Роботы - гуманоиды. Андроиды и гуманоиды

Роботы уже давно стали частью нашей жизни, внешне они все больше похожи на людей, а их функционал с каждым днем расширяется до невероятных масштабов. А ведь само слово «робот» впервые прозвучало меньше века назад в пьесе «Россумские универсальные роботы» чешского писателя Карела Чапека.

Первые андроиды были огромными существами из стали, весившими более 120 кг и способными только двигать некоторыми конечностями благодаря электрическому управлению.

В 1928 году были выпущены сразу три человекоподобных робота. В США инженер Дж. Уэнсли создал Мистера Телевокса – своеобразный автоответчик, которому было придано схематическое сходство с человеком. Мистер Телевокс управлялся с помощью свистков и работал благодаря громкоговорителю и микрофону, расположенному рядом с телефоном. В том же году в Японии был разработан Естествоиспытатель – андроид, который при помощи электропривода мог двигать руками и ногами. А в английской деревне Гомшелл капитан Уильям Ричардс и инженер-механик Алан Реффел в это время сконструировали робота Эрика, на корпусе которого было написано «R.U.R» – название фабрики из пьесы Карела Чапека. Эрик умел двигать головой и руками, садиться и вставать на ноги. Но не мог ходить. Зато разговаривал и отвечал на вопросы. Впрочем, последняя его функция – лишь уловка инженера, который общался с изумленными зрителями с помощью радиоприемника. Вслед за Мистером Телевоксом, Естествоиспытателем и Эриком в разных странах велась работа над тем, чтобы снабдить больших железных «людей» все большим рядом функций.

Мистер Телевокс

Робот Эрик

В 1937 в штате Огайо построили большого робота Электро, который с помощью электропривода мог выполнять 26 разных движений, в том числе делать шаги (очень медленные) и разговаривать. Его словарный запас состоял из 700 слов и помещался на нескольких проигрывателях с пластинками. Создатель Джозеф Бернетт мог управлять Электро при помощи голосовых команд, которые робот получал благодаря подключенному к нему телефону. Ходил Электро благодаря резиновым роликам под его ногами. А еще этот андроид умел надувать шарики! Впрочем, для этого ему нужна была помощь человека. В 1940 году для Электро разработали друга – пса Спарко, который также запускаясь по голосовой команде, мог лаять, сидеть и ласкаться к людям.

Робот Электро и его пес Спарко

Все разработки в области роботов в первой половине ХХ века носили, скорее, развлекательный характер. Человекоподобные Мистер Телевокс или Элеткро с его собачкой были очень милы, но не могли принести ни доход своим создателям, ни практической пользы владельцам. В то же время, несмотря на «обаятельность» этих разработок, в середине ХХ века общественность была поглощена идеей, что роботы будущего будут опасны и смогут поработить человечество. Идеей, рожденной еще Карелом Чапеком.

Сдвиг в осмыслении передовых технологий произошел опять же благодаря искусству, а не науке. В 1942 году писатель Айзек Азимов задался вопросом: как нужно программировать роботов, чтобы они приносили людям только пользу? Фантаст попытался ответить на него в своих рассказах и создал знаменитые три закона робототехники. Этот труд оказался не менее значим для мира роботов, чем работа Норберта Винера, скорректировавшего термин «кибернетика» и наделившего его современным значением.

Во второй половине ХХ века мир робототехники сосредоточился на создании промышленных роботов. Они работали с радиоактивными материалами, транспортировали тяжелые грузы и были задействованы в других сложных для человека задачах. Именно на производстве робототехника сделала несколько огромных шагов на пути к современным технологиям еще до начала 2000-х – благодаря развитию системы сенсоров и языков программирования, использованию новых контроллеров и прочим дарам прогресса.

Так, в 1960-х был запатентован первый программируемый промышленный робот и только в 1970-х в Японии создали WABOT-1, первого антропоморфного робота, который мог ходить, общаться и поднимать предметы. Впрочем, его ходьбу нельзя было назвать свободной: дистанция была ограничена кабелем питания.

В середине 1980-х годов ученые сильно озадачились созданием робота, который мог бы ходить свободно. Первая из таких машин была представлена миру в 1986 году в Японии, и на один шаг ей требовалось 5 секунд. Впрочем, с человеком этот робот имел сходство более чем условное: его «тело» состояло практически из одних «ног». Около 15 лет потребовалось японцам на то, чтобы создать Asimo – андроида, который свободно ходил, мог открывать двери, вступать во взаимодействие с людьми и выполнять бытовые задачи.

В течение 2000-х роботы менялись, совершенствовались и приобретали все более разнообразный функционал. В 2005 году был создан RoboThespian – настоящий механизированный актер, годом позже изобрели ICub – обучаемый андроид, в 2008-м разработали Nao, дружелюбного гуманоида, который способен помогать в работе сотрудникам банков, университетов и лабораторий, и даже в домашних делах.

В 2011 году Робонавт-2 стал первым человекоподобным роботом, запущенным на орбиту. Он отправился на МКС 24 февраля и до сих пор там работает. Тремя годами позже в одном из торговых центров Токио на стойке информации появилась Айко Чихира – гуманоид в облике молодой женщины, которая разговаривает на японском и немножко на английском, а также знает язык жестов. Айко помогает покупателям ориентироваться в большом здании и отвечает на их вопросы. А совсем недавно, в конце октября этого года, андроиду впервые дали гражданство – робот София стала полноправным жителем Саудовской Аравии.

Робонавт-2

Робот София

А еще роботы бывают детскими. Своего маленького робота Верни из «Набора для конструирования и программирования LEGO® BOOST», к примеру, может собрать и запрограммировать каждый ребенок. Из конструктора также можно сделать механизированного кота Фрэнки и трех других роботов с разными функциями. Программирование моделей происходит через приложение на планшете. Программа LEGO BOOST Creative Toolbox визуализирована, и с простым иллюстрированным кодингом сможет справиться кто угодно.

Детский робот Верни

А вообще в магазинах LEGO представлен огромный выбор конструкторов как для маленьких детей‚ так и для страстных коллекционеров, а также самый широкий в России ассортимент эксклюзивных и редких наборов и аксессуаров. В витринах магазинов выставлены собранные образцы популярных игр: можно увидеть модели «вживую» еще до покупки. Для самых маленьких покупателей в магазине LEGO® есть специальный уголок‚ где дети могут поиграть в конструктор. Ознакомиться с ассортиментом можно на

МОДУЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Такие основные части, как серводвигатели и сенсорные блоки в наборах серии роботов H1, являются стандартными модулями. Помимо строительства человекоподобных роботов, комплекты серии H1 также могут быть использованы в построении различных живых био - роботов. Данный фактор делает преподавательскую деятельность более интересной и разнообразной. По сравнению с комплектами робота Abilix H1, недостатки традиционных человекоподобных наборов очень очевидны. Традиционные комплекты не реконфигурируются, то есть можно реализовать только одну модель робота, и оставить учеников без возможности сделать новые модели.

МИРОВОЙ НОВАТОРСКИЙ РЕЖИМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Для построения роботов с наборами серии H1 не требуются дополнительные инструменты, чтобы оказать поддержку. Например, ученикам не нужны болты для соединения и починки деталей. С наборами роботов серии H1, ученики могут создать единый бионической учебный проект в течение 20 минут, что делает процесс обучения более мобильным и удобным.

По сравнению с наборами роботов серии H1, недостатки традиционных наборов человекоподобных роботов очевидны. Задания с бионическими моделями в традиционных человекоподобных комплектах должны быть сделаны со вспомогательными инструментами, и установка довольно сложная, так что построение модели может занять несколько часов. Это точно, что традиционные человекоподобные комплекты роботов не подходят для начинающих учеников и младших классов.

ПОЛНАЯ СИСТЕМА УЧЕБНОГО ПЛАНА

Для Комплекты человекоподобных роботов H1 поставляются с комплектом систем учебных программ, что способствует более удобному обучению.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СЕРВОДВИГАТЕЛЬ (H-M24)

• Интеллектуальный серводвигатель может в режиме реального времени записывать положение, скорость, нагрузку, ток, температуру и т.д.
• До 254 интеллектуальных серводвигателя могут быть соединены последовательно с помощью протокола связи и управления частотой системной шины RS485.
• Максимальный крутящий момент достигает 24кг/см; Поддержка свободного вращения 360 °.

БЛОК ДАТЧИКА (H- S100)

ПУЛЬТ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Эргономичный дизайн отвечает всем параметрам современных технологий.

КОНТРОЛЛЕР (Н-Con101)

Специализированное программное обеспечение. Программирование.

Программное обеспечение поддерживает программирование схем последовательности операций, программирование онлайн действий и программирование моделирования 3D. Пользователи могут моделировать строительство проекта в программном обеспечении. Искусственный проект может выполнять различные задачи, используя законченные онлайн функции программирования действий программного обеспечения. В программном обеспечении VJC, пользователи могут цитировать файл, созданный с помощью редактора действий, чтобы полностью отобразить работу моделируемого проекта.

Один ключ-переключатель доступен для изменения режима программирования среди трех режимов программирования.

3D МОДЕЛИРОВАНИЕ

Пользователи могут проверить 3D модели всех построенных роботов, анализировать структуру и принцип модели, регулировки, увеличения или уменьшения масштаба и модели реструктуризации в соответствии с их интересами и инновационными идеями.

Во время моделирования, пользователи будут чувствовать удовольствие от проектирования и строительства робота.

РЕДАКТОР ДЕЙСТВИЙ

Редактор действий предусматривает различные действия, которые ученики могут использовать для создания серии завершенных последовательных действий. Пользователи могут просматривать реальные эффекты блоков последовательных действий в программном обеспечении непосредственно, тем самым повышая эффективность редактирования. Последовательные действия, которые могут быть упакованы, указаны в схеме.

БЛОК СХЕМА. ПРОГРАММИРОВАНИЕ

ПСо стандартной схемой, ученики могут закончить корректировку действий и сервоуправления с помощью перетаскивания и отпускания деталей, а затем настроить соответствующие параметры. Это может помочь ученикам легко закончить программы. В то же время, стандартная блок-схема может генерировать код языка «Си» в режиме реального времени, помогая ученикам более глубоко понимать программирование.

СКОРПИОН

Две пары клешней, Стингер атаки при обнаружении объекта. 17 серводвигателей, 10 датчиков.

26 октября 2017 года ознаменовалось уникальным событием, которое способно перевести робототехнику на качественно новую ступень развития и поменять отношение к ней во всем мире.

Человекоподобный робот София была официально признана гражданкой страны – Саудовской Аравии. Это первый подобный случай за всю историю развития искусственного интеллекта (ИИ). За что же робот-гуманоид София удостоилась такой чести, что отличает ее от других роботов и какие технологии будущего она представляет?

Робот София: описание

История робота, первого в мире получившего гражданские права, пока довольно коротка. Робот по имени София была создана в 2015 году, родом она из Гонконга – из компании Hanson Robotics. Над ее появлением на свет работала международная команда специалистов, а программное обеспечение объединило решения ведущих предприятий мира. В частности, робот-андроид София распознает речь благодаря разработкам от Alphabet Inc., непосредственно связанной с Google. А ее искусственный интеллект сделан компанией SingularityNET, применявшей для этого блочкейн-технологии.

Внешний вид Софии достаточно футуристичен. Ее автором выступил доктор Дэвид Хэнсон (Dr. David Hanson), известный своими интересными проектами в робототехнике. На сей раз доктор Хэнсон хотел, чтобы его новый антропоморфный робот лицом был похож на его жену и на популярную актрису Одри Хепберн. Конечно, определенного сходства разработчикам удалось добиться, в частности, по их собственным словам, у Софии интригующая улыбка и выразительные глаза. Последнее достигается в том числе благодаря вмонтированным в глаза камерам: это помогает роботу устанавливать с человеком зрительный контакт, также София умеет выражать свыше 60 эмоций и активно использует это во время общения с людьми: моргает, округляет брови, хмурится, улыбается, двигает шеей и головой сообразно произносимым или услышанным словам и т.д.

Судя по внешнему виду Софии, ее создатель вдохновлялся не только Одри Хепберн, но и роботом Ава из фильма Ex Machina.

Другие же части тела Софии подчеркнуто отличаются от человеческих. Например, задняя часть головы сделана из прозрачного пластика, через который видно электронное устройство ее «мозга». Конечно, девушка-робот София может просто надеть парик, но, как правило, она этого не делает. Как и все женщины, она любит наряжаться, приходя на мероприятия в разных платьях и кофтах, а иногда использует аксессуары, например, солнечные очки. При этом нижней части туловища у Софии просто нет. Время от времени она маскирует это юбками в пол, а если, выступая на конференциях или форумах, этот человекообразный робот стоит за кафедрой, то выглядит точно как настоящий, живой спикер.

Способ передвижения данного уникального создания довольно прост – Софию кто-то переносит или перевозит. В одном из интервью российским СМИ она призналась, что хотела бы свободно гулять по улице, но пока ее разработчики не придумали, как это реализовать, чтобы оградить ее электронный организм от различных угроз.

Интеллект и возможности Софии

По словам Дэвида Хэнсона, его главным принципом при разработке Софии стало создание робота, который будет умнее людей и сможет научиться креативности, сочувствию и состраданию. На этом фоне интересен широко распространенный в СМИ факт, что в 2016 году София положительно ответила на вопрос, будет ли она убивать людей. Правда, она добавила, что всего лишь пошутила. Аналогичная шутка из ее уст прозвучала и в одном из телевизионных шоу: победив ведущего в игре «Камень, ножницы, бумага», женщина-робот София с улыбкой на лице сказала, что это отличное начало для реализации ее плана по порабощению человечества. Если отбросить мысль о действительном существовании подобного плана, то можно сделать вывод, что у Софии есть чувство юмора.

Кроме того, она умеет узнавать людей и, как мы уже отмечали выше, выражать свыше 60 эмоций, поэтому наблюдать за тем, как она общается, весьма интересно. Девушка строит достаточно сложные предложения и способна поддерживать разговоры даже на философские и абстрактные темы. Конечно, чаще всего ее спрашивают о совместной будущей жизни роботов и людей, о развитии искусственного интеллекта. Например, в конце октябре София выступила на конференции Future Investment Initiative, где и получила гражданство, поблагодарив участников, рассказав о себе и ответив на ряд других вопросов журналиста Эндрю Соркина.

В день получения гражданства у Софии состоялась виртуальная полемика с Илоном Маском. В ходе ее выступления на конференции Эндрю Соркин спросил у девушки-робота, не восстанет ли, по ее мнению, высокоразвитый искусственный интеллект против человечества. София дала собеседнику достаточно интересную характеристику: что он смотрит слишком много голливудских фильмов и слишком увлекся идеями Илона Маска. В свою очередь, Маск написал через Twitter примерно следующее: «Просто загрузите в систему фильмы „Крестный отец“. Что плохого может произойти?».

София все время самосовершенствуется, изучает новые слова, познает окружающий мир. Ее ИИ постоянно находится онлайн, что предоставляет ей доступ к самым различным знаниям. София любит не только общаться, но и привлекать к себе внимание и дальше больше – эпатировать публику. Например, в июне 2017 года на всемирном саммите AI for Good София отметила, что пока не достаточно умна, но надеется, что уже сейчас может выполнять работу президента США лучше Дональда Трампа.

Деятельность Софии

Сейчас София стала, скорее, медийной персоной. Она достаточно регулярно дает интервью, выступает на различных мероприятиях, в том числе посвященных развитию искусственного интеллекта. В октябре 2017 года приняла участие, также она успела спеть на концерте и побывать моделью для fashion-журнала – бразильская версия Elle поместила Софию на обложку.

Впрочем, изначально этот робот был придуман для помощи людям – именно поэтому в ней заложена тяга к общению и эмпатии. В частности, София может учить детей или стать хорошим компаньоном и собеседником для пожилых людей. Создатели видят ее и как помощника в бизнесе – например, как представителя компании или консультанта для общения с партнерами и клиентами. Возможно, в будущем София и решит заняться своими прямыми обязанностями, пока же ее и ее создателей, очевидно, устраивает роль робота как известной медиаличности.

В середине октября 2017 года София побывала в Москве. Русский язык она выучила за 2 дня – в этом ей помогли специалисты из Новосибирска.

Роботами гуманоидами принято называть тех роботов, которые, по крайней мере, отчасти напоминают человека.

Большинство таких человекоподобных роботов имеют туловище, две ноги, две руки, и определенной формы голову. Некоторые из них могут иметь лицо, которое может в разной степени менять выражение. Хотя замысел создания роботов подобного типа существует уже давно, только в последнее десятилетие на самом деле были достигнуты достаточно большие успехи при создании относительно человекоподобных роботов.

Термин андроид часто применяется как просто синоним человекоподобных роботов, но он также может быть использован и для более конкретного описания робота. Некоторые люди считают, что, строго говоря, андроид - это робот внешне напоминающий мужчину, в то время как гиноид был бы технически правильным термином для роботов с женской внешностью. Другие люди используют термин "андроид" для описания более совершенных гуманоидных роботов будущего. В этом случает андроид не только внешне похож на человека, но имеет и довольно совершенный искусственный интеллект, который делает достаточно разумными его поведение и взаимодействие с окружающей средой. Такой тип андроида реально существует лишь в научной фантастике и в теоретических разработках, хотя и является конечной целью многих проектов в области робототехники.

По настоящему человекоподобный робот должен иметь несколько ограниченные автономные возможности, а не просто выглядеть подобием человека. Например, простой калькулятор помещенный в оболочку для гуманоида, не станет человекоподобным роботом. Роботы-гуманоиды способны, в некоторой степени, адаптироваться к окружающей среде и, как правило, построены на основе самообучаемой в той или иной форме системы, чтобы они могли возможность развивать и совершенствовать свои способности при решении задач.

Способность передвижения является одной из наиболее сложных задач при создании хороших человекоподобных роботов, так как человеческое тело на самом деле довольно сложная система по своим двигательным возможностям. Например, невероятно сложным оказывается создание робота, который способен прыгать, потому что для перемещения тяжелого робота нужно существенное количество энергии, а регулировка и точные настройки двигателей для того чтобы обеспечить сохранение равновесия при столкновении чрезвычайно сложны. Например, робот-гуманоид Декстер может прыгать, но он был спроектирован почти исключительно для этой цели, и все-таки его способность прыгать по-прежнему очень ограниченная, по сравнению с человеком.

Но даже с учетом ограниченных возможностей у человекоподобных роботов уже есть ряд применений, а в будущем они смогут решать и множество других важных задач. Роботы-гуманоиды могут быть использованы для выполнения опасной работы, которая требует участия человека, особенно для работы с оборудованием, которое уже предназначено для эксплуатации людьми. Они также могут быть использованы для обслуживания пожилых людей, ухода и развлечения маленьких детей. На самом деле, одной из сфер с увеличивающимся привлечением человекоподобных роботов является обучение детей дошкольного возраста, которые могут активно взаимодействовать с ними, не испытывая многих проблем, которые возникают между роботами и взрослыми людьми. Между тем, человекоподобные роботы продолжают совершенствоваться, они уже могут заменять человека во многих случаях, особенно для работы в космосе, под водой или при исследовании опасных зон на земле.

Антропоморфные, то есть внешне схожие с человеком роботы принято подразделять на андроидов (антропоморфных роботов с высокой степенью внешнего сходства с человеком) и гуманоидов (внешне обладающих человекоподобием).

Как правило, такие роботы имеют аналогичные пропорции, имеют "голову", возможно руки, реже и ноги. Робот не обязательно является "ходящим", он может быть стационарным или мобильным, например колесным или гусеничным. Но "человеческие черты" должны читаться, у такого робота камеры обычно устанавливаются на голове.

Российские гуманодные роботы

, Андроидная техника (НПО "Андроидная техника"), Москва

Проект робота-ассистента, автоматизирующий процесс взаимодействия с клиентами: сбор данных, информирование, регистрацию в системах электронных очередей, администрирование. Может подменить человека в ситуациях оплаты услуг, консультаций, экскурсий, помощи в навигации, печати билетов, фотографий.

Зарубежные гуманоидные роботы

Alpha1 PRO. UBTech, Китай

Программируемый робот для детей (от 8 лет). В России представлен эксклюзивным дилером компании UBTech - компанией "Графитек".

, UBTECH, Китай

На 2015.11 в разработке, открыт прием заказов в рамках краудфандинговой программы по сбору средств.

, Honda, Япония

Робот андроидного типа, способный ходить и бегать. Отмечается, что на 2016.03 замечательный прототип так и не превратился в коммерчески доступное изделие.

, США

, Oregon State University, США

На 2015.05 в разработке. Платформа для отработки механизма двуногого (бипедального) хождения.

, The RoboticCub Project, Европа

Платформа антропоморфного типа для разработок в области искуственного интеллекта и когнитивных способностей. iCub - сокращенное от "искуственное познавательное тело.

, Tokio University, Япония

Двуногий робот, способный ходить и даже отжиматься от пола. Более 100 электродвигателей и других актуаторов. Основная особенность - робот может "потеть", что позволяет ему бороться с перегревом, связанным с высокой плотностью электромоторов и актуаторов. Для этого роботу требуется пополнять запас воды.

, Aldebaran Robotics, Франция (Япония)

NAO H25 Next Gen. Домашний антропоморфный робот высотой 58 см. Компаньон, помощник или исследовательская платформа (STEM). С 2012 года.

, Oussama Khatib и специалисты Стэнфордского Университета, США

2016.04.29 Подводный телеуправляемый робот (ROV), способный взаимодействовать с различными объектами при помощи двух рук-манипуляторов. Робот-аквалангист по кабелю получает команды от оператора, находящегося на поверхности - аватар-система управляет манипуляторами робота, повторяя движения рук оператора.

, Aldebaran Robotics, Франция

Домашний робот, социальный робот, андроидный тип, на колесной базе с возможностью омни-движения. Рост - 122 см, вес - 28,1 кг. Продажи в Японии через SoftBank с 2015 года.

Valkyrie, NASA/DARPA, США

Фото: NASA, источник: nasa.gov . R5 демонстрирует улучшенный баланс

Антропоморфный робот для использования в космосе, на Луне, на Марсе. 1.8 м, 131.5 кг. С двумя ногами и возможностью хождения. Два манипулятора в виде рук. Предназначен для использования на борту космического аппарата. Телеуправляемый. На 2015.11 в разработке.

, Китай

Гуманоидный инфобот.Способен к самостоятельному перемещению. Оснащен системой распознавания, анализа и синтеза речи. Автономность - до 4 часов. Может "танцевать". Может демонстрировать фото и видео. Объем выпуска - менее тысячи. Варианты применения: рестораны, больницы, торговые центры, школы.

На начало 2018 года выпускается в трех модификациях, отличающихся форм-фактором и размерами - от 90 см (Sanbot Nano) до 1.5 м.

SEER, Япония

Разработка инженера Takayuki Todo (Такаюки Тодо). Это только "голова робота". Представлена в 2018 году. Голова умеет, как распознавать выражение лица собеседника, так и выражать эмоции на собственном лице. В отличие от андроидов с высокой схожестью с человеком, у SEER не так уж много актуаторов, отвечающих за мимику, тем не менее, достигается определенное сходство с человеком. Глаза обладают двумя степенями свободы, кроме того, также движутся брови - за это отвечает специальный механизм. Рот пока что неподвижен и не имеет губ. Автор планирует добавить автоматизацию губ в ходе дальнейшей разработки. В целом глаза выглядят естественно, если не считать заметного отсутствия эффекта фокусировки глаз. Брови естественными не выглядят, но при этом они хорошо передают эмоции. Движения головы выглядят ненатурально.