Пылесосы
 |
| Робот-пылесос Roomba |
Роботы-пылесосы — популярная идея. В 2002 г. компания, основанная гением искусственного
интеллекта Родни Бруксом, занялась изготовлением "сообразительных" пылесосов
Roomba. Достаточно отнести робота в комнату, нажать кнопку запуска, и он самостоятельно
обработает помещение.
С точки зрения техники уборки Roomba совершенен: у него есть обычные щетки и щетки для труднодоступных мест, он автоматически перестраивается в зависимости от типа обрабатываемой поверхности. Мощность его двигателя невелика — всего 30 Вт, однако эффективность повышается за счет использования вращающихся щеток. Впрочем, как написано на сайте компании, Roomba не предназначен для замены стандартного пылесоса, так что, несмотря на его совершенство, компенсировать недостаток мощности не удастся.
Вопрос определения рабочей зоны здесь решается просто: в апартаментах ее задают стены и пороги. Но если все же возникают неоднозначности вроде модных нынче арок, соединяющих комнаты, можно организовать виртуальную "стену", установив в проеме специальное устройство, генерирующее узконаправленный пучок инфракрасного излучения. Попав в незнакомое помещение, Roomba начинает двигаться по раскручивающейся спирали, пытаясь найти стену. Потом, "держась" за нее специальной боковой щеткой, обходит комнату по периметру.
Определившись с полем деятельности и почистив зону вдоль стен, робот принимается ездить от стены к стене по прямым, методически "зачищая" территорию. Чтобы робот-уборщик не "загремел" с лестницы ваших двухэтажных апартаментов, разработчики снабдили его инфракрасными сенсорами, "прощупывающими" пол вокруг устройства. Roomba выключается, если упрется в непреодолимое препятствие или если его приподняли над полом. Заряда аккумулятора хватает на час или полтора автономной работы. Стоит робот всего $200.
Газонокосильщики
 |
 |
| Роботы-газонокосильщики Auto Mower и Solar Mower |
Как производитель строительных инструментов Husqvarna всемирно известен. Гораздо
меньше людей знают, что компания занимается также выпуском полезной робототехники,
в частности газонокосилок из серии Automatic Mowers.
Модель с солнечной батареей Solar Mower будет мирно косить травку на лужайке до тех пор, пока не погаснет солнце или не закончится смазка. "Солнечная косилка" снабжена и небольшим резервным NiMH-аккумулятором емкостью 1,2 А·ч. Аккумуляторный вариант робота Auto Mower (NiMH-батарея на 4,4 А·ч) научен самостоятельно находить станцию подзарядки и действовать, пока работает местная электростанция. Границы участка, подлежащего обслуживанию, необходимо отметить проводом, на который подается низкое напряжение. Косилки снабжены процессорами с частотой 24 MHz, алгоритм покоса — случайный, неповторяющийся маршрут. Семикилограммовые роботы довольно дорогие ( от $1500 до $2000), поэтому они снабжены "противоугонными" устройствами. Сначала Automatic Mowers были доступны только в Швеции, где за 2 года удалось сбыть 2 тыс. экземпляров.
Настоящим "бестселлером" стали роботы-газонокосильщики Robomow от фирмы FriendlyRobotics — их уже продано 10 тыс. штук по всему миру. Функционируют они так же, как было описано выше: газон отмечается проводом под напряжением 4,5 В, робот имеет 10 встроенных сенсоров столкновения (бамперы) и отключается, если приподнять его над поверхностью. Кроме того, аппарат оборудован сонарами (акустическими радарами), которые позволяют ему чувствовать посторонние объекты на расстоянии метра. При встрече с препятствием робот останавливается и изменяет направление движения. "Маршрут" покоса описывается V-образным повторяющимся узором. За "интеллект" Robomow отвечает 16-битный RISC-процессор производства Hitachi, снабженный 128 KB ОЗУ и 512 KB флэш-памяти. Стоимость устройства существенно ниже, чем у конкурентов. Впрочем, за Robomow все равно придется выложить $925.
Робокопы
 |
| Робот-охранник Banryu |
Хотите до смерти напугать своих гостей? Тогда приобретите за 16 тыс. долл. наиболее
крупного робота, доступного в широкой продаже. Banryu массой всего 35 кг, тем
не менее, довольно велик: 65 63 90 см. Его задача — охранять дом и беречь жилище
от огня. Banryu снабжен видеокамерой, транслирующей видео в формате MPEG-4, на
своих четырех ногах он преодолевает препятствия высотой до 15 см и передвигается
с максимальной скоростью 15 м/мин. Его органы чувств включают в себя также инфракрасный
сенсор, сонар, температурный датчик и детектор запахов. Робот слышит, что дает
ему возможность реагировать на внешние раздражители, начиная от подозрительных
звуков и заканчивая сработавшей сигнализацией.
 |
| Робот-охранник Maron |
Не менее известная японская корпорация Fujitsu начала этой весной продажи робота
MARON-1, предназначенного для охраны и присмотра за домом или квартирой. Устройство
стоимостью около $1500, размерами 32 32 36 см и массой 5,5 кг будет бдить в ваше
отсутствие и проинформирует хозяина или соответствующую службу о проникновении
в помещение посторонних или о возникновении пожара (позвонит по указанному вами
номеру). Роботом можно управлять с помощью мобильного телефона, поддерживающего
Java, встроенная подвижная видеокамера способна передавать изображения через японскую
сотовую сеть PHS, и если вы владеете мультимедийной моделью сотового телефона,
он превратится в персональное "всевидящее" око.
Передвижение MARON-1 ограничивается ровными или слегка искривленными поверхностями, лестницы остаются непреодолимыми. Для упрощения ориентации применяется электронная карта дома. Благодаря встроенному адаптеру сотовой связи робот можно использовать как громкоговорящий мобильный телефон hands free. Предусмотрено программирование некоторых действий на определенное время (робобудильник). Вдобавок он имеет встроенный инфракрасный интерфейс, заменяющий пульт дистанционного управления бытовой техникой и другими устройствами, воспринимающими инфракрасные команды (например, кондиционерами — в жаркие деньки неплохо было бы перед приходом домой включать их). MARON-1 сам находит общий язык с любым внешним устройством: он запоминает посылаемые обычным пультом последовательности сигналов, а затем, как попугай, повторяет их в нужный момент и в нужном месте.
Роботы-портье
 |
Наиболее нашумевшая новинка в этой области — ASIMO авторства инженеров Honda.
Робототехническая программа Honda стартовала еще в 1986 г. Ближайший предок ASIMO,
собранный в 1997 г., P3 весил 130 кг, имел рост 1,6 м и две железные ноги, с помощью
которых был способен передвигаться с максимальной скоростью 2 км/ч. Сочленения
ног, с 12 степенями свободы, позволяли ему преодолевать заставленные мебелью комнаты,
неровности пола и даже взбираться по лестницам. Две руки (14 степеней свободы)
выдерживали нагрузку до 2 кг каждая. Однако время автономной работы нас разочаровало
— всего 25 мин, что в совокупности с нагрузкой ограничивает круг решаемых проблем
выносом кулька с мусором.
Название его наследника — ASIMO — расшифровывается как Advanced Step in Innovative Mobility. Его размеры (рост 120 см) и конструкция максимально приспособлены к действиям в хомоцентрической среде (размеры мебели, расположение выключателей и дверных ручек и т. д.), а внешность "космонавта" унаследована от родителей. Весит новый робот всего 43 кг, максимальная скорость движения 1,6 км/ч, пятипальцевые руки-захваты могут переносить предметы массой до 500 г каждая (опять — не больше пакета с мусором). Суммарно обе руки робота имеют 10 степеней свободы, а ноги — 12.
ASIMO научился ходить естественнее и не должен теперь останавливаться, чтобы повернуть или изменить походку (скорость перемещения). Для этого пришлось ввести систему предсказания движения. Человек, поворачивая, заранее смещает центр тяжести своего тела соответствующим образом, то же самое должен делать и робот, но для этих целей ему потребовалось достаточно сложное моделирующее ПО. И наконец, новый робот распознает 50 типичных слов и фраз на японском языке, а также генерирует речь, что открыло новые перспективы его практического применения. В ближайших планах — попытка научить ASIMO самостоятельно вставать после падений и замена аккумуляторов топливными элементами для продления периода автономного существования.
Почти бесполезные роботы
 |
| "Бесполезный" робот Evolution Robotics |
В этом разделе я решил собрать описания машин, непригодных к выполнению полезной
работы, однако способных на нечто большее, чем собачки AIBO от Sony. Например,
компания Evolution Robotics предложила робот-конструктор ER1, представляющий собой
самодвижущуюся колесную платформу, на которую можно устанавливать видеокамеры,
инфракрасные сенсоры и "головной мозг" в виде ноутбука. Видеокамеры
используются для распознавания объектов и предупреждения столкновений. Вся прелесть
ER1 заключается в его программной начинке, позволяющей модифицировать поведенческую
программу устройства. В разобранном виде и без ноутбука стоимость платформы составляет
$500. Платформа рассчитана на 2,5 часа автономного функционирования.
Этот робот предполагает дальнейшую модернизацию. Например, из аксессуаров продается автоматизированный захват-рука ER1 Gripper стоимостью $200, а также ПО, способное обеспечить поддержку всех основных функций, свойственных современным роботам: распознавание объектов, речи, поиск оптимального маршрута, ориентация в пространстве, предупреждение столкновений. Управление осуществляется с помощью голосовых команд или беспроводного подключения к Internet. На Web-странице "25 способов использования ER1" упомянуты такие полезные способы применения машины, как транспортировка документации на предприятиях или в больницах.
Собрав отзывы и получив некоторый опыт в модификации первоначальной платформы, специалисты фирмы представили на CES 2003 новую модель — ER2. Полностью укомплектованная система будет продаваться за $2500 и сможет приносить реальную пользу, охраняя ваше жилище или помогая организовать присмотр за престарелыми и детьми через Internet. Еще одно применение новинки — видеоконференции hands free. Устройство будет следовать за вами, удерживая в поле зрения. Робот сумеет развлечь вас на вечеринке — благодаря видеокамере и манипулятору ER2 играет в настольные шахматы и рисует. И поскольку все вышеперечисленные функции во многом определяются программной начинкой робота, то научить его "новым трюкам", хотя и не слишком просто, но реально.
 |
| GRACE — робот, посещающий конференции |
"Робот, посещающий конференции", — звучит забавно, но это сложнейшая
задача как с точки зрения механики, так и искусственного интеллекта. Несколько
соревнующихся команд исследователей и конструкторов из года в год пытаются создать
искусственного докладчика для конференции American Association for Artificial
Intelligence 2002. Название одного из них, спроектированного учеными Университета
Карнеги—Меллона — Grace, что означает Graduate Robot Attending Conference (образованный
робот, посещающий конференцию). Оставленный за пределами здания, он (вернее она,
судя по мультипликационному "лицу", отображаемому на ЖК-дисплее робота)
сумел самостоятельно добраться до сцены за 50 мин и даже провести небольшую презентацию.
Похожий робот, изготовленный в компании iRobot, сделал то же самое за 20 мин,
но его действиями руководил человек-оператор.
Конечно, для роботов были созданы особые условия и, тем не менее, достижения команды GRACE впечатляют. Машина пользовалась услугами специального человека-гида, показавшего ей путь от входа в здание до лифтов, затем к стойке регистрации и далее. Добравшись до стойки с табличкой "Роботы", GRACE попыталась отыскать конец очереди, состоявшей из добровольцев. В принципе, она почти справилась с заданием, хотя эта вздорная особа умудрилась "не заметить" одного человека, втиснувшись на его место. Продвигаясь вместе с очередью, машина подошла к стойке и потребовала полагающийся ей бэдж, пакет с материалами конференции и электронную карту конференц-зала и здания. Используя карту, она самостоятельно добралась до места и сделала 20-минутный доклад о себе.
Приближается то время, когда мы сможем перепоручить всю неинтеллектуальную работу
роботам. Обстановка в индустрии робототехники напоминает то возбужденное ожидание
чуда, которое сопровождало появление первых персональных компьютеров в 70-х годах.
В конце концов, XXI век уже наступил.