Роботы и искусственный интеллект

Компании-разработчики говорят, что пока их модель находится на стадии экспериментального прототипа, законченные модели можно также будет снабдить солнечными батареями для еще большей энергонезависимости разработки.

Двигатель, также выполняющий роль генератора, был разработан в компании Cyclone Power, где рассказали, что их разработка представляет собой нечто среднее между паровым и бензиновым двигателем. Но в отличие от первого и второго здесь в качестве топлива можно использовать более разнообразное сырье.

Для поиска сырья разработка оснащена специальным программным обеспечением и набором сенсоров, реагирующих на наличие подходящих источников энергии.

На сегодня биомасса — шестой по запасам из доступных на настоящий момент источников энергии после горючих сланцев, урана, угля, нефти и природного газа. Приближённо полная биологическая масса земли оценивается в 1,88 трлн. тонн. Основная часть топливной биомассы (до 80%), это прежде всего древесина, употребляется для обогрева жилищ и приготовления пищи в развивающихся странах. Кроме того, биомасса — пятый по производительности возобновляемый источник энергии после прямой солнечной, ветровой, гидро и геотермальной энергии.

Ежегодно на земле образуется около 170 млрд т. первичной биологической массы и приблизительно тот же объём разрушается.

Экологи отмечают, что биомасса также является крупнейшим по использованию в мировом хозяйстве возобновляемым ресурсом (более 500 млн т.у.т./год).

По словам Комбета, целью конкурса является привлечение передовых научных решений со всего мира для создания машины, способной выполнять задачи в городских условиях в интересах коалиционных сил. "В то время как дистанционно управляемые роботы уже используются в боевых условиях, мы нуждаемся в разумной, обладающей искусственным интеллектом и полностью автономной системе, которая будет способна превзойти человека в выполнении задач разведки и наблюдения", - подчеркнул он.

Конечной задачей проекта является повышение безопасности военных, поскольку новый робот, по словам замминистра обороны Австралии, должен будет взять на себя всю "грязную и опасную работу". Предложенные на конкурс машины должны обладать способностью независимо от человека координировать свою деятельность и выполнять задачи в изменяющихся условиях боевых действий в городе. В частности, идентифицировать, отслеживать и нейтрализовывать потенциальные угрозы.

Первые пять претендентов, которые будут отобраны организаторами в ноябре 2010 года, получат по 100 тысяч долларов США на разработку прототипов боевых роботов. После их демонстрации три финалиста получат по 750, 250 и 100 тысяч долларов соответственно на продолжение исследований. Они также смогут рассчитывать на финансирование в рамках американской программы Joint Concept Technology Demonstrator (JCTD). В перспективе роботов планируется довести до уровня пригодности к эксплуатации.

Европейский робот будет оснащен встроенной навигационной системой и современным компьютерным оборудованием. Оно позволит SAM-UGV работать как в режиме дистанционного управления, так и полуавтономно, выполняя различные задачи в боевых условиях. Машина должна действовать на расстоянии до 400 километров и работать беспрерывно до 24 часов.

Cогласно условиям проекта, новый робот должен будет проводить разведывательные операции в регионах, пораженных химическим, биологическим и ядерным оружием, а также заниматься поиском самодельных взрывных устройств. Помимо спутникового навигационного оборудования, SAM-UGV будет оснащен трехмерным лазерным радаром, камерой и ультразвуковыми датчиками, которые позволят ему реагировать на окружающую обстановку и избегать препятствий.

Как уточняет DefPro, новая машина ориентирована на нынешние и перспективные военные сценарии, предусматривающие выполнение задач вне регионов, где ведутся открытые боевые действия. К таким можно отнести операции в Ираке и Афганистане, в которых участвуют европейские военнослужащие.

По словам президента Robotic Technology Боба Финкельштейна (Bob Finkelstein), машина будет запрограммирована таким образом, что сможет распознавать специфические виды топлива и избегать других. "Если этого нет в меню, он не будет есть это", - пояснил Финкельштейн.

В связи с появлением в СМИ слухов о том, что EATR сможет употреблять в качестве источников энергии человеческие останки, компания-разработчик распространила заявление в котором пояснила, что он будет работать на топливе, которое "не страшнее хвороста, травы и древесной стружки".

В тоже время, как подчеркивает Robotic Technology, надругательство над человеческими останками является военным преступлением согласно статье 15 Женевской конвенции. Создание подобной машины не могло быть санкционировано военным ведомством США, а также разработчиком робота и его двигателя, утверждает производитель.

Ссылки по теме
- Biomass-Eating Military Robot Is a Vegetarian, Company Says - Fox News,
foxnews.com/story/0,2933,533382,00.html
Сайты по теме
- Robotic Technology
robotictechnologyinc.com/

Руководитель проекта Рёхей Канзаки (Ryohei Kanzaki), профессор Токийского университета, посвятивший более тридцати лет изучению мозга насекомых, считает, что открытия, сделанные им и его коллегами, окажутся полезными и в других областях. Профессор уверен, что проводимые исследования позволят понять принципы функционирования человеческого мозга, а также упростят восстановление связей между отдельными участками, которые были утеряны в результате заболевания или несчастного случая. Впрочем, до того как это произойдет, ученым необходимо досконально изучить мозг менее сложных представителей живой природы.

Мозг насекомого, несмотря на свои микроскопические размеры, позволяет существам выполнять достаточно сложные маневры и фигуры высшего пилотажа, таким образом, представляя собой превосходный образец «природного софта», до блеска отполированного сотнями миллионов лет эволюции. Кроме того, он дополнен уникальными органами восприятия. К примеру, самец шелкопряда может по запаху обнаруживать самку на расстоянии свыше одной мили.

«Представьте себе мозг в виде своеобразного «паззла». Мы сможем собрать картинку целиком лишь в том случае, если определим форму каждого фрагмента и изучим порядок размещения этих кусочков» - объясняет профессор Канзаки.

Исследовательской группе, возглавляемой профессором, удалось добиться значительных успехов в своей работе. В том числе ученые смогли, создать генетически модифицированного шелкопряда, способного реагировать на свет, вместо запаха, а также узнавать представителей других мотыльков. Японские исследователи заявляют, что продолжив работу в данном направлении, в итоге они смогут сконструировать робота-жука, способного на большом расстоянии обнаруживать тайники с наркотиками, людей, погребенных под обломками или скопления токсичных газов.

В другом эксперименте, живой шелкопряд был зафиксирован на движущейся платформе, напоминающей игрушечный автомобиль. Жук оказался приклеенным к неподвижной раме, однако его лапки оставались свободными и могли свободно касаться специального управляющего ролика. Стимулируя насекомое с помощью запаха самки, исследователи учили подопытного по приказу изменять направление своего движения. Согласно результатам отчета, шелкопряд смог достаточно быстро освоить навыки вождения и на поздних этапах эксперимента вполне осознанно смещал центр тяжести в нужную сторону для выполнения поворота.

Но изюминка машины даже не в этом. Excalibur — это гибридный аппарат, сочетающий реактивную тягу с подъёмными воздушными винтами, работающими от аккумуляторных батарей. Всего их три. Один винт (вернее, многолопастный вентилятор) спрятан в носу аппарата, а два других выдвигаются из концов крыльев. Вместе эти четыре двигателя обеспечивают вертикальные взлёт и посадку такого гибрида, а также зависание в случае необходимости.




Основной режим полёта Excalibur (с целью разведки, транспортировки боеприпасов или медикаментов, или, наконец, удара по наземной цели) — традиционный самолётный. При этом подъёмный вентилятор в носу выключается, а задние, для снижения сопротивления воздуха, так и вовсе прячутся в недра крыльев.

Первый полёт робота состоялся 24 июня 2009 года, но компания опубликовала пресс-релиз (aurora.aero/Communications/Item.aspx?id=apr-240) лишь 20 июля. Американцы сообщают, что нынешний аппарат — прототип "половинного масштаба". А вооружение, по идее, появится на одном из последующих более крупных образцов.




Команды Excalibur получает с портативной переносной наземной станции, при этом бортовая электроника самолёта берёт на себя управление движением машины полностью: человек-оператор лишь указывает общий курс или намечает цель для удара и сосредотачивается на выполнении задачи миссии (поиске определённых объектов и так далее).

Идея постройки беспилотных летательных аппаратов самых разных схем, способных нести вооружение (огнестрельное, а также ракеты или бомбы) давно реализована в металле и проверена в деле. И не раз. Достаточно вспомнить ударный самолёт X-45A и вертолёты Fire Scout, Hummingbird и AutoCopter.




Но Excalibur специалисты сравнивают в первую очередь с хорошо известным беспилотным самолётом-разведчиком Predator, способным нести две противотанковые (а строго говоря, универсальные) ракеты Hellfire. (Правда, сравнение не вполне корректное, ведь Predator — винтовой самолёт, а Excalibur — реактивный.)

В отличие от упомянутых выше машин, стрелявших по мишеням на полигоне, Predator не раз использовался в ходе боевых операций в Афганистане, Пакистане, Боснии, Сербии, Ираке и Йемене, в том числе — с запуском ракет по реальным целям.

Так вот, Excalibur должен затмить "Хищника" по всем статьям. Predator взлетает с разбегом по обычной полосе, Excalibur — поднимается вертикально. Predator способен развить максимум 217 километров в час, тогда как Excalibur (в его финальном воплощении) должен будет достичь 740 км/ч!

Более того, Predator несёт, как уже было сказано, две ракеты Hellfire, а Excalibur возьмёт на борт сразу четыре такие же ракеты. Помножьте это на возможность зависания на месте, способность к экономичному длительному вояжу на медленной скорости и молниеносному броску к заданной точке. Боевое применение столь опасной машины может быть чрезвычайно эффективным.




Вот цифры для сравнения. Long War Journal сообщает, что применение "Хищников" для атак наземных целей в Пакистане в последние месяцы идёт по нарастающей. Американцы вовсю сражаются с "Аль-Каидой" и "Талибаном" (увы, при этом гибнут и гражданские лица).

По информации журнала, в 2008 году самолёты Predator в ходе боевых вылетов в Пакистане убили 316 человек. А в нынешнем — уже 365 (и боевиков, и ни в чём не повинных людей).




Сроки дальнейшего развития проекта — не вполне ясны. Хотя создавался Excalibur для американских военных, средства на постройку первого прототипа изыскала сама компания. Чтобы изготовить последующие модификации, потребуется найти финансирование.

Нынешний Excalibur ещё будет тестироваться, но на все задуманные авторами проекта "трюки" он пока не способен. Так, у него ещё не убираются крыльевые вентиляторы, как предусмотрено планом, шасси также пока неубираемое, и реактивный двигатель ещё не поворачивается. Все эти элементы должны появиться в следующем образце.

В нынешнем году Aurora Flight Sciences отпраздновала своё 20-летие. Но её историю фактически следовало бы вести с 1988 года. Тогда будущий основатель "Авроры" Джон Лэнгфорд (John Langford), работая в знаменитом Массачусетском технологическом институте (MIT), возглавил команду, создавшую рекордный самолёт на мускульной тяге Daedalus 88. На нём был совершён уникальный перелёт с Крита на Санторин.




С тех пор компания построила немало экспериментальных летательных аппаратов, а также много раз помогала другим компаниям в создании и тестировании ряда машин.

С 1990-х годов Aurora принимает участие в выпуске большого беспилотного разведчика Global Hawk и его модификаций. А в начале нынешнего века Aurora была одним из ключевых подрядчиков насовского проекта марсианского самолёта-робота ARES (прототип которого был испытан в земном небе).

Ещё Aurora получила известность благодаря целой серии взлетающих вертикально беспилотных "бочек" GoldenEye (было построено и испытано три модели). В 2007-м компания представила средство для быстрой остановки кровотечения (тут пригодились знания в области необычных материалов).




В прошлом году Aurora со своим Z-образным Odysseus вступила в соревнование под эгидой Пентагона по созданию разведывательного беспилотника, способного летать без посадки пять лет.

И это — далеко не все проекты фирмы, значительная доля которых связана с военной отраслью. Как ни крути, но это действительно "лицо прогресса". О политическом и моральном аспектах использования боевых дистанционно управляемых машин или аппаратов, способных действовать по программе, мы скромно умолчим.

"Для успешного движения при игре в бейсбол главное – это координация двух роботов. Самым трудным было создать механизм, подходящий для такого высокого уровня технологий", - говорит создатель роботов Масатоши Ишикава.

Скорость брошенного мяча достигает 40 километров в час. Изобретатель роботов-бейсболистов надеется увеличить этот показатель до 150 километров в час.

И чтобы привлечь туристов в Кобе (а больше всего в посетителях заинтересованы владельцы местных магазинов и таксисты), было принято решение создать какую-нибудь особенную достопримечательность. Статуя гигантского робота, по мнению японцев, подходила на эту роль как нельзя лучше. Тем более что "отец" робота Gigantor – иллюстратор Мицутэру Ёкояма (Mitsuteru Yokoyama) – был родом из Кобе.

Так в 2006 году были собраны пожертвования и субсидии муниципалитета на сумму 135 миллионов иен (около $1,5 млн), и на эти деньги стартовал Kobe Testujin Project.

Изготовление робота взяла на себя компания Hokkai Iron Works: голова и примерно 30 других частей уже готовы (смотрите фотографии). kobe-tetsujin.com/monument.html

В сборе конструкция будет весить около 50 тонн. Установить статую планируется в зелёном парке.

Между тем в Японии уже есть 18-метровый робот – это статуя "Гандама", которую можно увидеть в Токио до 31 августа. В отличие от "Гигантора", который, очевидно, не будет иметь подвижных деталей, Gundam двигает головой.

«Думая об этой проблеме, вы осознаете, что нынешняя точка зрения на роботов всегда «античеловечна» и «роботоцентрична», - объясняет Дэвид Вудс (David Woods), американский специалист по комплексным инженерным системам в университете штата Огайо. - Философия обычно такая – «люди делали ошибки, но роботы будут лучше – то есть они станут неким идеальным нашим вариантом».

Вудс и его соавтор, Робин Мерфи (Robin Murphy) из Техасского сельскохозяйственного и машиностроительного университета (Texas A and M University), составили миникодекс, содержащий три закона, которые перекладывают основную ответственность за будущее обратно на человека.

Три Закона Вудса-Мерфи фокусируются прежде всего на организациях людей, которые развивают или же внедряют роботов. Вудс и Мерфи искали пути, гарантирующие стандарты высочайшей безопасности.

«Мы хотели написать три новых закона с целью побудить людей задуматься над отношениями «человек-робот» в более реалистическом ключе, более обоснованно», - отметил Вудс.

Итак, Законы Вудса-Мерфи постулируют:

1. Никакой человек не может внедрить или активизировать робота без системы взаимодействия "робот-человек", сопряженной с высочайшими юридическими и профессиональными стандартами безопасности и этики.

2. Робот обязан отвечать людям соответственно заданной ему функциональной роли.

3. Робот должен быть обеспечен адекватной ситуации автономией, чтобы защитить свое собственное существование до тех пор, пока такая протекция обеспечивает бесконфликтную передачу контроля за ним, не противоречащего Первому и Второму Законам.

По словам Санкаи, ранее в правительстве страны уже звучали робкие призывы о том, чтобы сделать Силы самообороны Японии роботизированными. Снижающееся и стареющее население страны уже скоро может оказаться не в силах обеспечить свою стратегическую безопасность.

Такие данные содержатся в одном из разделов так называемой Белой книги о развитии наук и технологий Японии. Белая книга была представлена рассмотрение правительства ранее в этом году. Вот лишь некоторые выдержки из нее: "К 2025 году более трети населения Японии достигнет возраста более 65 лет. В то же время количество новорожденных детей продолжит падать год от года, это означает серьезное снижение трудоспособного населения, рост численности пожилых людей и возрастание финансовой нагрузки на работающих к тому времени жителей".

"В этом окружении роботы смогут поддерживать относительную автономность пожилых людей, машины, которые будут помогать пожилым, станут важным дополнением быта".

Во многом именно эта перспектива толкает нынешнее правительство Японии (уже состоящее почти полностью из пожилых людей) инвестировать очень значительные суммы в развитие робототехники, уверен Санкаи.

Лидеры японского автопрома Toyota и Honda уже имеют хорошо финансируемые программы развития робототехники и ранее уже неоднократно представляли различных роботов-гуманоидов. Торговые компании Sumitomo и Fuji Heavy Industries, производящие автомобили под брендом Subaru сейчас пытаются вывести на рынок новое поколение домашних роботов, убирающих дома и квартиры, а также моющих посуду.

Что касается Cyberdyne, то здесь делают так называемые роботы-экзоскелеты, представляющие собой механизированные приспособления, облегчающие ходьбу или операции руками, в самом полном комплекте, экзоскелет способен вернуть дар движения парализованному человеку.

Сейчас в компании завершают работу над роботизированным механизмом HAL-9000, представляющим собой симулятор ног и рук, позволяющий без особых нагрузок перемещаться в пространстве. Сам по себе комплект весит 40 кг, но для пожилого человека это не имеет значения, так как помимо своего веса робот способен буквально нести своего хозяина.

Глава компании говорит, что пока их машины управляются при помощи пультов, но в будущем он надеется создать модели на биоэлектрических элементах, способных принимать команды, улавливая импульсы головного мозга. Cyberdyne намерена работать в трех направлениях: во-первых, их роботы окажут помощь тем, кто восстанавливается после серьезных травм, во-вторых, пожилым одиноким людям, которым в силу возраста просто сложно самим передвигаться, наконец, в третьих, роботы будут предложены здоровым людям, которым по работе приходится много стоять или ходить.

Средняя цена 5-месячной аренды робота составляет 170 000 йен или 1750 долларов. Просто "ноги" можно взять за 150 000 йен, тогда как полный "костюм" стоит 220 000 йен.

По словам разработчиков, использование биологических компонентов в электронной цепи может в итоге привести к созданию совершенно новых имплантантов, способных заменить многие сложнейшие внутренние органы. В будущем на базе данной технологии ученые надеются делать искусственные нервные системы или даже искусственные глаза.

"Все современные коммуникационные устройства полагаются на электрические поля и токи для передачи и получения информации, биологические системы в этом плане гораздо более сложны - они используют другие арсеналы: мембранные рецепторы, миниатюрные каналы капилляров, крошечных насосов и тончайших сенсоров, принимающих химические и электрические сигналы. Такая организация является недостижимой даже для современных сложных компьютеров. Например, преобразование звуковых волн в нервные импульсы внутри организма - это чрезвычайно сложный процесс", - говорит Александр Ной, ведущий специалист по био-наноэлектронике в Лаборатории им.Лоренца.

Ученый говорит, что биологические системы, в том числе и те, что реализованы в нашем организме, зачастую более эффективны, чем современные электронные цепи. Именно этим объясняется их сложность, а также все прошлые неудачные попытки интегрировать электронику и биологию.

"В то же время создание наноматериалов, сравнимых по размерам с биологическими молекулами, здесь может дать свой эффект. Мы можем объединять эти две разные системы на более локализованном уровне", - говорит Ной.

Для создания таких объединенных систем ученые использовали липидные мембраны, широко используемые для объединения клеток в организме человека и всех животных. Эти мембраны представляют собой стабильные барьеры для ионов и молекул. Разработчикам удалось внедрить биологический слой липидных мембран в кремниевые транзисторы путем создания нанопроводов.

"У нас получились своего рода экранированные биологические провода, которые используют природные мембраны для работы кремниевого чипа за счет регулирования потоков ионов внутри чипа", - говорит Хулио Мартинез, один из участников проекта.

В связи с непрерывным сокращением числа сезонных рабочих, в следующие годы потери при уборке урожая отдельных овощных культур могут возрасти до 60 процентов. Это означает, что средние потери для каждого фермерского хозяйства составят 100'000 фунтов. Вполне очевидным выходом из сложившейся ситуации является автоматизация процесса с использованием уборочных машин. Однако разработчикам специальной техники необходимо принимать во внимание один тонкий момент. Листовые культуры весьма чувствительны к времени сбора и требуют индивидуального подхода. Если урожай будет собран раньше или позже положенного времени, в хранилище попадет овощ, не отвечающий предъявляемым требованиям по качеству.

Сотрудники KMS Projects and VHS и NPL планируют представить вниманию общественности уникальную систему машинного зрения. Эта система сможет сканировать листья различных культур с использованием высоких радиочастот, терагерцового и СВЧ-излучения, а также инфракрасного света для идентификации готовых к употреблению овощей.

«Представители сельскохозяйственной индустрии не имеют доступа к специальному оборудованию и не обладают необходимыми навыками и знаниями, - объясняет доктор Ричард Дадли (Richard Dudley) из NPL, – Именно поэтому ученым и производителям оборудования пришлось объединить свои усилия. Мы надеемся, что результат нашего совместного труда смогут оценить не только британские фермеры, но и жители других стран».