частей человеческого тела для точного воспроизведения в роботизированном виде. Каждый из них содержит более 30 мышц и 27 суставов, что обеспечивает 27 степеней свободы. Они также имеют более 17 000 сенсорных рецепторов и нервных окончаний, что позволяет нам выполнять самые разнообразные действия — от нажатия на клавиатуру и аккуратного письма ручкой до поднятия тяжелой штанги.
И в то время как руки робота современные протезы конечностей за последние годы достигли значительного прогресса, но ни один из них и близко не сравнится с изощренностью, надежностью и врожденной простотой человеческой руки. Это представляет серьезную проблему для человекоподобных роботов, которые все чаще используются в качестве инструментов для увеличения или замены человеческого труда.
“Большинство двигательных действий, выполняемых руками в этих секторах, требуют не только точных движений, но и «адаптивные реакции на непредсказуемые переменные, такие как неправильные формы объектов, изменяющиеся текстуры и динамические условия окружающей среды», — сказал профессор гражданского строительства Университета Флориды Эрик Ду в интервью Би-би-си ранее в этом году.
Иногда трех пальцев бывает более чем достаточно
В случае с Atlas новый трехзубый захват представляет собой эволюцию конструкции старого робота. Оригинальная модель работала большую часть времени, но при длительном использовании могла выйти из строя. Это привело к разработке захвата второго поколения, который должен был быть “прочным и надежным”. В видеоролике Прайс отмечает, что текущая версия робота имеет семь степеней свободы и семь приводов, по два для каждого пальца и один, предназначенный исключительно для сочленения большого пальца. На кончиках каждого пальца имеются тактильные датчики, имитирующие осязание человека. В ладони робота также встроены камеры.
Но самым значительным нововведением стало добавление функции, которая отличает человеческие руки от рук большинства других животных: противопоставленного большого пальца. На первый взгляд, это может показаться незначительным, но инженеры из Boston Dynamics говорят, что это изменение значительно расширяет возможности захвата Atlas и повышает гибкость робота при принятии решения о том, как что-то поднять.
“На самом деле, за последний год или около того мы поняли, что можем схватить практически все, что в него бросают”, — сказал Альберто Родригес, директор Atlas по поведению роботов.
Рука Atlas с тремя пальцами. ” Изображение: Boston Dynamics
Итак, если большой палец лучше, чем его отсутствие, можно задаться вопросом, почему бы Boston Dynamics просто не последовать примеру человеческой руки. Прайс говорит, что они остановились на трех пальцах, потому что решили, что это “наименьшее количество пальцев, которое может выполнять очень сложные манипуляции и задачи”.
Дополнительное расстояние между пальцами, например, за счет противопоставленного большого пальца, помогает Atlas поддерживать более устойчивую траву, особенно для более тяжелых предметов. Большие пальцы также обеспечивают более деликатный захват двумя пальцами, который можно использовать для перемещения небольших предметов, таких как болты. И хотя команда Atlas говорит, что они, безусловно, рассматривали возможность добавления еще большего количества пальцев, в конечном итоге они решили, что выжимать сок действительно не стоит.
“Мы решили не добавлять больше пальцев, потому что добавление большего количества пальцев увеличивает сложность,- сказал Родригес. “Если в этом нет необходимости, это означает снижение надежности, увеличение затрат и, в целом, снижение скорости разработки”.
Почему роботам-дворецким понадобятся руки, похожие на человеческие
Трех пальцев может быть достаточно для заводских условий, но Figure и другие компании, надеющиеся внедрить человекоподобных роботов в домашних условиях, верят в большее необходимы. Тонкий корпус, 5’6″ Рисунок 03 оснащен встроенными камерами на ладонях каждой руки, которые обеспечивают “визуальную обратную связь с близкого расстояния во время захвата”. У этой новой модели также более мягкие и адаптивные кончики пальцев по сравнению с предыдущими версиями, что, как видно из рисунка, позволяет более уверенно удерживать предметы самых разных размеров, форм и текстур. Каждый палец оснащен тактильным датчиком нового типа, способным определять усилие всего в три грамма. Это означает, что робот может регистрировать такие легкие объекты, как скрепка для бумаги или игральная карта.
“Стрелки Figure 03 представляют собой значительный шаг вперед в области гибкого и тактильного дизайна”, — отмечают в компании.
При слишком сильном захвате повсюду могут остаться осколки стекла. Изображение: Рисунок AI
Но, как отметили инженеры Boston Dynamics, все эти дополнительные сложности повышают риск поломки. Потенциальные затраты высоки. В то время как робот-дворецкий, разбивающий стакан или два, может показаться разумным компромиссом, ставки становятся намного выше, когда перед этими роботами ставится задача аккуратно распределить отпускаемые по рецепту лекарства для пожилых людей или безопасно обращаться с малышами. Figure и ее конкуренты амбициозно заявляют о том, что роботы должны появиться в домах как можно скорее, но реальные перспективы такого будущего в лучшем случае остаются туманными.
Роботы будущего могут стать еще более человечными»
Даже инженеры Boston Dynamics, которые вложили значительные средства в разработку gripper path, видят будущее, в котором роботы будут больше походить на людей. люди.
Есть некоторые основания полагать, что будущее, как для производственных роботов, так и для домашних, может стать гораздо более человечным. В тех случаях, когда предполагается, что роботы будут работать бок о бок с людьми на фабриках, наличие пятипалых рук позволяет им использовать инструменты, уже изготовленные для людей. Это может снизить необходимость в разработке совершенно новых инструментов и систем, разработанных специально для роботов. Это также дает лидерам отрасли больше стимулов сокращать численность персонала. »Все эти вещи подталкивают нас, не обязательно по замыслу, но естественно и органично, к созданию более антропоморфных конструкций для захвата», — сказал Родригес. “Руки-роботы post — это впервые «становление более человечным» появилось в журнале Popular Science.
Другие новости: