Роботи Boston Dynamics, що танцюють: інновації в русі

Американська інженерна та робототехнічна компанія Boston Dynamics відома на весь світ розробкою різних динамічних високомобільних роботів. Коротко про кожного робота ми розкажемо в кінці статті. А зараз хочемо показати захоплюючий відеоролик під назвою «Spot’s On It», в якому танцюють 7 роботів-собак на ім’я Spot.

Spot’s On It | Танцюючі собаки-роботи

Компанія Boston Dynamics заснована в 1992 році як дочірня компанія Массачусетського технологічного інституту. З червня 2021 року Boston Dynamics належить компанії Hyundai Motor Group, на честь чого і був випущений цей відеоролик під пісню групи BTS «IONIQ: I'm On It».

А тепер трохи розкажемо про створення цього відео.

Спочатку не зовсім зрозуміло, на що ви дивитеся. Жовті роботи, що сидять у тиші, вишикувалися так тісно, що майже нагадують шезлонги, поставлені один на одного. Потім, у такт музиці, їхні руки вибудовуються в плавну серію узорів, створюючи враження одного багаторукого робота-павича перед камерою. Нарешті, сім Спотів розходяться, синхронізуючи свої кроки і, здається, переграючи танцювальні рухи один одного.

Кроки настільки точно розраховані, а рухи настільки плавні й гармонійні, що ви можете подумати, що роботи на справді слухають музику і реагують на неї. Але це не так, вони слухають свої синхронізовані внутрішні годинники. Незважаючи на всі свої складні датчики, роботи навіть не знають, що грає музика. І їхня здатність переміщатися в просторі, не наступаючи один одному на п’яти, є результатом кропіткого позиціонування й програмування, а не функції робота для уникнення перешкод.

Кінцевий результат — безшовний, гладкий і навіть трохи вражаючий. Але за кулісами ховаються години хореографічної та інженерної роботи — і все це разом для 77-секундного виступу.

«Було багато проблем, пов'язаних з перенесенням бачення нашого хореографа, звиклого мати справу з танцюристами, у наше програмне забезпечення», — зазначає Ерік Вітмен, робототехнік із Boston Dynamics, який відіграв головну роль у випущеному відеоролику «Spot’s On It».

«Все потрібно було продумати заздалегідь і точно запрограмувати за сценарієм. У роботів є перевага перед людьми в тому, що вони дуже повторювані: як тільки ви зробите це правильно, воно залишиться правильним. Але у них є і недолік — ви повинні розповідати їм кожну дрібницю. Вони взагалі не імпровізують».

Треба сказати, що це не перший вихід робота Spot на танцпол. У 2018 році Spot показав свої здібності під пісню «Uptown Funk». А наприкінці 2020 року робот Spot приєднався до роботів Atlas і Handle в танцювальному виступі під класичну пісню 1962 року «Do You Love Me». Ці відеоролики ми теж покажемо далі.

Як тільки ці відео закінчуються, залишається очевидне питання: навіщо танцювати? Врешті-решт, Spot вже використовується в комерційних цілях. Робот завершує перевірки на електростанціях і будівельних майданчиках. Яка мета програмування робота, щоб він вививав своєю задницею?

«Таке спортивне виступ, як танець, підкреслює механічну конструкцію робота, а також алгоритми в програмному забезпеченні, — каже Марк Райберт, засновник і голова Boston Dynamics. — Якщо ви подивитеся на танець, який ми виконали, то побачите, що у нього є десятки різних варіантів поведінки, тому команді довелося створити інструменти, що дозволяють нам створювати ці варіанти поведінки досить швидко, щоб виконати проєкт за розумний час. Це практична відповідь».

«Але для мене, — додає Райберт, — це був головним чином спосіб виразити творчість і повеселитися».

Робототехнік Ерік Вітмен зазначає, що знадобилися роки, щоб виробити у Spot звичне поведінка, таке як впевнена хода і лазіння. За його словами, створення танцювального відео, подібного цьому, дає розробникам творчу мету, яка призводить до швидких інновацій у тому, як робот може рухатися. Танець також розкриває потенційні покращення у фізичному дизайні робота. Або, як висловився Вітмен: «Танці — це форма прискореного тестування життєвого циклу обладнання». Наприклад, після того як танцювальні випробування показали, що занадто сильний удар по коліну робота-собаки може призвести до пошкодження, компанія вирішила знайти більш надійні матеріали для верхньої частини ніг робота.

«Коли ми робимо ці проєкти, у нас завжди дві мети, — каже Вітмен. — Перша мета — використовувати відео як мотивацію для покращення продукту. Друга мета — отримати задоволення від створення відео».

UpTown Spot | Танцююча собака-робот (2018 рік)

Do You Love Me? | Танцюючі роботи Atlas, робот Handle і робот Spot (2020 рік)

Роботи компанії Boston Dynamics

BigDog

BigDog (Великий пес) — чотириногий робот, створений у 2005 році як допоміжний роботизований транспорт для сухопутних військ, здатний пересуватися по сильно пересіченій місцевості. BigDog може переносити до 150 кг вантажу зі швидкістю до 6,4 км/год і долати ухил до 35 градусів.

LittleDog

LittleDog (Маленький пес) — невеликий чотириногий робот, створений у 2010 році в дослідницьких цілях. Ноги робота мають великий діапазон рухів, він досить сильний для лазіння і динамічних походок.

Cheetah

Cheetah (Гепард) — чотириногий робот, здатний розвивати швидкість 28 миль на годину (45 км/год або 13 м/с), що є рекордом для чотириногих роботів станом на серпень 2012 року. Cheetah має гнучку спину, що допомагає досягати високої швидкості пересування. Однак ця швидкість відповідає переміщенню ніг робота, а не його здатності рухати себе вперед. Крім того, цей лабораторний зразок робота пересувався по біговій доріжці, отримуючи живлення від стаціонарної гідравлічної установки.

Тому, 5 жовтня 2013 року компанія Boston Dynamics представила вдосконалену версію цього робота під назвою WildCat (Дикий кіт), який має автономну систему гідроживлення. На рівній поверхні WildCat розвиває швидкість 25 км/год.

Цікаво, що Лабораторія біоміметичної робототехніки Массачусетського технологічного інституту створила свого аналогічного робота, теж відомого як Cheetah. Цей робот-гепард до 2014 року міг перестрибувати перешкоди під час бігу, а до 2018 року робот міг підніматися по сходах.

RiSE

RiSE — шестиногий робот, здатний лазити по вертикальних перешкодах: стінах, деревах і огорожах. Для пересування використовує ноги з мікрозацепами та хвіст, може змінювати позу відповідно до кривизни поверхні. RiSE має довжину 0,25 метра і масу 2 кг. Швидкість пересування — 0,3 м/с.

PETMAN

PETMAN — двоногий робот, створений для випробувань засобів індивідуального захисту. Це перший антропоморфний робот, який рухається як справжня людина. Має багато технологічних запозичень від BigDog.

LS3

Legged Squad Support System (LS3), також відома як AlphaDog, являє собою воєнізовану версію BigDog. Цей робот призначений для використання у військових цілях і може працювати в жарких, холодних, вологих та брудних умовах.

Handle

Handle — робот висотою близько 2 метрів, здатний рухатися зі швидкістю до 4 м/с і стрибати у висоту на 1,2 метра. Відмінною особливістю робота є те, що на його задніх ногах знаходяться колеса. Заряду батареї вистачає на 24 км ходу.

Stretch

Stretch — робот, призначений для операцій з коробками і ящиками в умовах обмеженого простору. Його основне завдання — робота в складських приміщеннях і розвантаження вантажівок. Заявлена продуктивність — переміщення за годину 800 коробок вагою до 23 кілограмів без участі людини.

Pick

Pick — це робот, такий же, як Stretch, але закріплений в певному місці. Він призначений для перевезення ящиків. Робот може ідентифікувати коробку менш ніж за секунду. Він автоматично позбавляється від аркуша картону.

Atlas

Atlas — антропоморфний робот висотою 5 футів (152,4 см), призначений для пересування по пересіченій місцевості. Він створений на основі більш раннього робота-гуманоїда PETMAN. Ходить на двох ногах, може використовувати вільні руки для перенесення вантажу або при лазінні на вертикальні перешкоди.

Spot

Spot (робот-собака) — чотириногий робот, вперше представлений 23 червня 2016 року, здатний розвивати швидкість до 1,6 метра за секунду. Робот освоює місцевість за допомогою стереокамер, які в сумі дають кут огляду в 360°. Таким чином Spot переміщується по місцевості з безпрецедентною мобільністю, дозволяючи автоматизувати рутинні завдання перевірки та збору даних безпечно, точно і часто. Вага робота-собаки 25 кілограмів.

Spot — це рухливий мобільний робот, якого можна налаштувати для широкого спектра застосувань. Базова платформа забезпечує мобільність на пересіченій місцевості, обхід перешкод, а також різні рівні навігації, дистанційного керування і автономії. Виробник заявляє, що робота Spot можна налаштувати, додавши спеціалізовані датчики, програмне забезпечення та інші корисні навантаження. Перші клієнти Boston Dynamics вже тестують Spot для спостереження за будівельними майданчиками і забезпечення віддаленої перевірки нафти і газу, енергетичних установок і громадської безпеки. Spot знаходиться в масовому виробництві і зараз постачається обраним раннім користувачам.

Для демонстрації цієї теорії ми покажемо нижче офіційний ролик Boston Dynamics.

Factory Safety Service Robot

Factory Safety Service Robot (Робот служби безпеки заводу) був представлений 17 вересня 2021 року. Він заснований на існуючому роботові Spot. Його вбудована тепловізійна камера і система 3D LiDAR допомагають виявляти людей, що знаходяться поруч, відстежувати небезпеку займання і розпізнавати відкриті й закриті двері.