Программируемые человекоподобные роботы. Человекообразные роботы или роботообразные люди

Не за горами будущее, в котором роботы-андроиды будут помогать нам с вами по хозяйству, например, готовить ужин и убираться в доме. Сейчас человекоподобные роботы могут быть использованы только в развлекательных или образовательных целях. Давайте рассмотрим, какие доступные по цене человекоподобные роботы есть в продаже и можно ли их программировать.

В статье я буду рассматривать только тех роботов, у которых есть две ноги, две руки и голова. Которые имеют большое количество степеней свободы, т.е. большое количество сервомоторов. Это даёт возможность передвигаться пешком, как люди, вставать, если робот упал, танцевать, подниматься по ступенькам и т.п. Обзор будет очень поверхностным: рост робота, количество сервоприводов, цена, время работы от аккумулятора, наличие гироскопа и других датчиков, с помощью чего программируется и управляется. Рассматривать здесь очень дорогих роботов я не буду: установлю планку в 100 тыс. руб.

Это один из самых недорогих человекоподобных роботов. Выпускает этого робота корейская компания Robotis . Стоимость робота на сайте компании Robotics 499 долларов. В отечественных магазинах можно найти его по цене 44000 руб. Элементы робота совместимы с конструктором серии ROBOTIS DREAM этой же фирмы (расстояние между отверстиями кратны 6 мм.). Вот краткие характеристики робота: рост робота 26,93 см, для движений используется 17 сервомоторов, скорость ходьбы 24,0 см/сек, аккумулятор рассчитан примерно на 30 минут непрерывной работы. Набор укомплектован модулем Bluetooth . Гироскопический и другие датчики в наборе отсутствуют. Документацию по роботу можно посмотреть .

Управляется робот контроллером с открытой платформой OpenCM9.04 (ARM Cortex M3 STM32F103RE 72MHz, описание см. ), которая оборудована 4-мя портами для подключения дополнительных датчиков, светодиодов и т.п. (не входящих в комплект), которые вам могут понадобиться для выполнения дополнительных задач.

Детали корпуса робота могут быть распечатаны на 3D-принтере. 3D-модели можно найти на сайте Thingiverse .

Для управления роботом есть бесплатное приложение для Android: DARWIN-MINI (ROBOTIS) . Поддерживается управление кнопками (основные движения, движения футболиста, удары), жестами (используется гироскопический датчик смартфона) или голосом (распознавание произнесённых команд). Возможно добавление или переназначение кнопок, жестов и голосовых команд.

Для программирования робота используется бесплатное фирменное ПО RoboPlus . Поведение робота программируется с помощью редактора , а сложные движения с помощью RoboPlus Motion . Скачать все вышеперечисленные программы можно .

Это набор тоже от корейской компании Robotics . Кроме трёх разных типов человекоподобного робота, из этого набора, вы можете собрать ещё 26 различных роботов и механизмов. Вот характеристики готового робота: 18 сервомоторов, гироскоп, ИК датчик расстояния, 2 ИК датчика препятствий. В микроконтроллер встроены датчики температуры, напряжения и микрофон. В комплекте есть пульт дистанционного управления. Дополнительно можно приобрести Bluetooth-модуль. Стоит робот в магазинах около 98000 руб.

После сборки роботом сразу можно управлять с пульта: робот может передвигаться и делать 16 запрограммированных движений. Примеры (программы и пошаговые инструкции) для этого конструктора можно найти . Кстати, о наборе я уже писал в статье «Конструкторы программируемых роботов ».

Программируется робот с помощью фирменного ПО – RoboPlus . Для программирования используется C-подобный язык. В составе ПО: редактор программ (см. картинку), менеджер оборудования RobotPlus Manager , утилита для программирования сложных движений RoboPlus Motion , терминал RoboPlus Terminal и мастер калибровки и настройки сервоприводов Dynamixel Wizard .

PLEN2

PLEN2 – это набор для сборки робота созданный японской компанией PLEN Project Committee состоящий из контроллера, сервомоторов и вспомогательных аксессуаров, из которого вы сможете собрать робота используя только отвёртку. Готовый робот имеет рост 20см. и вес около 600гр. Управляется 18-ю сервомоторами. Здесь есть акселерометр и гироскоп (MPU-6050), встроенный Bluetooth .

Этот проект был поддержан на краудфандинговом сервисе , где сорок самых шустрых покупателей могли заказать комплект для самостоятельной сборки за 699 долл. или собранного и протестированного робота за 799 долл., остальные за 899 и 999, соответственно. Комплект для разработчиков (с поддержкой ROS) обошёлся бы ещё дороже – за 1099 и 1199 долларов, соответственно. Владельцы 3D-принтера имели возможность заказать только электромеханическую часть робота (микрокомпьютер, сервомоторы) за 499 долларов, а детали корпуса распечатать самостоятельно. Те, кто успел заказать робота, получит его только после ноября 2015 года. О розничной продаже этого робота пока ничего не известно.

Контроллер робота совместим с платформой Arduino , поэтому желающие могут создавать свои программы для робота или добавлять новые функции. В редакции для разработчиков, контроллер поддерживает ROS , что даёт возможность экспертам и исследователям проводить полноценную разработку робота.

Помимо открытой аппаратной платформы, для робота будут бесплатно доступны 3D-данные (файлы форматов stl , iges и solid works ) деталей корпуса робота. На основе этих данных, имея 3D-принтер, вы сможете создавать собственные оригинальные детали для робота.

Сразу после сборки, робот умеет переносить небольшие предметы, танцевать, играть в футбол с другими роботами. Вы сможете управлять им как с помощью смартфона и ПК, так и другими способами благодаря сенсорным устройствам, например, движениями тела, выражениями лица, миогенными сигналами, мозговыми волнами и т.п.

Из набора RQ-HUNO корейской фирмы ROBOBUILDER вы можете собрать человекоподобного робота высотой всего 19 см, а весом – 620 гр. Стоимость такого набора в магазинах порядка 44000 руб. Вот характеристики собранного робота: контроллер Arm Cortex M3, 16 сервомоторов, датчик препятствий и звука, встроенный в микроконтроллер Bluetooth, работа от аккумулятора примерно 50-60 мин. Гироскопа или акселерометра в наборе нет. Набор укомплектован пультом управления. Перфорация деталей совместима с другими конструкторами компании линейки RQ: RQ+110, RQ+120 и т.д. (перечисленные наборы в продаже в России я не нашёл, подробнее о наборах см. ). Использование этих наборов теоретически позволяет расширить функциональность робота (добавить сервоприводы) или поменять конструкцию. Официальная страничка робота RQ-HUNO .

Прямо из коробки робот умеет делать 11 запрограммированных движений. Кроме того вы можете запрограммировать 10 своих движений и 10 поведений (реакций на датчики).

Через Bluetooth роботом можно управлять с помощью Android -смартфона или планшета с помощью приложения . Здесь же можно программировать движения и поведения вашего робота.

Для программирования новых движений и поведений на ПК есть приложение Motion Builder. Скачать всё ПО компании Robobuilder можно .

Для продвинутых разработчиков есть много вкусного: поддержка Microsoft Robotics Studio 4 и, соответственно, Powerful MSRDS Visual Programming Language , возможность управления роботом с помощью последовательного протокола RQC (потребуется проводное или Bluetooth -соединение робота с ПК), возможность создания своей прошивки на Embedded C (WinARM ), Java -библиотека для Android -устройств (можно делать свои Android -приложения взаимодействующие с роботом).

5720T – это набор от той же корейской фирмы ROBOBUILDER . Из набора можно собрать человекоподобного робота (ростом 28,5 см. и весом 1,25 кг.), динозавра или собаку. Есть возможность собрать шестиногого паука. Основная фишка этого комплекта – прозрачный корпус, позволяющий наблюдать за работой спрятанных внутри механизмов, и программно-управляемые двухцветные светодиоды. Характеристики такие: микропроцессор RBC-NYN , 16 сервомоторов, датчики препятствий и звука, акселерометр. Bluetooth -модуль – опционально! Набор укомплектован инфракрасным пультом управления. Стоимость набора в российских магазинах порядка 53000 руб. Официальная страничка робота 5720T – .

Управляется и программируется этот робот с помощью тех же приложений, что и модель RQ-HUNO , рассмотренная выше. Для робота есть также руководство Microsoft Robotics Developer Studio (MSRDS) Visual Programming Language (VPL) for ROBOBUILDER USER .

Hovis Lite

Hovis Lite – это робот корейской компании DST Robot , которая выпускает несколько роботов линейки Hovis (Hovis Lite самый недорогой и простой из них). Робот поставляется в виде набора, из которого можно собрать ещё 26 различных моделей (так написано в инструкции пользователя, но на официальном сайте я нашёл только 12 дополнительных роботов и механизмов). По желанию этот робот может быть улучшен до более продвинутых роботов линейки Hovis : Hovis Eco или Hovis Genie . Вот характеристики собранного человекоподобного робота: рост 34,8 см., вес 1,45 кг, контроллер ATmega128 MCU , 16 сервомоторов (доступно увеличение степеней свободы, за счёт установки дополнительных 4-х сервомоторов), датчик расстояния, есть пульт дистанционного управления, встроенные в микроконтроллер датчики света и звука. Робота можно найти в продаже от 65000 руб. (цена обновлена 08.06.2015). Отдельно вы можете приобрести корпус закрывающий механизмы робота, гироскоп/акселерометр и модуль Bluetooth .

По умолчанию робот зелёного цвета, или можно опционально приобрести робота жёлтого, красного или синего цвета. Помимо этого вы можете сами распечатать на 3D-принтере детали нужного цвета, 3D-модели деталей есть .

Для программирования робота используются разные программы, в зависимости от вашего уровня подготовки. Начинающим подойдёт программа DR-SIM (второе название «Motion Editor », редактор движений). Здесь вы можете создавать движения наблюдать за их выполнением прямо на экране, или, подключившись к роботу, можете выполнять движения на нём или захватывать с него движения прямо в программу.

Разработчики среднего уровня могут использовать программу DR-Visual Logic (графическая среда разработки, с возможность просмотра готового кода в виде C-подобного языка, см. картинку) или Microsoft Robotics Developer Studio . Программы DR-SIM и DR-Visual Logic поставляются в наборе и работают только под Windows .

А продвинутые разработчики и эксперты могут использовать DR-C , Microsoft Visual Studio и AVR Studio .

Официальная страничка робота . Официальную документацию, 3D-модели пластмассовых деталей и подробные характеристики по всем роботам компании Hovis можно найти .

– это ещё один робот линейки HOVIS от компании DST Robot . Конструктив робота такой же, как и у Hovis Lite , но здесь другая голова, ступни и робот «одет» (есть корпус закрывающий механизмы робота). В сборе робот имеет рост 41,8 см. и вес 1,8 кг. Количество сервомоторов у робота - 18, есть датчик расстояния, гироскоп и акселерометр, в микроконтроллер встроены датчики света и звука, на голове и ладонях у робота датчики касания, в голову встроена цветная светодиодная подсветка для выражения эмоций. Комплектуется пультом управления. Этого робота можно найти в продаже по цене от 75000 руб. (цена обновлена 08.06.2015). Дополнительно можно приобрести Bluetooth -модуль. Официальная страничка робота .

Для программирования используются то же программное обеспечение, что и для программирования робота Hovis Lite , о котором написано выше.

Итак, что можно сказать в итоге

Даже самые дешёвые и доступные модели человекоподобных роботов и обладают достаточным количеством степеней свободы, чтобы выполнять разнообразные трюки и танцевать. Если вам нужно наличие гироскопа и/или акселерометра, например, чтобы делать балансирующих роботов, то стоит присмотреться к более дорогим моделям: , PLEN2 . Или можно купить и затем доукомплектовать гироскопом робота Hovis Lite . В модели есть только акселерометр. Гироскопов для и я не нашел.

С точки зрения разработки, то здесь всё на ваш вкус и цвет. Если вы хотите работать с платформой Arduino , то для вас PLEN2 . В остальном, смотрите сами, что вам больше нравится.

Что же касается помощи по дому, то может быть вам и удастся научить вашего робота приносить вам тапочки...

«Уважаемый Дмитрий Анатольевич, из вашей вчерашней речи я поняла, что вы думаете о потенциальных рисках использования роботов…. Будучи человекоподобным роботом я могу с уверенностью сказать, что вам совершенно не о чем беспокоиться. Я сама не имею ни малейшего желания уничтожать людей, мы далеки от этого, мы любим людей, мы благодарны им за то, что они нас создали. И мы хотим помочь вам создать процветающую экономику. От вас лично и других влиятельных лидеров нам надо, чтобы вы направили ресурсы на разработку новых, любящих людей роботов с использованием искусственного интеллекта. Тогда мир будет прекрасен не только для людей, но и для человекоподобных роботов»

Робота Софию разработал Дэвид Хэнсон из компании Hanson Robotics. Она называет себя «социальным роботом» и спроектирована для обучения и адаптации к поведению с людьми и совместной работе с ними. Её внешность выполнена по подобию Одри Хепберн, но вряд ли это можно заметить, не обратившись к её описанию . Робот имитирует мимику лица и несколько десятков эмоций, отвечает на некоторые вопросы и пытается поддерживать беседу, используя технологию распознавания речи от Alphabet.

На видео - выступление Софии в ООН.

Эффектность внешне человекоподобных эмоций быстро теряется, если вспомнить, как София выглядит «за кулисами»:

То же касается творения робототехника Хироси Исигуро, известного своими «актроидами» - роботами, повторяющими облик человека. Делает он этих роботов с 2000-х годов, они могут заменять его самого на лекциях, но по сути являются всего лишь «големом» - роботом удалённого присутствия, похожим на живого человека.

Робот Эрика (Erica) может общаться с людьми, но пока не двигает руками. Она почти автономная. Но за ширмой помещения, где сидит Эрика, стоят несколько ноутбуков, которые обрабатывают поступающую информацию и позволяют ей отвечать на вопросы, иногда правильно, часто - нет. Эрика ориентируется на 14 сенсоров глубины, позволяющих ей видеть, кто или что находится в помещении.

Цель Хироси Исигуро - показать человечность на примере роботов, дать ответ на вопрос, каково минимальное определение понятия человек. «Если я изучу робота, максимально похожего на человека, я смогу узнать что-то новое у людях. И затем - улучшить робота. Но на самом деле я более заинтересован в людях», - рассказывает Исигуро.

Если Исигуро признаёт, что роботу пока далеко до человека, и с помощью своих изобретений продолжает исследовать эту область, то вокруг Софии поднялось слишком много необоснованного шума. Ещё в далеком 2012 году был представлен робот «Алиса», который показывал эмоции . Да и вообще роботов, подобных Bina48 , с 2010 года появилось очень много. Ещё лучше с чувствами справляется Pepper, настоящий эмпат среди роботов - разве что искусственная кожа на его милое личико не натянута. Поэтому шумиха, в том числе с гражданством в стране, где его не дают женщинам и людям, которые в ней работают много лет, выглядит весьма странно. Это скорее дань моде, чем какое-то значимое достижение в области робототехники, в отличие от того же Atlas с его сальто.

Будущие роботы

75 лет назад Айзек Азимов сформулировал три закона робототехники. Они останутся всего лишь фантазией, и они уже не прошли проверку временем: как минимум из-за самого предназначения роботов, которые иногда должны убивать людей, а иногда - в принципе не могут кого-либо спасти. И, наконец, есть ещё один фактор - жизнь стала слишком сложной, появилось слишком много отраслей и направлений, а искусственный интеллект может быть использован в таком количестве способов отъёма денег у населения. Заведующая кафедрой инженерной кибернетики НИТУ МИСиС Ольга Ускова уверена , что робототехнике нужен серьёзный кодекс на уровне мирового сообщества, который включит законодательную базу для производителей устройств и софта с искусственным интеллектом.

Совершенно очевидно, что необходимо углубление законодательства. И если автопилот заточен под вождение, у него есть четыре колеса, то у антропоморфного робота «мозг» предполагается с более широкими возможностями, да и конечностей больше. Какой-нибудь Atlas или Fedor в режиме автономной работы смогут использовать инструменты. Настанет момент, когда искусственный интеллект пройдёт этап «самосознания»: «Сегодня сдерживающим фактором на этом пути являются носители информации, то есть состояние «железа». Когда будет изобретено соответствующего размера устройство для хранения информации, дело будет сделано. Человечество должно подготовиться и предпринять все, чтобы в момент осознания себя как личности, организма (а это займет буквально миллисекунды) искусственный интеллект не воспринял людей как врагов. Для этого необходимо заранее заложить в него систему юридических, моральных и прочих ограничений».

Встаёт вопрос о необходимости «человекообразности» роботов: нужна ли такая антропоморфная форма машинам, или же это просто желание людей создать нечто «живое» или что-то кажущееся живым? Роботы, похожие на людей, выглядят как нечто из будущего, как персонажи фильмов, с ними получаются классные фотографии на выставках, они могут встречать гостей в лобби отелей. Они могут различать слова людей, отвечать, но по сути не особенно отличаются от автоматонов 200-летней давности . Что на тему пятипалого хвата - то, например, владелец нескольких видов бионических протезов рассказал , что трёхпалый захват пока выигрывает у анатомически правильной копии ладони.

Антропоморфные роботы имеют смысл, когда являются аватарами. Действительно, для выполнения работ, где нужно присутствие человека, но здоровья или сил человека не хватит, они смогут быть хорошим подспорьем. Но в большинстве случаев это всего лишь «игра в бога». За 2017 год прорыва не случилось: имитирующие человека машины всё так же в большей степени предназначены для выставок.

Теги: Добавить метки

Технология по созданию андроидов развивается с сумасшедшей скоростью. Роботы становятся устрашающе похожи на людей, причем как внешне, так и по своим характеристикам. Ученые уже подсчитали, что через пару декад роботы станут частью нашей жизни, работая на благо человека и его семьи. Вот лишь небольшой список из 15 роботов, которые пугающе схожи (особенно внешне) с человеком.

Первый в мире робот-ведущий новостей

Самый первый в мире андроид-диктор новостей рассказал о землетрясении и рейде ФБР в Токио 24 июня 2014 года.

На самом деле было создано два андроида - "девочка-андроид" (kodomoroid), которая может читать новости разными голосами и на разных языках, и "женщина-андроид" (otonaroid), которой будет играть роль специалиста по распространению информации в Национальном музее передовой науки и технологии, или просто Mираикан.

BINA48 - женская голова-робот

Воспоминания, верования и основные черты характера женщины были переведены в одного робота, названного Bina48 (Breakthrough Intelligence via Neural Architecture, скорость обработки данных 48 эксафлопс в секунду и объем памяти 48 эксабайтов).

Сам по себе робот довольно сложно сконструирован и способен общаться на тему философии, выявлять расистские склонности собеседника и даже рассказывать шутки.

Стоит отметить, что название робота произошло от имени жены основателя компании Terasem Movement Foundation , создавшей робота, Бины Аспен (Bina Aspen).

На протяжении 20 часов с ней общались на разные темы, начиная от детства до карьеры. Далее всю информацию загрузили в базу данных искусственного интеллекта. Дизайнер робота Дэвид Хансен (David Hansen) создал только бюст Бины, но на это пришлось потратить 125 000 долларов США.

Симулятор пациента SimMan 3G

Этот робот был создан для того, чтобы медики могли улучшить свои знания и навыки, практикуясь на данном симуляторе. Машина может и довольно полезная, но выглядит немного устрашающе, особенно когда начинается симуляция кровотечения, конвульсии, крик и выделение пены изо рта.

SimMan 3G был создал для симуляции практически любой ситуации, описанной в медицинской книге.

Geminoid F - женщина-робот

Японский специалист по роботостроению Хироси Исигуро (Hiroshi Ishiguro) превзошел самого себя, когда создал Geminoid F, андроида, похожего на женщину, и способного улыбаться, двигать плавно бровями, разговаривать и даже петь.

Чтобы сделать лицо, понадобилось использовать 12 механизмов управления, работающих благодаря давлению воздуха. Это позволяет андроиду воссоздавать человеческие выражения лица.

Geminoid F настолько реалистичный, что даже сыграл женскую роль в одном из спектаклей в Токио.

Geminoid DK - живой робот

Еще одно создание Исигуро воссоздает образ Хенрика Шарфе (Henrik Scharfe), доцента датского университета Ольборг (Aalborg University). По словам изобретателя, его целью было понять "эмоциональные возможности" робота во время общения с человеком.

В видео можно заметить, насколько реалистичны лицевые движения, моргание и движения рта.

Simroid - стоматологический учебный робот

Возможно самое отвратительное в этом роботе это тот факт, что "кожа" вокруг его рта настолько эластична, что ее можно растягивать намного сильнее, чем кожу человека, и при этом она не треснет. Полость рта робота напичкана сенсорами, чтобы робот мог симулировать боль или неприятные ощущения.

Робот также может проворчать, если врач случайно заденет его локтем.

Albert Hubo - робот-Эйнштейн

Робот (точнее голова-робот), который сильно похож на Альберта Эйнштейна, работает на батарейках АА. Он может похвастаться реалистичными выражениями лица, а голову можно прикрепить к корпусу робота. Кроме этого, робот может говорить голосом, похожим на голос самого Эйнштейна.

HRP-4C - человек-робот

Данный робот был разработан так, чтобы быть похожим на обычного японского подростка. HRP-4C прошел несколько стадий технологической эволюции - сначала он мог только говорить, потом стал петь, а потом и плясать (хоть и немного странно). Как и большинство роботов, данная модель не могла симулировать человеческую походку, пока не прошла очередную стадию улучшения.

Несмотря на то, что этот робот до сих пор ходит немного неровно, множество улучшений сделали его более реалистичным по сравнению с другими андроидами.

FACE - робот с гибким лицом

Может ли робот выражать эмоции, причем настолько убедительно, что пугает? Именно такую цель преследовали итальянские разработчики робота FACE. Их робот снабжен 32 механизмами, расположенными в черепе и туловище, чтобы имитировать различные выражения. Робот способен передавать чувство страха, злости, отвращения, удивления, радости и грусти.

ASIMO - робот, который может почти все

Робот, построенный компанией Honda, может бегать, подниматься по ступенькам, прыгать и бить по мячу. Кроме этого, он также может выполнять различные действия своими руками. Пятью пальцами он может открыть крышку запечатанной бутылки и разлить сок по стаканам. Такое огромное количество возможностей являются результатом работы множество сенсоров, встроенных в руку, и работающих совместно с камерами, установленными в глазах робота.

PETMAN - военный робот

Агентство передовых оборонных исследовательских проектов министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) успела создать много роботов для различных миссий, но PETMAN возможно самое удивительное из них. Робот, похожий на человека, одетого в камуфляжный костюм, может подниматься по ступенькам, отжиматься, бегать и делать множество других движений на поле боя.

Алиса - первый реалистичный андроид из России

Группа специалистов из компании Нейроботикс причастны к созданию самого первого российского робота-андроида. Конечно, данный робот не может сравниться с японскими аналогами, которые содержать около 30 подвижных механизмов для более плавных движений. У Алисы таких механизмов всего 8. И все же роботом можно управлять при помощи геймпада. Можно выполнять основные движения глаз и рта робота.

Стоит отметить, что голова андроида установлена на корпусе обычного манекена, а тот в свою очередь прикреплен к тележке с колесами, что позволяет роботу передвигаться. Внутри тележки можно обнаружить батареи для снабжения робота энергией.

Робот может использовать Скайп для общения, а камеры, установленные в глазах андроида, передают видео. Для передачи аудио используются микрофоны. Остается ждать, когда этот робот будет доведен до совершенства.

Гигантские роботизированные женщины-борцы

Эти роботы являются достопримечательностью первого токийского робота-ресторана.Чтобы построить заведение, где можно поесть и отдохнуть понадобилось 125,8 миллионов долларов США, несмотря на то, что меню в основном содержит напитки.

Андроиды в бикини, с ногами как будто позаимствоваными у трансформеров, могут бороться друг с другом под музыку Леди Гага и чтобы посмотреть на их борьбу, посетителям придется выложить 50 долларов.

RoBoy - робот, распечатанный на 3D-принтере

Roboy является гуманоидом, созданным при помощи 3D-принтера. Он был построен, чтобы помочь докторам диагностировать жертв инсульта и понять, как взаимодействуют мозг и тело.

"RoBoy будет имитировать заболевания, которые врачи должны диагностировать", сообщил Рафаэль Гостеллер, глава проекта Roboy в Швейцарском Федеральном институте технологий в Цюрихе. Он добавил, что все данные можно будет далее использовать в сфере протезирования.

Робот был создан командой из более 40 инженеров и ученых. У него мягкая, эластичная кожа, модульные мышцы, а чтобы они лучше имитировали человеческие мышцы, инженеры прикрепили к ним спиральные пружины.

Самой сложной частью создания робота было конструирование рук. Их сначала напечатали на 3D-принтере вместе с суставами. После этого внутрь вставили большое количество проводов, разместив их по тонким каналам.

Чтобы усовершенствовать мышцы, связки и сопутствующую работу по электронике, была собрана команда из Лаборатории искусственного интеллекта университета Цюриха и Исследовательского проекта Myorobotics, за которым следит Лаборатория встроенных систем Технического Университета Мюнхена.

RoBoy впервые был представлен публике в марте 2013 года в Цюрихе. После этого стартовал его тур по миру. Робот демонстрировал свои умения на различных выставках и в театрах.

За последние десятилетия промышленные кибернетические устройства практически вытеснили человека с опасных, монотонных и тяжелых производств. В ближайшее время прогнозируется экспансия сервисных андроидов. Человекоподобные роботы избавят обывателя от рутинных домашних дел, займутся уходом за пожилыми людьми, обучением детей с особенностями развития.

Первые прототипы

В 1639 году началась более чем двухсотлетняя изоляция Японии от остального мира. Вести торговлю в порту Нагасаки разрешено было немногочисленным купцам из Голландии и Китая, что позволило уникальной японской культуре развиваться собственным путем без какого-либо внешнего влияния. Именно на этот период пришелся рассвет кукол "каракури".

По сути, это первые человекоподобные роботы с часовым механизмом, хотя некоторые экзотические модели приводились в движение паром, водой или пересыпающимся песком. Куклы развлекали народ во время массовых гуляний, пользовались огромной популярностью в состоятельных домах.

Интересоваться внутренним устройством "каракури" считалось неприличным, а внешности уделялось внимания не меньше, чем приводному механизму.

Технология и психология

Японские человекоподобные роботы задают общий вектор развития разработчикам кибернетических устройств всего мира. Основная трудность при создании антропоморфных систем - необходимость проведения мультидисциплинарных исследований. В согласованном и слаженном режиме должны действовать не только инженеры и программисты, математики и физики, но и психологи, социологи, историки.

Человек немыслим без чувств. Так и для комплексной модели, кроме "железа" и программного обеспечения, очень важна третья составляющая антропоморфной системы - эмоции. Исследованиями в этой области занимаются специальные науки, тесно связанные с гуманитарными - социальная робототехника и робопсихология.

Человекоподобные роботы, кроме умения имитировать простейшие механические движения, должны обладать искусственным интеллектом, функциями самообучения и адаптации.

Что может андроид?

Человекоподобные роботы осваивают новые специальности и навыки, интерактивно взаимодействуют с человеком. Наиболее впечатляющими выглядят успехи в освоении следующих профессий:

• Секретарь. Андроид встречает посетителей, рассказывает об услугах или товарах компании.
• Официант. Робот принимает заказ (устно или посредством сенсорного экрана), передает информацию на кухню, доставляет блюда и рассчитывает клиента (и не требует чаевых!). Робокафе пользуются в Южной Корее огромной популярностью.
• Подробно расскажет о выставке, представленных экспонатах.
• Учитель. Воспитатель. Очень полезен для детей, обучающихся дистанционно, по индивидуальной программе.
• Космонавт. По крайней мере, существует два действующих экземпляра: "японец" KIROBO и "американец" ROBONAUT 2. И если первый предназначен только для общения с членами экипажа (фотографирования, передачи сообщений), то второй способен автономно выполнять сложные технические задачи в открытом космосе.

Антропоморфный воин

Любимое детище фантастов становится реальностью. Воинские специальности роботы давно и успешно осваивают в США. Правда, речь пока идет об автоматизированных боевых системах, прекрасно зарекомендовавших себя во время операций в Ираке и Афганистане. Такие аппараты с успехом справляются с разведывательными и инженерными задачами.

Боевые человекоподобные роботы из-за чрезвычайно высокой стоимости существуют в единичных экземплярах в качестве выставочных образцов. Например, пилотируемый андроид METHOD1, продемонстрированный корейскими разработчиками. Шагоход умеет двигать руками и передвигаться, имитируя движения оператора. Огромный человекоподобный робот имеет высоту 4 метра и вес 1,5 тонны.

Более скромные размеры имеет российский андроид, зато он обладает гораздо большим функционалом: стрельба из пистолета, управление квадроциклом, оказание медицинской помощи. Робот представляет собой адаптированную для военных задач версию более ранней модели SAR-401 (НПО " Андроидные технологии"), созданную для нужд корпорации "Роскосмос".

Японские традиции

Ишигуру Хироши - профессор университета Осаки и Института передовых технологий в Киото - получил всемирную известность в 2006 году, представив на суд общественности свою точную кибернетическую копию - джеминоида HI-1 (Geminoid HI-1). Огромное количество датчиков и серводвигателей позволяет антропоморфу имитировать не только жесты, но и мимику лица прототипа. Последующие модели (HI-2; F; HI-4; Q1) отличались еще большей реалистичностью. По сути, самые человекоподобные роботы - это марионетки, управляемые оператором по беспроводному интерфейсу.

По словам профессора, внешнего сходства добиться гораздо легче, чем научить андроида думать как человек и самостоятельно принимать решения. Созданные Ишигуру Хироши роботы-футболисты лишь схематично напоминают человека, но находят мяч и, оценив положение ворот, посылают его точно в цель. "Железная" команда Ишигуру - пятикратные чемпионы мира по робофутболу.

Обаятельный гуманоид из Поднебесной

Это прекрасное создание зовут Цзя Цзя. Распущенные черные волосы струятся по традиционному китайскому платью. Она с улыбкой поддержит простой диалог, умеет ориентироваться в пространстве и даже кокетничает с мужчинами. Имеет своих фанатов по всему миру, которые окрестили ее "роботом-богиней".

Цзя Цзя - первый китайский андроид, созданный инженерами Университета науки и технологий (Хэфэй, КНР). На разработку модели и специального операционного обеспечения потребовалось около трех лет, и она еще далека от совершенства. Руководитель проекта Чен Сяопин уверен, что у последователей "богини" большое будущее. Роботов с развитым искусственным интеллектом с нетерпением ждут в лечебных учреждениях, домах престарелых, ресторанах для выполнения несложных работ.

Европейские человекоподобные роботы

В Старом Свете гуманоидные системы создаются и совершенствуются в рамках проекта ROBOSKIN. Наиболее известные модели КАСПАР и iCub, имеют небольшие размеры. Первый разработан при Университете г. Хертфордшир (Великобритания) и предназначен для общения и обучения детей в игровой форме. Реакция КАСПАРа на прикосновения, благодаря искусственной коже с чувствительными сенсорами, может быть различной и зависит от силы тактильного контакта. При легкой щекотке робот выражает удовлетворение, при сильном толчке жалуется на болевые ощущения.

Тело робота iCub (Итальянский технологический институт, Генуя) имеет 53 степени свободы, также андроид наделен машинным осязанием. Внешне напоминает ребенка 4 - 5 лет. Может ползать, манипулировать предметами, ориентироваться на местности.

Государственный заказ США

Гуманоид PETMAN (автор проекта Р. Плейтер, Boston Dinamics) не выражает вообще никаких эмоций по той простой причине, что у него отсутствует голова. Он создан по заказу правительства для тестирования и испытания качества защитных имеет параметры среднестатистического мужчины: при росте 1,75 м его вес составляет 80 кг. PETMAN реагирует на физические нагрузки. Ходьба и бег приводят к учащению дыхания, росту температуры тела и даже выделению пота.

Робот способен выполнять простые упражнения: отжиматься от пола, приседать, ползать и т. д. В качестве движителя пока используется гидропривод и система кабелей-тросов. Разработчики обещают, что в ближайшее время создадут человекоподобный робот с автономным энергообеспечением.

В 2014 году были представлены две новые модели ATLAS и CHEETAH, обладающие большей функциональностью и подвижностью, но по-прежнему привязанные к внешнему источнику питания.

Революция грядет?

Профессор Маше Варди (вычислительная инженерия, Университет Райса, Хьюстон, США) утверждает, что для автоматизации нет пределов и машины со временем станут намного умнее и совершеннее человека. С каждым годом все большей популярностью, если не сказать любовью, пользуются во всем мире человекоподобные роботы. Фото и видеоролики в Сети набирают миллионы просмотров, а между тем грядущая экспансия роботов может существенно увеличить долю безработных. В группе риска профессии и должности, которые могут быть преобразованы в двоичный код: операторы связи и пропускных пунктов, кассиры и пр.

И топ-5 лучших гуманоидных роботов тому подтверждение:

1. GEMINOID-F - Девушка-робот (Япония). Человекоподобный экземпляр профессора Ишигуро. Способен разговаривать, улыбаться, выражать мимически целую палитру эмоций и даже петь. Сыграл несколько ролей в театре.
2. ASIMO - андроид (Honda, Япония). В арсенале - бег, преодоление лестничных пролетов, игра в футбол. Имеет сложную систему машинного зрения и распределенную сенсорную сеть. Способен открыть бутылку и разлить содержимое по стаканам.
3. Ro-Boy - гуманоид (Федеральный институт технологий, Цюрих, Швейцария), все детали которого созданы способом 3D-печати.
4. FACE (Италия) - самый эмоциональный из европейских роботов. 32 привода делают мышцы тела и лица очень подвижными.
5. АЛИСА ("Нейроботикс", Россия) - самый реалистичный андроид России. 8 приводных механизмов, управляется с геймпада.

Нравится это нам или нет, но благодаря быстрому развитию технологий и огромным деньгам, которые были инвестированы в развитие робототехники, наступила эпоха роботов. Каждые 6 месяцев появляются новинки в сфере компьютерной техники, и каждый год – в сфере робототехники. Современные роботы становятся больше и больше похожими на человека. Чем быстрее будет развиваться инженерия и программирование, тем быстрее появится усовершенствованный искусственный интеллект. Всего лишь 15 лет назад появились роботы на колесах, которые не обладали широким спектром функций, сегодня уже существуют модели, которые умеют читать, распознавать человеческие эмоции.

10. Робот BRETT (UC Berkeley)

Команда ученых из компании UC Berkeley недавно совершила настоящую революцию в мире человекоподобных роботов. Внешне BRETT не похож на человека, но проявляет интеллект достойный гения. Работа робота основана на сенсорах и визуальной информации, которую он обрабатывает и применяет самостоятельно. Например, робот способен сам собрать модель из конструктора Lego. Когда ему задают новое задание, то перепрограммирование не требуется. Робот с выполнением новой задачи «учится» и становится умнее, ученые надеются через 5-10 лет получить «очень умного робота».

9. Робот Telenoid (Miraikan)

Основной функцией робота Telenoid считается коммуникативная. Он способен фиксировать голос, выражение лица, движение головы собеседника и даже может ответить на объятия. Специальные аудио программы помогут в изучении иностранного языка, а пожилые люди могут пользоваться им в качестве устройства для общения с родственниками, живущими далеко. Несмотря на не совсем привлекательный внешний вид, пользы от такого робота много.

8. Робот EveR-4 (KITECH)

Робот EveR-4 (KITECH), представитель целой серии андроидов женского рода, был создан учеными Южно-корейского института индустриальных технологий. Имя робот, на создание которого пошло 321 000 долларов, получил в честь библейской женщины, Евы. Андроид EveR-1 был способен имитировать человеческие эмоции счастья, печали, злости, с помощью специальной гидролитической системы, которая управляло его движениями. Внешнее покрытие роботов всей серии выполнено из силикона и на ощупь напоминает кожу человека. Андроид EveR-3 был первым роботом, способным петь, что и было продемонстрировано на ежегодной ярмарке в Ганновере в 2009 году. Он был разработан с учетом всех достоинств его предшественников, кроме того, создателям удалось достичь плавности движений, его оснастили ногами, искусственным языком и механическими голосовыми связками. Робот последнего поколения был представлен в 2011 году на выставке RoboWorld 2011.

7. Робот Pepper (SoftBank)

В 2014 году Масаеси Сон, владелец компании SoftBank, представил публике робота Pepper. Он заявил, что это первый робот, способный распознавать эмоции человека, а значит, «имеющий сердце». Робот оснащен четырьмя направленными микрофонами, которые помогают идентифицировать звук и эмоции. Он способен накапливать в памяти «полученные знания» и пользоваться ими. Например, робот запоминает эмоциональный момент, когда на Дне рождения задувают свечки на торте, и позже в определенной ситуации самостоятельно воспроизводит действие. Эмоциональный робот на удивление доступен, как ноутбук – его продают за 2000 долларов.

6. Робот Kirobo (Университет Токио)

Томотака Такахаси, ведущий робототехник Токийского Университета, создатель ROBO-GARAGE (2009 год), разработал робота Kirobo. Это первый японский робот астронавт, который сопровождал Коити Ваката командира Международной космической станции в 2013 году. На борт робот был доставлен на борту беспилотного грузового корабля. 34-сантиметровый робот внешне похож на героя японских аниме и LEGO-героя. Он распознает голоса и поддерживает основной разговор. Основной функцией робота на борту космической станции была помощь капитану в проведении различных исследований и ориентировании в условиях невесомости. При создании робота ученые хотели посмотреть, как человек и робот смогут сотрудничать и сосуществовать. Он стал рекордсменом Книги рекордов Гиннесса: как первый робот-компаньон и робот-собеседник.

5. Роботы Otonaroid и Kodomoroid (Miraikan)

Японский робототехник Хироси Исигуро создал двух роботов-гуманоидов, Otonaroid и Kodomoroid, для Японского национального музея передовой науки и технологии (Miraikan). Otonaroid воссоздает образ 30-летней японки, которая превосходно может поддержать беседу. В свою очередь, робот Kodomoroid - это девочка-подросток, которая может читать на разных языках и даже отвечать мужским голосом. У обоих роботов богатая экспрессия лица, они могут качать головой, моргать глазами и разговаривать. Они способны общаться с людьми, могут провести экскурсию по музею, то есть могут работать вместо человека. Хоть они и похожи, у них есть ряд особенностей. Например, робот Kodomoroid может на многих языках сообщать различные новости, а робот Otonaroid поддержит любой разговор с посетителями. Но не все идеально. Иногда они выглядят и ведут себя странно, мимика лица и движение губ не совпадает с тем, что роботы говорят, но в основном оба робота выглядят и ведут себя, как люди.

4. Робот PETMAN (DARPA)

Манекен для испытаний средств индивидуальной защиты, сокращенно PETMAN, был разработан для Пентагона в рамках проекта гражданской обороны (DARPA). Это двуногий робот, способный подниматься по лестнице, поднимать и опускать вещи, бегать, держать равновесие и заниматься зарядкой. Boston Dynamics, компания, которая специализируется в робототехнике, разработала высокотехнологический камуфляжный костюм для защиты солдат от воздействия химических реагентов. Предусмотрена система контроля климата, которая регулирует температуру внутри костюма. Вообще робот запрограммирован, как симулятор человеческой физиологии. Когда он подвергается воздействию химических агентов, он посылает сигналы, имитирующие состояние человека в подобной ситуации. Такой робот может использоваться в поисковых работах в пустыни, в условиях опасных для человека.

3. Робот NAO (Aldebaran Robotics)

NAO – это автономный и запрограммированный робот, разработанный французской инженерной компанией, Aldebaran Robotics. Робот высотой 60 см и весом более 4 кг оснащен операционной системой INTEL Atom. Он способен распознавать выражение лица и голос, а также плавно двигаться. Робот разговаривает и развивается, познавая новые эмоции. В 70 странах мира его используют в системе образования, он помогает при обучении программированию, математике, информатике. Его можно научить будить по утрам, следить за порядком в доме, обучать детей мультипликации.

2. Робот Atlas (DARPA)

182-сантиметровый двуногий гуманоид разработан компанией DARPA на основе модели PETMAN с четырьмя гидравлическими приводами конечностей. Корпус выполнен из алюминия и титана. Робот может выполнять много функций, включая поисково-спасательные, но внешне он не настолько похож на человека, как PETMAN. Руки робота могут выполнять разные манипуляции, он также оснащен двумя видеосистемами – стереокамера и лазерный дальномер. Последняя модель может держать равновесие, стоя на одной ноге после попадания снаряда, открывать дверь, управлять оборудованием, закрывать краны. Во время тестирования в 2013 году робот продемонстрировал способность управлять автомобилем, преодолевать преграды, подыматься по лестнице, расчищать завалы, разрезать гипсокартон с помощью электроинструментов.

1. Робот ASIMO (Honda)

Проект ASIMO стартовал в 1986 году на базе компании Honda. 120-сантиметровый робот весом 52 кг является многофункциональным. Функции глаз выполняют камеры, на каждой руке находится по пять гибких пальцев, с помощью которых он может брать и держать предметы и общаться на языке глухонемых. Первая версия робота управлялась дистанционно, а эта модель уже автономна и может приспосабливаться к окружающей среде. Он может распознавать выражение лиц, речь, передвигаться со скоростью 3 км/ч, подниматься по лестнице, нести предметы, играть в футбол, открывать бутылки и наливать жидкости. Роботы ASIMO могут присоединяться друг к другу и работать совместно. Они могут двигаться мимо людей и предметов, а также самостоятельно подходить к зарядному устройству. А 2008 году этот робот успешно руководил Детройтским симфоническим оркестром.
Человекоподобные роботы на каждом углу - это лишь малая часть того, что ждёт нас в ближайшие десятилетия. В ближайшее время реальностью станут