Роботы и искусственный интеллект

Создатели описывают робота как «произведение искусства». Его ловкость практически сопоставима с человеческой. Также он использует средства и интерфейсы, которые работают на МКС, в том числе и во время выходов в открытый космос. Это позволит внедрить робота в систему станции без затруднений. Первоначально «Робонавт 2» должен был остаться на Земле, но создатели хотели проверить, как он будет исполнять свои задачи в условиях невесомости.

«Этот проект несет в себе надежду, что в будущем роботы, как в космосе, так и на Земле, будут помогать человеку не как замена, а как помощник, выполняющий ключевые задачи. Соединение потенциала роботов и людей – это прекрасный пример того случая, когда сумма больше, чем все входящие в нее части. Несомненно, это позволит нам добиться нам таких результатов, о которых сегодня мы не можем и мечать», – рассказал о проекте Джон Олсон (John Olson), директор подразделения НАСА по интеграции исследовательских систем (NASA Exploration Systems Integration Office).

Напомним, что в 2008 году на МКС уже был установлен канадский робот-манипулятор «Декстр» (Dextre). Его особенность заключается в том, что им можно управлять как с борта МКС, так и с Земли. Он сможет выполнять различные операции на внешней поверхности станции, что должно сократить число выходов астронавтов в открытый космос.

«Вокруг света» рассказывал, что стратегический штаб развития космических программ Японии (Strategic Headquarters for Space Development) предложил начать освоение Луны с помощью роботов. Предположительно, Япония сможет запустить управляемый с Земли аппарат к 2020 году, а спустя еще пять-десять лет, в 2025-2030 годах, на Луну может отправиться первый японский астронавт.

В деморолике на сайте газеты Nao показывает счастье, грусть, испуг и другие эмоции. Ученые утверждают, что робот способен самостоятельно создавать и показывать новые виды чувств. Встроенные видеокамеры позволяют Nao реагировать на действия людей и касания. Так, в ответ на похвалу он может показать, что счастлив. Более того, Nao может менять несколько настроений и, в зависимости от этого, свою реакцию на внешние раздражители.

В будущем, по мнению разработчиков Nao, роботы станут личными помощниками людей. Для успешной работы им понадобится возможность эмоционального взаимодействия с хозяевами. Считается, что такие роботы, в частности, пригодятся в качестве напарников в играх с детьми-аутистами.

Археологи до сих пор не знают, куда ведут две неисследованные вентиляционные шахты, обнаруженные в гробнице египетской царицы, постройка которой датируется 2560 годом до нашей эры. Возможно, дистанционно управляемый робот сможет ответить на этот вопрос, однако для этого ему придется преодолеть извилистый туннель, диаметром чуть более двух с половиной сантиметров и просверлить отверстие в секретной двери, расположенной в конце шахты.

В работе над проектом принимают британские инженеры из Университета Лидса, представители египетского министерства культуры и интернациональная команда робототехников из разных стран мира. Робот-археолог назван в честь египетского волшебника, с которым фараон Хуфу обсуждал планировку будущей пирамиды.

Ученые уже пытались разгадать тайну пирамиды. В 1992 году в одну из вентиляционных шахт был отправлен робот по имени Upuaut 2, который обнаружил, что вентиляционная шахта перекрывается дверью из известняка с двумя медными ручками. Десять лет спустя исследователи смогли пробиться сквозь препятствие и обнаружили еще одну дверь, расположенную всего в 20 сантиметрах от первой. «Вторая дверь не похожа на первую», - объясняет Захи Хавасс (Zahi Hawass), египетский археолог и руководитель проекта Djedi, - «Похоже, что эта каменная плита закрывает проход в неизвестное помещение, а ее поверхность покрыта трещинами».

Робот Djedi оснащен миниатюрной ультразвуковой установкой, которая используется для прослушивания каменных стен с целью оценки их толщины и состояния. При необходимости робот может использовать встроенную дрель для преодоления возникших преград. Высокоточный компас и уклономер помогут электронному «Индиане Джонсу» превосходно ориентироваться в пространстве. А операторы смогут наблюдать за происходящим «от первого лица» благодаря установленным на борту осветительным приборам и специальной камере, способной заглядывать за углы.

Возможно, ученые получат ответы на интересующие их вопросы уже к концу этого года.

Компания Gostai объявила об открытии под лицензией AGPLv3 платформы Urbi  для формирования программной начинки роботов или сложных автоматизированных систем. Urbi нацелена на помощь разработчикам ПО в упрощении процесса разработки и обеспечении совместимости программ с различными типами роботов. Платформа написана на языке C++ и может работать поверх Linux и Windows. Urbi из коробки совместима с роботами, производства таких компаний, как Nao, Aibo, Segway RMP, Spykee и Lego Mindstorm.

Платформа позволяет создавать драйверы и компоненты, предназначенные для сопряжения с двигателями, сенсорами и просто реализующие определенные алгоритмы поведения робота, на языке С++ в виде объектов UObject, которые могут быть вызваны из urbi-скриптов. На сайте проекта представлена подборка свободных UObject-модулей, например, представлены модули для распознавания лиц и цветов, поддержки ALSA, jpeg и mp3. Для организации высокоуровневой программной логики и для сопряжения UObject-компонентов используется специализированный скриптовый язык urbiscript, похожий на Python и LUA, но поддерживающий параллельное выполнение операций и программирование на основе событийной модели, позволяя одновременно обрабатывать события, связанные с работой множества датчиков.

Компания Gostai также продолжает развитие коммерческой версии Urbi, которая отличается поддержкой ряда специализированных операционных систем реального времени, реализацией стандарта RTC (Robotic Technology Components) и возможностью использования в закрытых проектах.

Робот снабжён большой конвейерной лентой, покрытой сеткой из наноткани многоразового использования, поглощающей. Попадая внутрь устройства, сетка разогревается, в результате чего нефть отделяется и после этого сжигается.

Аппарат, составляющий 5 метров в длину и 2 метра в ширину, достаточно мал для работы в устье реки и на мелководье, но заняться и крупными пятнами. Seaswarm питается солнечным светом, для работы ему требуется всего 100 Вт. Он может несколько недель находиться в автономном плавании без технического обслуживания.

Руководитель группы разработчиков Карло Ратти считает, что флотилии из 5 тысяч роботов хватило бы месяца на очистку всего Мексиканского залива. Устройства могут общаться друг с другом и координировать свои действия посредством Wi-Fi и GPS.

Наноткань, созданная Франческо Стеллаччи (тоже МТИ) и описанная в 2008 году, способна усвоить такое количество нефти, которое превышает её собственную массу в 20 раз. Внешним видом она похожа на бумагу и действует точно так же, как бумажное полотенце. Сетка состоит из тончайшей проволоки (оксид марганца, легированный калием), что позволяет ей поглощать только гидрофобные жидкости и отталкивать воду.

Расчётная стоимость одного робота не определена. Пока устройство тестировалось только в реке Чарльз в штате Массачусетс.

Столь говорящее имя «дядя Сэм» получил благодаря своей уникальной расцветке. Подвижные сегменты, из которых состоит тело робота, окрашены в цвета американского флага – красный, белый и синий. Как видно во впечатляющем демонстрационном видеоролике, устройство достаточно быстро и уверенно перемещается в горизонтальной плоскости. А совсем недавно робот научился взбираться на столбы и стволы деревьев. Для этого электромеханический змей обвивается вокруг дерева и шеста и перекатывается по его поверхности.

В ходе разработки исследователи из Carnegie Mellon подвергли тщательному анализу специфические движения, с помощью которых живая змея перемещается в пространстве и обучили этим нехитрым трюкам свое творение. Кстати, в отличие от многих других роботов, создатели которых вдохновлялись находками живой природы, Uncle Sam состоит из набора одинаковых сегментов. Такой подход предельно упрощает сборку устройства и позволяет конструировать «робо-змеев» разной длины.

Это умение не обязательно должно пригодиться; робот, скорее всего, не будет наделяться им для выполнения каких-то специальных задач. «И всё же это важный инструмент в его интерактивном арсенале, потому что робот, который понимает необходимость хитрости, имеет преимущество с точки зрения конечного результата по сравнению с роботами, не имеющими представления об этом», — подчёркивает соавтор исследования Алан Вагнер.

В будущем подобные машины могут оказаться полезными в самых разных сферах. Например, при спасении паникующей жертвы. Но в данном случае учёные сконцентрировались на том, чтобы научить подопечного прятаться от противника. Во-первых, робот должен распознавать ситуации, в которых имело бы смысл применить хитрость. Ситуация должна удовлетворять двум главным условиям: конфликт между роботами и наличие выгоды для одного из них, если он будет хитрить.

Учёные установили на полу маркеры, которые вели к трём местам, где можно было прятаться. Когда робот понимал, что возникли обстоятельства, при которых надо обмануть соперника, он сбивал маркер, ведущий в одно убежище, а сам прятался в другом. Только в пяти случаях из двадцати он не смог сообразить, как обмануть соперника.

Создание машин, понимающих ценность лжи в определённых условиях, — весьма смелый вызов человеческой цивилизации, который она опять делает сама себе. Безусловно, разработка подобных роботов требует дискуссии об этической стороне дела.

Результаты исследования опубликованы в издании International Journal of Social Robotics.

Подготовлено по материалам Технологического института Джорджии.

Полученная система оказалась способна регистрировать давление от 0 до 15 килопаскалей. По словам исследователей, примерно такие уровни давления испытывает человеческая кожа при печатании на компьютере или удерживании небольшого объекта.

По словам ученых, их технология имеет ряд преимуществ по сравнению с существующими аналогами. Так, например, большинство "искусственных кож" делается из органических материалов, которым для работы требуется высокое напряжение. "Кожа" ученых из Калифорнии работает при напряжении всего в 5 вольт. Кроме этого органические материалы оказываются недостаточно прочными, в то время как "кожа" с наноштырями выдерживает до 2000 изгибаний без потери чувствительности.

Ученые надеются, что новая технология пригодится для создания чувствительных манипуляторов, способных оперировать в том числе и хрупкими предметами. Также новая "кожа" может помочь в создании высокотехнологичных протезов.

Работы по SMAVNET ведутся уже несколько лет в Федеральной политехнической школе Лозанны (Швейцария). Здесь полагаются на лёгкие беспилотные летательные аппараты, которые, взаимодействуя друг с другом, способны в считанные минуты организовать радиосвязь между двумя точками.

Летающие роботы полагаются на позаимствованные у муравьёв хитроумные алгоритмы и действуют совершенно самостоятельно в пределах "роя". Человек при этом управляет всем "роем" в целом при помощи ноутбука со специальным софтом.

Каждый беспилотник сделан из пенополипропилена и весит 420 грамм при размахе крыльев в 80 см. Он оборудован электромотором и парой элевонов, благодаря которым он способен летать. Автопилот умеет регулировать высоту, скорость полёта и частоту вращения, полагаясь на данные гироскопа и двух датчиков давления.

Связь обеспечивают обычные USB WiFi-адаптеры, а питание — литий-полимерные аккумуляторы, которых хватает примерно на полчаса полёта. Дополнительное оборудование — GPS-модули и передатчики стандарта ZigBee — необходимо для ведения записей о траекториях полёта роботов.

В августе швейцарские исследователи провели успешный запуск роя из десяти роботов на открытом воздухе, о чём свидетельствует видеоролик, выложенный в этом месяце на YouTube. Подобное человеку удалось сделать впервые.

«Возможности интернет-мессенджеров и существующих систем для организации видео-конференций существенно ограничены. Отсутствие непосредственного контакта и невозможность наблюдения за языком телодвижения собеседника не позволяет воспринимать его как реальную персону, - объясняет профессор Хироши Ишигуро (Hiroshi Ishiguro), изобретатель телекоммуникационного бота, - Лишь устройства подобные Telenoid R1 способны обеспечить необходимую привязку к реальному миру и помогут участнику конференции в полной мере ощутить присутствие другого человека».

Система, сконструированная профессором Ишигура, использует веб-камеру с датчиком движения для захвата голоса, выражения лица и движений головы каждого из собеседников. Собранная информация по широкополосному интернет-каналу передается электронному «аватару», который аккуратно, хотя и довольно схематично, воспроизводит характерные жесты.

Telenoid R1, наделеный парой реалистично выглядящих глаз, которые взирают на пользователя с гладкого пластикового лица, выглядит необычно и даже слегка жутковато. Впрочем, минималистичный дизайн «теленоида» является сознательным выбором. Робототехники намеренно лишили свое детище любых признаков индивидуальности для того, чтобы пользователи смогли сделать это с помощью собственного воображения.

Система обойдется заинтересованным организациям приблизительно в 3000 долларов. Несмотря на достаточно высокую стоимость, Ишигуро и его коллеги убеждены в исключительной рентабельности предлагаемого решения, ведь робот позволит сотрудникам (в число которых входят переводчики-синхронисты, специалисты по продажам, преподаватели и др.) присутствовать в нескольких местах одновременно.

Группа робототехников из Osaka University также трудится над созданием миниатюрной версии Telenoid, которая носит имя Elfoid и предназначена для повышения реалистичности мобильных коммуникаций.

Джон Моррелл (John Morrell) из Yale School of Engineering and Applied Sciences - типичный инженер, вынужденный проводить за компьютерным столом большую часть своего рабочего времени. Логичным результатом сидячего образа жизни стало повреждение межпозвоночных дисков, обеспечивающих гибкость спины. Однако даже после многочисленных визитов к врачу Джон Моррелл не смог заставить себя соблюдать правильную позу во время работы за компьютером. В конечном итоге ему пришлось прибегнуть к использованию современных технологий.

Джон Моррелл и один из его студентов по имени Янг Жен (Ying Zheng) модифицировали стандартное кресло Aeron (розничная цена 850 долларов) с помощью набора общедоступных электронных компонентов на сумму 70 долларов, включая шесть чувствительных датчиков.

Принцип действия усовершенствованного предмета мебели достаточно прост. С помощью электроники кресло следит за осанкой седока и регистрирует любые отклонения от правильной позы, рекомендованной специалистами из Национального института профессиональной техники безопасности и охраны здоровья, в которой позвоночник принимает строго вертикальное положение. При обнаружении отклонений кресло начинает вибрировать, напоминая о необходимости принятия правильного положения.

В настоящий момент профессор и студент продолжают работу над своим проектом. Они планируют внести ряд изменений в конструкцию кресла и собираются сделать его более удобным для повседневного использования.