Boston Dynamics — всемирно известная инженерная компания, специализирующаяся в робототехнике. Сами сотрудники компании описывают себя как «просто инженеров, которые строят роботов», но на самом деле их достижения трудно недооценить. Каждое их творение использует самые передовые технологии и становится маркером развития научного сообщества. За работой инженеров завороженно следит весь мир, а видеоролики с их изобретениями регулярно взрывают социальные сети. Самыми важными результатами работы Boston Dynamics в итоге стали 9 многофункциональных роботов, каждый из которых обладает своим набором суперспособностей.

Финансирование большинства проектов Boston Dynamics получает из военных источников, включая Агентство перспективных исследовательских проектов Минобороны США (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA), а также представителей сухопутных войск, флота и корпуса морской пехоты. Boston Dynamics была куплена корпорацией Google Inc. в декабре 2013 года. Но уже в марте 2016 года Google решила продать Boston Dynamics, поскольку она вряд ли сможет выпустить коммерчески успешный продукт в ближайшие несколько лет. Последним покупателем стала японская SoftBank — один из крупнейших мировых инвесторов в IT-бизнес, ранее отметившаяся многомиллиардным поглощением разработчика процессоров ARM.

Что же известно про самых лучших роботов Boston Dynamics? Публикуем подборку фотографий, видеороликов и самой актуальной информации о грядущем восстании машин.

BigDog («Большой Пёс»)

Самым первым роботом, получившим широкую известность, стал BigDog — четвероногий «мул» предназначенный для перевозки грузов. Министерству Обороны США нужен был транспорт, способный передвигаться по пересеченной местности и переносить тяжелое снаряжение. Первые модели BigDog были созданы в 2005 году и обладали следующими техническими характеристиками: высота 0,76 м, длина 0,91 м, вес 110 кг, переносимый груз до 155 кг, скорость перемещения 5–7 км/ч, возможность преодолевать уклоны до 35°, а также способность опускаться и вставать после падения.

«Большой пёс» представляет собой сложную автономную систему, работающую от двигателя внутреннего сгорания мощностью 15 л.с. Управляется он с помощью бортового компьютера, обрабатывающего большое количество сенсоров, которые включают в себя датчики положения и усилия в шарнирах, контакт с землей, нагрузку на грунт, гироскоп, лидар, комплекс видеокамер для создания объемного изображения окружающего мира, датчики давления, температуры, расхода внутренних жидкостей и топлива.

В 2009 году военные выдвинули требования по модернизации робота. Проект получил название Legged Squad Support System, тем не менее, сами создатели окрестили свое детище AlphaDog. Грузоподъемность увеличилась до 185 кг, а автономность хода превысила 30 км. И, пожалуй, самым важным нововведением стала возможность робота принимать голосовые команды оператора.

AlphaDog прошел успешные испытания с морскими пехотинцами в 2015 году, но на вооружение принят не был. Среди причин называли высокую стоимость, демаскирующий шум от двигателя и вероятные проблемы для отряда в случае поломки машины во время боевого задания.

Spot («пятнышко» — прозвище для собак в англоязычных странах)

Еще один четвероногий робот под названием Spot, представляет собой вариацию «собачьей» серии. В отличие от BigDog «пятнышко” не имеет двигателя внутреннего сгорания, а работает на электродвигателе с гидроприводом и аккумулятором. Такое решение негативно сказалось на автономности и грузоподъёмности, но позволило значительно снизить уровень шума.

В феврале 2016 года состоялась торжественная встреча «Пятнышка” с настоящей собакой:

Spot умеет ориентироваться внутри и снаружи помещения, а также пользоваться лестницами и преодолевать невысокие препятствия. Высота машины составляет около 1 метра, вес 75 кг. Максимальная величина полезной нагрузки равна 45 кг, кроме того Spot способен переносить груз весом 23 кг в течение 45 мин на одном заряде батареи. Робот имеет хорошую устойчивость и способен устоять на ногах после тычков и пинков от своих создателей.

SpotMini («минипятнышко»)

SpotMini – уменьшенная версия модели Spot весом 25 кг. Робот полностью электрический, благодарю чему он стал самым тихим в линейке Boston Dynamics. SpotMini может работать около 90 минут от встроенного аккумулятора в зависимости от переносимой нагрузки, которая «по паспорту» составляет 14 кг. При этом SpotMini это самый тихий робот, созданный компанией.

Потом ему добавили еще одну конечность!

Рука-манипулятор у SpotMini способна собирать и переносить различные предметы. Комплект датчиков, обеспечивающих корректную работу манипулятора, включает в себя стереокамеры, датчики глубины, IMU-сенсоры и датчики положения и усилия в конечностях. Теперь он умеет убирать посуду и выбрасывать мусор:

Открывать двери:

И даже сопротивляться человеку:

По мнению инженеров Boston Dynamics SpotMini предназначен для офиса или дома. Он весит 25 кг (30 кг с рукой — манипулятором), что достаточно мало для такого многофункционального работа.

Atlas («Атлант»)

Atlas — усовершенствованный прямоходящий робот, который может двигаться по пересеченной местности. Первая его версия была представлена в 2013-м, обновленная — в феврале этого года. Не только устойчив к падениям, но и использует свободные руки для выполнения задач (например, переноски груза). Высота Atlas — около 180 см, вес — 81,5 кг.

Система управления Atlas координирует движения рук, туловища и ног для обеспечения контроля над всем телом, что позволяет ему работать в большом радиусе действия, занимая лишь небольшую площадь.

В ноябре 2017 года инженеры научили «Атланта» прыгать по препятствиям и даже делать сальто:

Стереозрение, дальномеры, гироскопы и другие сенсоры дают Atlas возможность манипулировать объектами в окружающей среде и путешествовать по пересеченной местности. «Атлант» сохраняет равновесие, когда несет груз или получает удар и может встать, если упадет.

Handle («Рукоять»)

Модель под названием Handle совмещает в себе преимущества наличия у робота «рук» и «ног» со скоростью передвижения и эффективностью колес. Он использует многие из тех же принципов динамики, баланса и манипуляций предметами, которые используются в четвероногих и двуногих роботах Boston Dynamics. В его конструкции применяется только 10 шарниров, что делает Handle менее сложным, чем остальные модели. Колеса позволяют быстро ездить на плоских поверхностях, в то время как ноги могут идти практически в любом месте.

Высота Handle составляет 2 метра, вес более 100 килограмм. Робот способен переносить груз до 45 килограмм и перепрыгивать высокие объекты. Гидравлика приводится в действие электрическим двигателем, который питается от аккумулятора. Модель способна разворачиваться на месте, приседать и вставать.

Cheetah («Гепард»)

Эту модель можно по праву считать самым быстрым шагающим роботом в мире. На испытательном стенде Cheetah разогнался до скорости 29 миль/час (более 46 км/час) — ни один человек в мире не способен бежать с такой скоростью. Лишь Усэйн Болт на коротких отрезках своих забегов достигал 44,7 км/час.

Конструкция спины робота повторяет строение таковой у живого гепарда — она способны сгибаться вперед и назад, увеличивая длину шага и скорость движения. Что характерно, деньги на создание Cheetah были выделены DARPA по программе Maximum Mobility and Manipulation. По сути, Cheetah является опытным образцом для отработки технологий создания быстрых шагоходов.

WildCat («Дикий Кот»)

Развитием платформы «Гепарда» стал другой робот под названием WildCat. Он тоже может похвастаться рекордами скорости — максимальное значение достигает 32 км/час, что позволяет ему занять первое место среди автономных четвероногих машин. «Дикий кот» способен свободно передвигаться в окружающем мире, а не только на беговой дорожке.

Робот обладает немалыми размерами — его высота составляет 1,2 метра, а вес более 150 килограмм. «Сердцем» механизма является ДВС, который приводит в действие насос гидравлической системы. Как настоящий скакун, WildCat способен идти шагом, а также бежать рысью или галопом. «Дикий кот» умеет изгибать спину при беге, точно так же, как это делают животные.

Sand Flea («Песчаная блоха»)

Sand Flea представляет собой компактную четырехколесную платформу. Вес машины составляет около 5,5 килограмм, а высота всего 15 см. Управление происходит по радиосигналу либо по внутренней программе. Отличительной особенностью «Песчаной блохи» является возможность совершать прыжки на высоту до 30 футов (9–10 метров), и тем самым преодолевать большинство препятствий.

Запаса сжатого углекислого газа хватает примерно на 25 прыжков, а встроенная система стабилизации сохраняет ориентацию во время полета. Несколько видеокамер обеспечивают круговой обзор. Финансирование проекта осуществляются армейской организацией Rapid Equipping Force (REF) и национальной лабораторией Министерства энергетики США Sandia National Laboratory. По задумке, Sand Flea и WildCat являются «разведчиками», в отличие от «грузчика» BigDog.

RHex

RHex или «робот-таракан», как его прозвали разработчики, имеет компактные размеры и передвигается с помощью шести необычных ног. Высота модели составляет 14 сантиметров, вес 12 кг, а управление осуществляется по радиосигналу. RHex способен переносить до 2 кг полезного веса, в качестве которого можно установить дополнительное оборудование. Также робот оборудован встроенными видеокамерами в передней и задней части корпуса, что делает его хорошим разведчиком.

Герметичный корпус позволяет «таракану» передвигаться во влажной среде, болотистой и грязной местности, в канализационных трубах. Благодаря строению ног, модель с легкостью преодолевает горные породы, песок, растительность, железнодорожные пути, лестницы и другие препятствия. Время автономной работы составляет четыре-пять часов. Робот был разработан по заказу DARPA и US Army Rapid Equipping Force (REF).

Насилие над роботами

В процессе работы инженеры Boston Dynamics регулярно подвергают роботов различным испытаниям и проверкам на прочность. Благодаря схожести роботов с домашними питомцами, такие процедуры часто выглядит со стороны как жестокое обращение с животными и вызывает сочувствие у зрителей.

Этот ролик набрал 2 миллиона просмотров и стал поводов для запуска акции #RobotsLivesMatter (по аналогии с акцией по борьбе за права чернокожего населения в США под названием #BlackLivesMatter).

Восстание машин

Мы рассмотрели лучших роботов от компании Boston Dynamics. Скорее всего, компания не будет останавливаться на достигнутом и продолжит внедрять роботов в различные сферы человеческой жизни. И хотя пока что основным спонсором развития роботехники считается военно-промышленный комплекс, в будущем роботы смогут оказать поддержку людям в качестве полицейских, пожарных, спасателей, космонавтов, личных ассистентов, адвокатов и представителей других полезных профессий.

Тем не менее, существует много опасений на тему развития роботехники. Как правило, каждое новое изобретение Boston Dynamics сопровождается рядом комментариев, призывающих остановить работу инженерной компании, пока роботы не восстали против своих создателей. Беспокойство по поводу развития искусственного интеллекта также высказали ряд ученых и мыслителей. К примеру, об угрозе восстания машин и уничтожении человечества предупреждал Стивен Хокинг незадолго до своей смерти.

Все восхищаются трюками, которые делает робот Атлас (Atlas): то он делает сальто (ноябрь 2017 года), то делает паркур — прыгает вверх по огромным кубам (октябрь 2018), то танцует вальс — кувырки, прыжки и развороты в воздухе (сентябрь 2019).
Что же будет дальше? Если не видели его трюки, то обязательно посмотрите видео подборку на канале PRO роботов:

Откуда появился робот Атлас?

Все начиналось еще в далеком 1980 году, когда Марк Райберт (Marc Raibert), основал «Лег Лабораторию” (Leg Laboratory) при Университете Карнеги Мелоун (CMU), а с 1986 года уже продолжил в Масачуческом Технологическом Институте (MIT). Он начинал с простых самобалансирующихся роботов, и выглядели они с одной стороны очень технологическими для того времени и очень смешными — для нашего времени.

В 1992 году Марк основал компанию Boston Dynamics и пошло поехало: в 2005 вышел в свет робот BigDog, заказанный военным агентством США DARPA, а в феврале 2016 показали робота Атласа. В 2013 году компанию купил Google, но продал ее японскому конгломерату Soft Bank в 2017 году, т.к. не видел в ближайшей перспективе коммерциализации разработок компании. По моему мнению, Google поторопился, т.к. уже в конце 2019 году Boston Dynamics начали продавать свою робособачку SpotMini и даже наладили их серийное производство.

Робот Атласа является самым динамичным роботом на земле. Давайте разберемся почему?

Во-первых,

Атлас обладает одной из самых компактных мобильных гидравлических систем в мире. Специальные двигатели, клапаны и компактный гидравлический силовой агрегат позволяют Atlas обеспечивать высокую мощность для любого из 28 гидравлических соединений, что обеспечивает впечатляющие подвижные характеристики. Вообще Boston Dynamics сам разрабатывает много агрегатов для роботов, т.к. аналогов никто не делает.

Во-вторых,

усовершенствованная система управления Атласа обеспечивает очень разнообразное и гибкое передвижение, в то время, как алгоритмы работают через сложные динамические взаимодействия, учитывающие все тело робота и окружающую среду, для планирования движений. Например, робот использует руки для баланса тела так же, как человек. Максимальная скорость передвижения Атласа 1,5 м/с или 5,4 км/ч, что сравнимо со скоростью ходьбы человека.

Сейчас написан верхнеуровневый интерфейс, который позволяет управлять роботом с помощью макрокоманд (например, бежать, присесть, сделать шаг и пр.), которые уже преобразуются в микродействия и алгоритмы конечностей для обеспечения этих движений. Это позволило повысить вероятность выполнения трюков с 10-20% до 80%. Кстати, в основе управления робота лежит робототехническая операционная система (ROS — Robotics Operating System), а расширения по данным Интернет написаны на C++ и Python.

В-третьих,

Атлас использует детали, напечатанные на 3D-принтере, чтобы обеспечить оптимальное соотношение прочности и веса, необходимое для прыжков и сальто. При высоте робота в 1,5 м он весит всего 80 кг., что очень мало для такого робота. Первая версия Атласа весила 200 кг.

Робот нас конечно привлекает своей похожестью на человека и сложной динамикой, но какие есть минусы у данного робота?

Несмотря на сложность алгоритмов, обрабатывающих движение робота, Атлас полностью управляется с пульта или программируется заранее, что конечно далеко от нашего представления об автономных роботах. Атлас не обладает никаким искусственным интеллектом (ИИ), хотя Boston Dynamics уже сейчас работает над этими алгоритмами и ищет специалистов по ИИ. Кстати, к ним можно устроиться на работу, если посмотреть вакансии на официальном сайте. Но даже, если компания интегрирует в робота ИИ, то он будет узкоспециализированный и опять же будет пока далек от нашего представления роботов из кино.

Также робот не разговаривает и не реагирует на голосовые команды, что делает его, как минимум, не современным, т.к. тренд на голосовое управление и общение с роботами явно виден в последнее время.
Но самое главное — это то, что реального применения робота пока нет. Да, он может перетаскивать коробки, но нужен ли нам грузчик за миллион долларов? Да, он может в будущем патрулировать территорию, но опять же сколько охранников и на сколько лет можно нанять за эту сумму? Вот тут кроется основная проблема — соотношение полезности робота и его цены. Если разработчики решат эту проблему, то безусловно робота Атласа ждет фееричное будущее.