Роботы учатся ползать, карабкаться и не пугать людей

На этой неделе в центре внимания робототехнического сообщества оказалась элегантная инженерная идея: квадрокоптер — это, по сути, два биротора, которые очень любят друг друга. Именно так описывает свою разработку лаборатория CLIMB Lab, и в этом шутливом определении скрыта вполне серьёзная мысль о том, как из простых симметричных элементов собирается устойчивая летающая платформа. Видео с демонстрацией полёта получилось настолько зрелищным, что заключительные тридцать секунд ролика стоит смотреть отдельно — там аппарат показывает всё, на что способен.

Не менее сильное впечатление производит работа лаборатории робототехнических систем Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Их демонстрация заставляет поверить, что четвероногие и человекоподобные машины действительно учатся двигаться в сложной среде, а не только позировать на сцене. Впрочем, скепсис остаётся у многих: чтобы по-настоящему удивить, производителям человекоподобных роботов придётся доказать две вещи — что машина безопасна в жилом доме и что она является реалистичной альтернативой человеку, а не дорогой игрушкой. Компания Figure, судя по всему, готова принять этот вызов, а вот её коллеги из Agility честно признают: их Digit 5 вряд ли кто-то назовёт красивым. Зато именно так выглядит серьёзный подход к безопасности человекоподобных роботов, и это куда важнее внешности.

Инженеры из инженерной школы Нью-Йоркского университета в Тандоне пошли совсем другим путём и построили волнообразного робота WorMa, который перекачивает воду между головой и хвостом, чтобы взбираться по склонам, преодолевать ступени и плавать, сохраняя при этом один и тот же базовый способ передвижения. Логика проста и остроумна: на подъёме вода смещается к голове, усиливая прижим передних точек контакта к поверхности, и сцепление растёт. Именно такая конфигурация оказалась единственной, которая позволила роботу успешно преодолеть самый крутой протестированный склон в 19,5 градуса — все остальные варианты заканчивались сползанием вниз. Более того, смещение воды к голове снизило энергетические затраты на передвижение как минимум на 33 процента по сравнению с другими режимами. Со ступенями пришлось повозиться отдельно: ни жёстко «головастая», ни «хвостатая» конфигурация не справлялись с препятствием самостоятельно. Тогда исследователи заставили робота подходить к ступени с водой в голове для сцепления, затем перегонять воду в хвост и поднимать голову с шеей, чтобы хвост подтолкнул корпус ближе. Как только голова цеплялась за край ступени, вода возвращалась в голову, и движение продолжалось. Такая последовательность позволила WorMa преодолевать ступени высотой до пятнадцати сантиметров.

Японская компания Kubi 2.0 тем временем развивает тему присутствия — но не физического, а дистанционного. Их настольный робот-телеприсутствие с искусственным интеллектом позволяет удалённым пользователям осматриваться и взаимодействовать так, будто они физически находятся в комнате. Одновременно это устройство физического ИИ, дающее агентам возможность общаться с людьми в реальном окружении. За десять с лишним лет в Японии решение помогло госпитализированным и прикованным к дому ученикам посещать занятия, общаться с друзьями и участвовать в школьных мероприятиях. Теперь компания выводит инициативу на глобальный уровень через краудфандинговую платформу Kickstarter.

Любопытный сценарий применения колёсного четвероногого робота показала компания DEEP Robotics — настолько неожиданный, что он по-настоящему впечатляет. А вот норвежские исследователи из лаборатории автономных роботов Норвежского университета науки и технологий задались вопросом, что будет, если четвероногую локомоцию перенести под воду. На суше такие машины универсальны, но в водной среде их применение пока ограничено, хотя амфибийная мобильность открыла бы дорогу к инспекциям, экологическому мониторингу и работам при чрезвычайных ситуациях. В своей работе они описали конструкцию, модель и экспериментальную проверку воспроизводимого подводного четвероногого робота. Корпус построен вокруг герметичных моторных отсеков, выточенных из полиоксиметиленового пластика, с использованием серийных уплотнительных колец и динамических уплотнений вала. Упрощённая модель описывает динамику подводной шагающей системы, включая то, как силы сопротивления на сферических конечностях передают момент на плавающую базу. На основе этой модели разработан замкнутый контур управления ориентацией с формулировкой ошибки на специальной ортогональной группе SO(3). Контроллер проверили и в симуляции, и экспериментально в резервуаре с водой, где робот отслеживал заданные углы крена, тангажа и рыскания.

Японский получеловекоподобный робот Ugo Nova, произведённый внутри страны, призван ускорить социальное внедрение физического ИИ — от исследований и разработок до реальной эксплуатации на промышленных площадках. А компания Daimon Robotics напоминает, как много можно сделать хорошим двухпальцевым захватом и умным роботом. Между тем на заводе UBTECH, который называют эталонной умной фабрикой человекоподобных роботов, с конвейера каждые десять минут сходит по одной машине: компания нарастила выпуск с тысячи до десяти тысяч единиц менее чем за девять месяцев. Достижение впечатляющее, но вопрос напрашивается сам собой — чем все эти роботы будут заниматься?

Инженеры Массачусетского технологического института построили роботизированную оптическую лабораторию, которая собирает, запускает и разбирает оптический эксперимент по команде. В основе установки — манипулятор, который физически расставляет зеркала, линзы и другие компоненты, каждый в специально спроектированном корпусе с QR-кодом. Робот выставляет элементы с точной юстировкой, чтобы направлять и фокусировать луч красного лазера. Автономная система способна ускорить испытания передовых материалов — от солнечных элементов и сенсоров до видеодисплеев и квантовых технологий. Видео ускорено вдвое.

Студенческие роверы, лунный рельеф и соревнование с высокими ставками в Космическом центре Кеннеди NASA — так выглядит конкурс Lunabotics, где университетские команды проверяют свои робототехнические системы в симулированной лунной среде. Организаторы показали яркие моменты прошлого состязания и заглянули вперёд, к Lunabotics 2027. А в семинаре Института робототехники Университета Карнеги — Меллона Эрол Шахин из Ближневосточного технического университета рассказывает о том, как дополнить пчелиные колонии робототехникой и искусственным интеллектом для поддержки экосистем. Биоразнообразие на Земле стремительно сокращается, и медоносные пчёлы — ключевые опылители, критически важные для стабильности экосистем, — страдают одними из первых. Финансируемый Евросоюзом проект RoboRoyale интегрирует передовую робототехнику и ИИ в улей, позволяя наблюдать за ним с беспрецедентными разрешением и масштабом. Система отслеживает поведение матки, эффективность колонии, состояние сот и долгосрочную фуражировку, одновременно развивая возможности микророботизированного вмешательства для поддержки здоровья улья. Проект попал на обложку журнала Science Robotics и получил шестую награду Edge of Government на Всемирном саммите правительств в 2024 году.