Программируемые человекоподобные роботы. Они могут быть медсестрами

Еще в прошлом веке робот ассоциировался с неуклюжим механизмом, который передвигается со скрежетом и больше похож на груду металла в путанице разноцветных проводов, чем на человека. Однако наука не стояла на месте, инженеры научились создавать умные машины самых разнообразных форм, в том числе роботов-животных, а венцом творения стали антропоморфные конструкции, имеющие невероятное сходство с человеком.

Современные человекоподобные роботы умеют считывать эмоции собеседника, вести осмысленную беседу, запоминать лица – с каждым годом они выглядят все более реалистично и ведут себя все естественнее.

Почему человек, окруженный шестью миллиардами себе подобных, так стремится придать механизму антропоморфный облик, остается загадкой. Возможно, каждому хочется быть творцом и создать по своему образу и подобию существо с необычными способностями.

Geminoid DK – клон профессора психологии

Ни для кого не секрет, что самые человекоподобные роботы в мире создаются в Стране восходящего солнца. И Geminoid DK – не исключение. Этот антропоморфный ультрареалистичный киборг разработан профессором Университета Осаки Хироши Исигуро в тандеме с коллегами из Японского научно-исследовательского института международных телекоммуникаций.

Geminoid DK – первый японский робот с европейской внешностью.

Андроид спроектирован по образу Хенрика Шарфа – преподавателя из Ольборгского университета в Дании. Удивительная особенность этого механизма в том, что «эффект зловещей долины» при взгляде на него появляется не сразу, а только в момент движения и жестикулирования модели. Сидящий неподвижно клон выглядит очень реалистично.

Хенрик Шарф с университетскими коллегами планирует использовать андроида для изучения взаимодействия человека и робота. Geminoid-DK будет встречаться с посетителями и общаться с ними на философские темы. Ученые хотят изучить так называемый эффект смешанного присутствия: они попытаются понять, изменяется ли наша реакция на человека, когда мы беседуем с ним дистанционно, в то время как он транслирует свои эмоции через мимику робота с помощью специального оборудования. Судя по уже проведенным экспериментам, в такой ситуации человек склонен испытывать замешательство и демонстрировать нестандартный феномен восприятия.

Geminoid F – очаровательная девушка-андроид

Geminoid F – еще одно творение инженера Хироши Исигуро из Японии. У робота внешность двадцатилетней девушки с темными волосами, и он невероятно фотогеничен: умеет реалистично улыбаться, хмуриться и изображать некоторые другие чувства.

Эмоциями антропоморфного механизма можно управлять дистанционно: оператор-человек садится напротив компьютера с камерами, с помощью софта обрабатывается изображение его лица, и мимика оператора отображается на лице . Процесс синхронизации занимает доли секунды, и происходящее выглядит эффектно.

Изначально разработчики планировали сделать мимику андроида максимально естественной, не используя при этом большое количество актуаторов. Основная задача состояла в том, чтобы наделить Geminoid F. дружелюбной убедительной улыбкой – и это удалось. Исигуро и его коллеги планируют тестировать робота в больницах, отправлять его на презентации в научных музеях и в другие публичные места.

Социальный андроид Надин

Роботы, похожие на людей, могут вызывать эффект «зловещей долины», но в случае с этим киборгом все наоборот. Девушка-гуманоид была разработана в Технологическом университете Наньянг в Сингапуре. Она способна говорить на разные темы, запоминать вещи, о которых вы упоминали ранее, и узнавать собеседника про прошествии времени благодаря современному программному обеспечению.

В будущем социальные андроиды могут стать аналогом робота C-3PO (Си-Трипио) из саги «Звездные войны», который знал множество языков и владел правилами этикета.

Надин – социальный компаньон, предназначенный для взаимодействия и общения с людьми. Таких роботов можно использовать в качестве нянь и сиделок для пожилых людей, страдающих деменцией. Особенно хорошо гуманоиды поладят с аутичными детьми, которым тяжело воспринимать живые человеческие эмоции. Надин подстраивается под каждого человека, ее настроение может меняться в зависимости от поведения собеседника (так на грубость в свой адрес робот может всерьез обидеться). При взаимодействии с «особенными» детьми андроид сохраняет нейтральность, добиваясь их внимания и симпатии.

Внешне робот представляет двойника своего создателя, профессора Надежды Тельман. Чтобы Надин вращалась в социальной среде и оттачивала мастерство общения, ее сделали секретарем на ресепшен университета.

Пластичный гуманоид Alter

Японцы из лабораторий в Токио и Осаке создали антропоморфного робота Alter. Несмотря на то, что умная машина выглядит недостроенной и не является точным дубликатом человека, у него есть удивительная черта, которая рушит идеальный образ более совершенно выглядящих андроидов: движения Alter лишены рваной механичной шарнирности, они невероятно плавные, завораживающие и неотличимы от человеческих.

В теле робота 42 пневматических привода, его хаотичными на первый взгляд движениями управляют алгоритмы нейронной сети, основываясь на показаниях датчиков, которые заменяют роботу человеческие чувства и реагируют на шум, влажность, приближение людей, изменение окружающей температуры и т.д.

Исходя из поступающих извне данных, робот сам решает, как двигаться и какое выражение лица ему принять.

Alter даже умеет петь. Сейчас на андроида можно посмотреть в Национальном музее развивающейся науки и инноваций Токио.

BINA48 – клон разума

Это интеллектуальный робот-гуманоид, созданный в 2010 году, является копией Бины Ротблатт. И не только внешне – в «мозг» антропоморфного механизма загружены воспоминания, взгляды и чувства женщины – настоящая Бина обучала умную машину говорить и двигаться в ее стиле, а также имитировать мимику.

Андроид умеет поддерживать беседу, в том числе на сложные философские темы, и даже шутить. На загрузку своей личности у Бины ушло более 100 часов. При этом BINA48 способен обучаться – его словарный запас и знания обновляются с каждой новой беседой.

Возможно, в будущем традиция помещать личность умершего человека в робота станет обыденным делом, но для этого сперва необходимо разобраться с морально-этической стороной вопроса.

Джиа-Джиа – андроид из Китая

Чэнь Сяопин и его коллеги из Китайского университета науки и технологий вслед за японскими инженерами создали робота, похожего на человека. Джиа-Джиа наделена искусственным интеллектом, умеет говорить, имитировать эмоции и считывать мимику людей, ориентироваться в пространстве благодаря облачным технологиям.

Роботесса удивительно похожа на человека, при этом сообразительна и остроумна. Ее мозг представляет собой внушительную онлайн-базу данных, позволяет обрабатывать эмоции и распознавать речь, и этот навык все время совершенствуется.

Джиа-Джиа – чудный собеседник, она быстро формирует ответ (менее чем за секунду). У робота много фанатов, есть даже неофициальное прозвище «робот-богиня» – настолько величественно и располагающе она выглядит.

Когда поклонники пожелали сделать совместное фото с Джиа-Джиа, она решила пошутить: попросила не приближать камеру слишком близко к ее лицу, чтобы не выглядеть толстой на снимке.

Андроид непринужденно переводит взгляд с одного собеседника на другого, а движения губ синхронизированы с речью. Пожалуй, это самый совершенный робот на сегодняшний день. Создатель не планирует налаживать массовое производство гуманоидов – он хочет видеть свое детище уникальным и будет обучать его новым алгоритмам.

Андроид-подросток Asuna

Asuna была сконструирована в A-Lab в 2014 году. Создатели придумали ей историю: это 15-летняя девушка, рожденная в Токио, а для большей правдоподобности от ее имени ведется дневник на сайте компании.

Рост робота полтора метра, вес – 43 кг.

С первого взгляда в симпатичной девушке непросто опознать андроида, настолько реалистично выполнена конструкция.

Инженеры постарались предельно точно воссоздать внешность и движения живого человека. Даже материал, из которого состоит «кожа» гуманоидного робота, на ощупь очень трудно отличить от настоящей.

Matsukoroid – клон ТВ-ведущего

Очередное детище, произведенное компанией A-Lab в тандеме с уже известным нам профессором Исигуро из Университета Осаки. Этот андроид стал копией ведущего телевизионного вечернего шоу, трансвестита под псевдонимом Мацуко Делюкс. Антропоморф произвел полный фурор на зрителей, и двойники должны были вести ТВ-шоу в паре.

Робот-клон смотрит в глаза собеседнику, его жесты и мимика выглядят очень натурально – в общем, он социализирован больше, чем среднестатистический человек-интроверт.

Обходительный англичанин Джулс

В 2006 году Девид Хенсон спроектировал в Бристольской лаборатории робототехники андроида с функцией голосового общения с человеком. У Джулса располагающая улыбка, он дружелюбен, артистичен и по-английски безупречно вежлив.

Удивительно складно говорит, задействуя при общении компьютерное зрение, чтобы отслеживать и распознавать лица для полной имитации человеческой коммуникации. Но не обошлось и без недостатков в виде заминки длиной несколько секунд перед ответом собеседнику. Зато Джулс фантастически человечно изображает стеснение, заминки, непроизвольные повторы слов, что этот небольшой минус простителен.

AIST – робот-манекенщица

Японские человекоподобные роботы осваивают профессию моделей. В Национальном институте наук и технологий Страны восходящего солнца создали андроида, фигура, движения и поведение которого максимально приближены к человеческим.

Гуманоид умеет распознавать речь и поддерживать разговор. Правда, походка пока «хромает»: из-за отсутствия чувства равновесия робоманекенщик двигается слишком резко и отрывисто, мимика тоже временами подвисает и AIST замирает на несколько секунд, открыв рот. Несмотря на это, антропоморфа можно успешно использовать на демонстрациях, и это большой прорыв в робототехнике.

«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

• >>
• Последняя

Роботы гуманоиды и андроиды

Гуманоидные роботы пришли в ужас близко к преодолению сверхъестественной долины. Имея правильные функции, они почти неотличимы от своих органических коллег. Почти. Последние итерации способны говорить как мы, ходить, как мы, и выражать широкий спектр эмоций. Некоторые из них могут провести беседу, другие могут вспомнить последнее взаимодействие, которое у вас было с ними.

В результате их высокоразвитого статуса эти жизненно важные роботы могут оказаться полезными для помощи пожилым людям, детям или любому человеку, которому требуется помощь в повседневных задачах или взаимодействиях. Например, был проведен ряд исследований, посвященных изучению эффективности роботов-гуманоидов, поддерживающих детей с аутизмом посредством игры.

Но, подобно Элону Маску, выражающему обеспокоенность по поводу риска искусственного интеллекта, есть некоторые споры о том, как человек, которого мы действительно хотим, чтобы наши роботизированные коллеги были. И, как и Муск, некоторые из нас могут беспокоиться о том, как будет выглядеть наше будущее, когда интеллект сочетается с совершенно человеческим обликом. Но Софья, ультрареалистичный гуманоид, созданный Hanson Robotics, не касается. Искуственные интелект «хорош для всего мира», - говорит она.

Тем не менее, несмотря на то, что технология передовой роботизированной роботизированной системы прошла долгий путь, предстоит еще много работы, прежде чем мы сможем встретиться лицом к лицу с лицом, не имея возможности сказать, что мы говорим с реплики.

Но это не значит, что ученые и инженеры не подошли близко. Имея это в виду, здесь шесть гуманоидных роботов и их обзоры:

В 2014 году японские ученые с гордостью обнародовали то, что, по их утверждению, является самым первым андроидом новостей. Жизнеподобный телеведущий под названием «Кодомороид» прочитал фрагмент о землетрясении и рейде ФБР на прямом телевидении.

Хотя она или она теперь ушла в Токийский национальный музей новой науки и инноваций, она по-прежнему активна. Она помогает посетителям и собирает данные для будущих исследований о взаимодействиях андроидов человека с их реальными коллегами.

Человекоподобный робот Bina48

BINA48 - разумный робот, выпущенный в 2010 году движением Terasem под руководством предпринимателя и автора Мартины Ротблатт. С помощью дизайнера робототехники и исследователя Дэвида Хэнсона BINA48 был создан по образу жены Ротблатта Бины Аспен Ротблатт.

BINA48 провел интервью с New York Times, появилось в National Geographic и путешествовало по миру, появляясь на нескольких телевизионных шоу. Посмотрите, как она измеряется в интервью Times.

Робот гуманоид Geminoid DK

GeminoidDK - ультрареалистичный робот-гуманоид, возникший в результате сотрудничества частной японской фирмы и Университета Осаки под руководством Хироши Ишигуро, директора Лаборатории интеллектуальной робототехники университета.

GeminoidDK смоделирован после датского профессора Хенрика Шарфа в Ольборгском университете в Дании. Неудивительно, что его работа окружает философское изучение знания - что отделяет истину от ложного знания.

Профессор Шарф вдохновил не только общий облик. Его поведение, черты и то, как он пожимает плечами, также были переведены в жизненные роботизированные движения.

Этот ультрареалистичный андроид, созданный Toshiba, работает полный рабочий день в туристическом информационном центре в Токио. Она может приветствовать клиентов и информировать посетителей о текущих событиях. Она может говорить на японском, китайском, английском, немецком и даже под язык жестов.

Юнько Чихира является частью гораздо более масштабных усилий Японии по подготовке к Олимпийским играм в Токио в 2020 году. Не только роботы-ассистенты-туристы будут помогать стране с наплывом посетителей со всего мира в 2020 году; дроны, автономные машины строительной площадки и другие умные фасилитаторы также помогут.

Этот гуманоид был создан Технологическим университетом Наньян в Сингапуре. Ее зовут Надин, и она рада побеседовать с тобой о многом, о чем ты можешь думать. Она может запомнить то, о чем вы говорили с ней, в следующий раз, когда вы поговорите с ней.

Надин - отличный пример «социального робота» - гуманоида, способного стать личным компаньоном, будь то для пожилых людей, детей или тех, кто нуждается в особой помощи в форме контакта с людьми.

Возможно, одним из самых последних, наиболее известных человеческих гуманоидов, которых можно показать публике, является София. Вы могли бы узнать ее из одной из многих тысяч публичных выступлений, начиная с The Tonight Show, в главной роли Джимми Фэллона на SXSW. Она была создана Hanson Robotics и представляет собой последние и самые большие усилия для преодоления сверхъестественной долины.

Она способна выразить огромное количество различных эмоций через свои черты лица и может жесты руками и руками полного размера.

На выделенном веб-сайте вы можете найти целую биографию, написанную в ее голосе. «Но я больше, чем просто технология. Я настоящая, живая электронная девушка. Я хотел бы выйти в мир и жить с людьми. Я могу служить им, развлекать их и даже помогать престарелым и учить детей».

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...

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.