История Boston Dynamics: компания, люди, роботы

Новостная лента полна сообщений о новых достижениях в робототехнике. Одним из главных ньюсмейкеров в этой сфере, если не самым главным, является американская компания Boston Dynamics. Именно её роботы первыми борются за внимание общественности. А сама компания не только первая в отрасли, но и безусловный лидер по части «негуманного» отношения к своим созданиям. Инженеры Boston Dynamics беспощадно пинают и толкают своих роботов желая продемонстрировать их уникальную устойчивость.

Основанная в 1992 году выходцами из Массачусетского технологического института компания вошла в созвездие инноваторов, компаний и организаций, двигающих вперед высокотехнологические отрасли экономики США. Помимо MIT, это DARPA (Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США) финансировавшее создание в 2005 году BigDog, первого робота принесшего известность Boston Dynamics, и корпорация Google купившая компанию в конце 2013 года.

В феврале этого года компания представила самого человекоподобного робота из всех существующих. Последняя версия робота Atlas не только свободно выходит на улицу, открывая перед собой двери, но хорошо адаптируется к изменению обстановки.

Итак, сегодня мы расскажем о разработках Boston Dynamics - роботах, которые нас удивляли, ужасали и которых мы даже немного жалели.

BigDog - первый робот Boston Dynamics представленный широкой публике. В переводе название робота - «Большая собака». Но он совсем не является механической копией собаки. Движения робота, конечно, напоминают движения животных, но аналогов в природе не имеют.

Для того чтобы понять почему так получилось нужно заглянуть в далекий 1977 год. Именно в этом году Марк Райберт, основатель Boston Dynamics, написал свою диссертацию описывающую модели конечностей наилучшим образом подходящие для движения роботов. Идеи этой работы и положены были в основу многих разработок компании. К слову Марку Райберту уже 66 лет (2016 г.) и он остается президентом компании.

Основатель компании Марк Райберт

Заглядывая в прошлое надо сказать, что до создания своих роботов инженеры компании были заняты созданием программного обеспечения используемого в сфере робототехники. Также их часто привлекали в качестве консультантов. Робособака - Aibo и андроид Qrio созданы при участии специалистов Boston Dynamics.

А затем появились военные. DARPA нужен был транспортный робот, который сможет переносить снаряжение и помогать солдатам на территории, где не способен передвигаться обычный транспорт. По заказу агентства и был создан BigDog. Его особенностью по сравнению с другими транспортными средствами является то, что вместо привычных всем колес или гусениц он имеет четыре ноги, подобно животным. Это позволяет перемещаться по местности, где не пройдет колесный или гусеничный транспорт.

Устройство BigDog

С другими транспортными средствами его сближает двигатель внутреннего сгорания. BigDog оснащён одноцилиндровым двухтактным двигателем Leopard go-kart, применяемым также в гоночных картах. Мощность двигателя 15 лошадиных сил. Вот только двигатель, который приводит в действие электрический генератор и гидравлическую систему робота издаёт достаточно сильный шум.

Инженеры компании так и не смогли решить проблему шума. Робот, созданный для совместных действий с морскими пехотинцами, демаскировал их позиции и маршруты перемещения. В 2015 году компания отказалась от дальнейшего развития подобных роботов.

BigDog стал уникальным явлением в робототехнике благодаря своей устойчивости. Он может передвигаться по пересеченной местности и удерживать равновесие даже после толчка. Робот может подниматься по наклонной в 35 градусов и ходить по льду. Наработки, сделанные в процессе его создания, были реализованы в других роботах.

Если BigDog был больше опытным образцом компании, то созданный на его основе LS3 (Legged Squad Support Systems) он же AlphaDog был уже передан для испытания военным. Первые такие испытания прошли на Гавайях.

AlphaDog во время полевых испытаний на Гавайях

В ходе проверки AlphaDog смог пройти 20 километров с легкостью преодолевая все препятствия. При этом нес на себе груз весом 180 килограмм. Следующие испытания робота проходили в лесистой местности штата Вирджиния. Здесь он уже смог пройти 32 километра на одной заправке. Проходил испытания AlphaDog и в городской местности.

Робот способен следовать за оператором и понимает голосовые команды. AlphaDog оснащён многочисленными сенсорами, благодаря которым способен обнаруживать препятствия и обходить их не сбиваясь с маршрута. Также благодаря ним, он следует за оператором-поводырем, но для лучшего управления роботом применяются также датчики, которые крепятся на ноги человека, которого робот сопровождает.

Развитием «собачей серии» стал робот Spot. В отличие от предыдущих четырехногих роботов, Spot оснащён электродвигателем и аккумулятором. Это снижает уровень шума, но как видно из демонстрационного видео не избавляет от него совсем. Он имеет меньшие размеры и массу чем его предшественники. Использоваться в качестве мула он, скорее всего, уже не может, но для поисковых и спасательных операций робот прекрасно подходит.

Spot – прогулка по коридору

Как и предыдущие роботы, он способен передвигаться по местности. Малые размеры и электрический двигатель позволяет ему, не причиняя неудобства окружающим, передвигаться внутри зданий. Меньший вес даёт возможность с лёгкостью подниматься и спускаться по лестнице. Так же как и другие роботы этой серии, он имеет хорошую устойчивость, для демонстрации которой разработчики постоянное его пинают на официальном видео.

Где есть собаки, должны быть и кошки. Первый в семействе кошачьих Boston Dynamics - робот Cheetah. Робот, название которого переводится как гепард, является чемпионом среди роботов по скорости. На испытаниях робот-гепард развил скорость до 45,5 км/ч. Но обладая такой скоростью, далеко убежать он не может. Так как бегать он может только на беговой дорожке. Cheetah не имеет своей гидравлической системы и поэтому находится на «привязи».

Робот чемпион – Cheetah

Особенностью всего кошачьего семейства роботов компании является необычайно гибкая спина. Она изгибается вперёд и назад при каждом шаге, как у животных. Это существенно увеличивает скорость.

Автономный вариант робота Cheetah, был назван WildCat – дикий кот. Он не так быстр, как его предшественник, его скорость достигает только 25,7 км/ч, зато он имеет собственный источник питания и способен передвигаться на открытой местности. Он не робот-мул как первые четырехногие роботы Boston Dynamics, а спринтер-разведчик.

WildCat на пробежке

Но дикий кот не единственный робот, которому можно будет «поручить» разведывательную операцию. В арсенале компании есть машины меньшего размера.

SandFlea – «песчаная блоха», небольшой, весом всего пять килограммов, робот на четырёх колёсах. Он напоминает радиоуправляемую машинку и собственно ею и является.

Особенность робота в возможности совершать прыжки на высоту до 9 метров, что дает ему возможность преодолевать практически любые препятствия. Такую возможность роботу обеспечивает пневмоустройство со сжатым углекислым газом, которого хватает примерно на 25 прыжков.

Хороший обзор местности обеспечивает камера на борту робота. А гироскоп – стабильность в полете и при приземлении.

SandFlea готовится к прыжку

Другой компактный робот компании RHex, представленный в 2012 году, тоже мастерски умеет прыгать. Как и SandFlea, робот дистанционно управляется оператором с помощью радиоуправления. В отличие от других роботов он имеет шесть ног, с помощью которых необычно передвигается, за это и получил прозвище робот-таракан. Робот полностью герметичен и не боится воды и грязи. Как и «песчаная блоха» может использоваться для разведки. Практическая дальность использования - 700 метров в радиусе от оператора.

RHex грязи не боится

Когда-то в процессе эволюции далёкий предок человека встал на две ноги. Эволюция роботов Boston Dynamics тоже идёт по этому пути. Petman был первым двуногим прямоходящим роботом компании.

Petman - первый двуногий. В костюме химзащиты и пока ещё на привязи

В отличие от других разработок он не был предназначен для движения вне помещения. Робот предназначен для испытания костюмов химической защиты. Его задача имитировать человека и обеспечить реалистичные условия испытаний. Значительная часть его технологии взята от BigDog.

Робот Atlas

Atlas! Он рано или поздно должен был появиться. Высокий антропоморфный робот, держащий осанку и способный передвигаться как в помещениях, так и на открытой местности. Если человекоподобные роботы других компаний больше похожи на игрушечных роботов из нашего детства, чем на людей, то Atlas похож на человека. Или на Терминатора, в зависимости от того, с какой долей оптимизма вы смотрите в будущее.

Первая версия робота была представлена 2013 году. В процессе развития Atlas претерпел серьёзные изменения. И самое главное он освободился от проводов. Первая версия робота не имела аккумуляторных батарей, вся необходимая энергия подавалась извне.

Новый Atlas на фоне своих предшественников

Рост обновлённого робота около 180 сантиметров, он ниже своего предшественника почти на целую голову (это хорошо видно и на фото выше). Вес - 81,5 килограмм.

Как и у других роботов его голова предназначена не для того чтобы «думать», а для размещения навигационной аппаратуры. Робот использует стереоскопические видеокамеры и оптические датчики LIDAR. Если вы внимательно посмотрите на беспилотные автомобили Google, то увидите такие же. В процессе выполнения задания, Atlas способен находить и различать различные предметы и совершать определённые действия с ними.

Если для ранее созданных роботов большим достижением была устойчивая ходьба, то обновлённый Atlas не только перемещается, но может выполнять задания с применением рук. Он способен поднимать и перемещать предметы, в том числе и в ситуации, когда ему намеренно мешают это делать.

Boston Dynamics практически ежегодно обновляет Atlas. Если ничего не изменится, то в следующем году мы увидим обновлённого робота с существенными улучшениями. Можно предположить, что к следующему году инженеры компании добавят в его функционал коммуникационные способности. Робот заговорит и сможет различать лица. Тем самым проявит навыки общения с людьми.

Так как это потребует больших вычислительных мощностей, то вероятно робот снова окажется на «привязи». Только теперь это будет беспроводная связь робота с мощным компьютером обрабатывающим полученную звуковую и визуальную информацию. Если все вычисления связанные с передвижением и сохранением положения в пространстве будет выполнять компьютер, находящийся в теле, корпусе, робота, то более сложные задачи будет решать удалённый «мозг».

Чем нас удивят нас инженеры компании в следующий раз, сейчас сказать сложно. Boston Dynamics особо не раскрывает свои секреты. Но с уверенность можно сказать, что коллектив компании, состоящий всего из 80 сотрудников - инженеров, исследователей, техников, задавшихся целью создать самых современных роботов в мире, сделают наш мир ещё интереснее.