В ближайшем будущем транспорт может быть революционизирован благодаря появлению быстрых и маневренных ездовых роботов.
Матияс Маттамала: Kawasaki недавно представила компьютерную концепцию Corleo — «робота-лошадь». Видео демонстрирует, как автоматизированное существо скачет по долинам, пересекает реки, взбирается на горы и перепрыгивает расщелины.


Corleo обещает стать высокотехнологичным роботизированным решением, обеспечивающим революционный опыт передвижения. Современные мотоциклы Kawasaki ограничены дорогами, тропами и трассами, но машина с ногами не знает границ — она может попасть туда, куда не способны другие транспортные средства.

Но насколько реалистично достичь такого уровня ловкости и баланса, безопасно перевозя человека по естественной среде? Давайте обсудим, что для этого потребуется.

Робот — это сложная машина, состоящая из двух основных компонентов: тела и блока обработки информации. Тело имеет определенную морфологию, определяющую функции робота, и оснащено актуаторами (устройствами, преобразующими энергию в движение) и сенсорами, чтобы взаимодействовать с миром и понимать его.

Блок обработки информации обычно представляет собой компьютер, который использует алгоритмы для обработки данных с сенсоров, создает модели окружающего мира и определяет действия, которые необходимо выполнить для решения конкретной задачи.

Простые роботы, такие как роботы-пылесосы, соответствуют этим требованиям. У них есть подходящий корпус, чтобы заезжать под мебель и не застревать (их плоская верхняя часть также удобна для катания ваших кошек).

Актуаторы — это моторы, вращающие колеса, и система всасывания. У них есть датчики удара для обнаружения столкновений, а некоторые даже оснащены камерами для анализа окружающей среды. Владельцы могут задать режим уборки, и компьютер пылесоса определит лучший способ его выполнения.

Corleo — это четвероногий робот, одна из самых устойчивых конфигураций среди роботов с ногами. Четыре ноги выглядят крепкими и способны сгибаться вперед и назад для бега и прыжков.

Однако их подвижность, похоже, ограничена в таких движениях, как абдукция (отведение) и аддукция (приведение). Если вас толкнуть в правый бок, вы отведете левую ногу — это движение абдукции, помогающее сохранить равновесие.

Аддукция — обратное движение, направленное к центральной оси тела. Возможно, это просто ограничение концепт-дизайна, но в любом случае Corleo нуждается в такой подвижности для обеспечения безопасной и плавной езды.

Далее — актуаторы. Роботы с ногами, в отличие от колесных машин, должны постоянно балансировать и поддерживать собственный вес. Они также обеспечивают амортизацию для всадника.

Актуаторы должны быть достаточно мощными, чтобы толкать тело робота вперед. Кроме того, Corleo будет перевозить человека. Хотя это уже возможно, как в случае с роботом Barry или колесными роботами Unitree, Corleo также стремится скакать и перепрыгивать препятствия. Это требует еще более динамичных и мощных актуаторов, чем у предыдущих примеров.

Ручному автомобилю или мотоциклу не нужны сенсоры или процессор, потому что водитель управляет им на основе того, что видит. Но роботу-лошади необходимы более сложные системы управления, чтобы определять, как двигать ногами, иначе нам пришлось бы использовать обе руки и даже ноги для управления.

Управление движением一直是 активной областью исследований в робототехнике с 1940-х годов. Исследователи показали, что машина с ногами может спускаться по склону без моторов или сенсоров (это называется «пассивной» локомоцией).

Если для контроля баланса используются только «проприоцептивные» сенсоры (типы датчиков, которые сообщают вашему телефону, когда нужно повернуть экран), это называется «слепой» локомоцией, потому что она не полагается на информацию из внешней среды. Когда робот также использует «экстероцептивные» сенсоры (датчики, собирающие информацию об окружающей среде), чтобы определить, как идти, это называется «перцептивной» локомоцией. Именно это демонстрирует Corleo.

На опубликованных изображениях я не заметил видимых камер или лидаров (лазерных дальномеров). Они могут быть скрыты, но было бы успокаивающе знать, что у Corleo есть способ «видеть» то, что перед ним, во время движения.

Хотя робот будет управляться вручную (поэтому ему не нужно автономное навигация), его система передвижения требует данных с сенсоров, чтобы определять, как наступать на камни или обнаруживать скользкую поверхность. Его датчики также должны быть надежными в разных условиях окружающей среды. Это уже серьезный вызов для беспилотных автомобилей.

Предстоящие вызовы

Corleo — это концепт, которого пока не существует. Как продукт, он обещает стать более продвинутой версией квадроцикла. Это может открыть новые возможности для транспорта в отдаленных районах, туристического бизнеса, новых хобби (для тех, кто может себе это позволить) и даже спорта.

Но меня больше вдохновляют технологические достижения, которые подразумевает создание такой платформы. Роботы с ногами не обязательно должны выглядеть как четвероногие или гуманоиды.

Самобалансирующиеся экзоскелеты, такие как Personal Exoskeleton от Wandercraft или XoMotion от Human in Motion Robotics, — это роботы с ногами, которые меняют жизни людей с ограниченной подвижностью. Технологические достижения, заложенные в Corleo, могут значительно помочь в разработке вспомогательных устройств для людей с инвалидностью, позволяя им обрести независимость.

Современные успехи в робототехнике показывают, что многие функции, предложенные Kawasaki, реализуемы. Но другие представляют сложности: Corleo потребуется выносливость для передвижения по дикой природе, эффективные алгоритмы локомоции, а также соответствие стандартам безопасности, необходимым для транспортного средства.

Все это — серьезные препятствия для робота разумных размеров. Если вы спросите меня сегодня, я не уверен, что все это можно реализовать в комплексе. Но я надеюсь, что они докажут, что я ошибаюсь.

Матиас Маттамала , научный сотрудник, Оксфордский институт робототехники, Оксфордский университет

https://vk.com/ufoobserver