Биоподобные роботы
Пройдя собеседование летом 2012 года, осенью я был уже студентом-магистрантом французского университета Сержи-Понтуаз Université de Cergy-Pontoise. Попав на специальность SIC (Systemes Intelligents et communicants) – интеллектуальные и взаимодействующие системы - и лично в руки проф. Филиппа Госье, я прослушал и надеюсь успешно сдал следующие модули (на французском, естественно):
- Architectures des systemes intelligents – Архитектуры интеллектуальных систем (проф. Ф. Госье),
- Intelligence artificielle – Искусственный интеллект (проф. Ф. Госье, проф. Матиас Куа),
- Apprentissage et adaptation – Обучение и адаптация (проф. Ф. Госье),
- Robotique et commande bio-inspiree – Биоинспирированные робототехника и управление (доц. Патрик Энафф),
- Vision naturelle et artificielle – Биологическое и искусственное зрение (проф. Ф. Госье, доц. Л. Хафмейстер).
На этой специальности к материалам курсов особый подход - практически в каждом из них мы рассматривали нейросети и проводили параллели между искусственными системами и их биологическими аналогами.
В своем индивидуальном разделе я приведу известные примеры реализации биоподобного передвижения роботов.
Механизмы передвижения живых организмов, доведенные до совершенства миллионами лет эволюции либо высшим инженерно-дизайнерским разумом, являются одновременно и эффективными, и изящными, и надежными. По сравнению с ними любое творение человека выглядит довольно примитивным. Но стремление к перфектным решеням, которым обладает человеческая изобретательность, уменьшает функциональную и эстетическую пропасть между искусственными и живыми системами, хотя бы даже визуально.
Ниже представлены существующие примеры из области биоинспирированной робототехники или робототехники, вдохновленной живыми организмами.
Роботы, вдохновленные животными
Исследователи в области робототехники все чаще обращаются к природе за вдохновением. На видео вы увидите робота-саламандру, робота-водомерку, механических тараканов и самонастраивающихся роботов.
Видео: http://www.youtube.com/watch?v=Tq8Yw19bn7Q
Источник: Taking inspiration from Nature, автор Sandrine Ceurstemont
Кадры предоставлены следующими универистетами: University of Essex, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Carnegie Mellon University, ULB-EPFL, Tokyo Institute of Technology, National Institute of Advanced Science and Technology (AIST).
Киборги-насекомые
Взгляните на примеры киборгов-насекомых, разрабатываемых в настоящее время, и робота, управляемого бабочкой.
Видео: http://www.youtube.com/watch?v=dSCLBG9KeX4
Источник: The cyborg animal spies hatching in the lab, автор Jessica Marshall
Робот с крысиным мозгом
Этот робот избегает препятствий благодаря совокупности клеток мозга крысы.
Видео: http://www.youtube.com/watch?v=1-0eZytv6Qk
Источник: Rise of the rat-brained robots , автор Paul Marks
The Atrax – робот-паук
Робот Atrax является был вдохновлен австралийским пауком Atrax robustus. Для предвижения робот использует 27 сервоприводов, установленых следующим образом: 24 для ног, 2 для клыков и 1 для живота.
Благодаря похожей морфологии, разработчики воплотили следущие три шаблона передвижения:
- скорпион,
- тарантула,
- а также, метахрональный, общий для бегущих пауков, клещей, омаров и крабов.
Видео: http://www.youtube.com/watch?v=2IAZpuwhqew
Источник: http://www.razorrobotics.com/knowledge/?title=Australian_funnel-web_spider
Робот-скорпион
Алгоритм поведения робота-скорпиона:
- Робот будет спать, когда вы впервые включите его.
- Робот проснется, когда вы хлопнете в ладоши.
- Если вы хлопнене два раза когда робот не спит, он убежит.
- Когда вы поднесете руку близко к роботу, он поднимет жало и будет угрожать вам.
- Если вы приблизитесь слишком близко, он будет атаковать.
Видео: http://www.youtube.com/watch?v=k7Ttde1Qf-g
Источник: http://support.robotis.com/en/product/bioloid/premiumkit/download/bio_prm_advance_apps.htm
Карабкающийся робот
Робот, названный капуцином, карабкается по вертикальным стенам с помощью четырех конечностей, с помощью которых робот может менять свой центр тяжести, чтобы удерживаться в равновесии.
Видео: http://www.youtube.com/watch?v=JzHasc4Vhm8
Источник: Climbing robot throws its weight around, автор Phil McKenna
Кадры предоставлены Teresa Miller из Стэнфордского унверситета и Dennis Hong из Virginia Tech
Большой пёс от Boston Dynamics
BigDog — четырёхногий робот с адаптивным управлением, созданный в 2005 году фирмой Boston Dynamics совместно с Foster-Miller, Лабораторией реактивного движения (NASA) и Harvard University Concord Field Station. Проект BigDog финансируется DARPA с надеждой на то, что он сможет переносить снаряжение и помогать солдатам на территории, где не способен передвигаться обычный транспорт. Вместо колёс и гусениц BigDog использует четыре ноги. В ногах находится большое количество разнообразных сенсоров. Также у BigDog имеется лазерный гироскоп и система бинокулярного зрения.
В настоящее время робот способен передвигаться по труднопроходимой местности со скоростью 6,4 км в час, перевозить 154 кг груза и подниматься на 35 градусную наклонную плоскость. Его передвижение контролирует компьютерная система, которая получает данные от различных сенсоров. Навигация и равновесие также управляются этой системой.
Видео: http://www.youtube.com/watch?v=W1czBcnX1Ww
Источник: Big Dog