Человек преобразует природу активнее, масштабнее и успешнее прочих видов. Большинство из нас плохо знает мир, помимо того, что создали сами люди. От домов и дорог до шкафа и клавиатуры — здесь все приспособлено под наше удобство и нашу анатомию. Какому-нибудь неантропоморфному гостю останется только посочувствовать, когда он попытается подняться по ступенькам или открыть дверной замок.
С теми же трудностями сталкиваются и роботы, которых судьба забросила в антропогенный мир. Сложнейшая колесная платформа марсохода, такая великолепная в каменистой пустыне Красной планеты, спасует перед обыкновенной лестницей, а мощные и точные промышленные роботы не всегда способны справиться с чашкой воды. Если роботу необходимо жить среди людей, бок о бок с нами, ему придется сделаться как мы — человекоподобным, или просто андроидом.
«Настоящим, живым мальчиком» никакой робот, конечно, не станет. И это к лучшему: не нуждаясь ни в кислороде, ни в тепле, не боясь жары, вакуума и радиации, не требуя обеденного перерыва или выходного, андроиды смогут стать помощниками, готовыми отправиться туда, где для людей слишком опасно или просто тяжело.
«Семь-восемь часов без перерыва — это максимум времени, которое сегодня человек может проработать в скафандре, в открытом космосе, причем обходится такой выход в несколько миллионов долларов. Поэтому здесь андроиды могут стать отличной заменой людей. Но вообще этим список их занятий далеко не исчерпывается, — рассказал нам Алексей Богданов, главный конструктор НПО «Андроидная техника». — Обезвреживание опасных предметов, спасение пострадавших, оказание первой медицинской помощи — мы развиваем все направления».
Первая профессия
Прототип антропоморфной робототехнической системы FEDOR (полное имя — Final Experimental Demonstration Object of Research, или просто «Финальный экспериментально-демонстрационный объект исследований»), первоначально создавался как спасатель. Он способен пробраться через завалы разрушенного здания пешком или даже ползком, найти пострадавшего и оказать ему первую помощь — по крайней мере, доставить воду, ввести обезболивающее и организовать связь.
Дистанционно управлять роботом можно по проводам, оптоволокну или радиосвязи.
Осенью FEDOR успешно продемонстрировал это, пройдя испытания перед комиссией Фонда перспективных исследований (ФПИ), под эгидой которого в «Андроидной технике» ведутся работы над проектом. Уникальный механизм нижних конечностей позволил ему не только ходить и ползать, но и сесть на шпагат, перелезть через препятствие и даже самостоятельно сесть в машину — на водительское место.
«Он вошел в здание, поднялся по лестнице, открыл дверь ключом, зашел в квартиру, включил свет, открыл кран с водой, — рассказал нам технический директор НПО «Андроидная техника» Евгений Дудоров. — Были и задачи на преодоление препятствий: проползти 10 м, влезть в невысокое окно, пройти по груде битого кирпича…» Также FEDOR продемонстрировал уверенное обращение с бытовым инструментом, от кусачек и шуруповерта до циркулярной пилы, со специальным оборудованием спасателей и медиков. Наконец, он сел в автомобиль (УАЗ с механической коробкой передач), выжал сцепление, перекинул рычаг скорости — и поехал.
Рожденный действовать
Электроприводы общей мощностью 5 КВт дают роботу приличную «мускульную» силу, эквивалентную 6,8 лошадиной. Механические сочленения обеспечивают телу 46 степеней свободы, а с учетом зависимых видов подвижности, в которых сопрягаются несколько отдельных скоординированных движений, их число уже достигает 72. Каждую миллисекунду управляющий компьютер обновляет информацию с датчиков и отдает новые команды приводам.
Основной компьютер дополняется парой вычислительных систем Nvidia, которые решают задачи по ориентации и навигации в пространстве. Здесь, в головном модуле, интегрируется информация с двух камер, оснащенных функциями автофокуса и автозума, а также тепловизора и микрофонов, 16 дальномерных лазеров, датчиков GPS и ГЛОНАСС. Учитывается также давление на опору и данные с трех встроенных инерциальных систем, которые позволяют роботу оценить положение своего тела.
На основе этих данных FEDOR — совсем как мы — автоматически конструирует трехмерную картину окружающей обстановки, добавляя в нее модель себя и выделяя на ней людей, препятствия и другие ключевые объекты: инструменты, лестницы, двери, стулья и т. п. Для каждого из распознанных предметов память робота хранит библиотеку стандартных действий, выбирая нужный сценарий по мере необходимости. В выполнении универсальных операций, не требующих высокой точности и скоординированности, FEDOR автономен. «Можно сказать, что он наполовину разумен», — добавляет Алексей Богданов.
Дистанционное образование
Если речь идет об обычной ходьбе и взаимодействии с обыкновенными предметами, FEDOR справится сам: «Например, когда он режет арматуру «болгаркой», он работает полностью в автоматическом режиме, — поясняет Алексей Богданов. — Выбирает момент включения и выключения инструмента, величину давления, которое нужно приложить, и т. д. ». Однако если речь идет о работе в недетерминированной, сложной обстановке или о манипуляциях с очень тонкими и мелкими объектами, тогда на помощь роботу приходят люди.
Нехватку специальных навыков дополняет система «копирующего управления», позволяющая ему просто повторять наиболее ответственные движения за оператором, который может оставаться на комфортном удалении от происходящего. Добраться в нужное место, взять в руки шуруповерт или шприц, сбалансировать собственное тело, сфокусировать камеры, надавить — все это робот проделает самостоятельно. Но вот попасть иглой в мышцу или битой шуруповерта в саморез — задача уже для дистанционного управления. Этот подход можно сравнить с нашим собственным телом: большинство рутинных операций, включая поддержание баланса или управление автомобилем, мы выполняем без участия сознания, которое подключается лишь при решении особо сложных задач.
До полной автономности роботу придется подождать — по крайней мере, до создания достаточно мощного искусственного интеллекта. Для сложных движений и манипуляций применяется система «копирующего управления».
Большинство рутинных операций он совершает в автоматическом режиме.
FEDOR может быть оснащен системой голосового управления и выполнять четко поставленные устные команды.
Дополнительного обучения для работы с FEDOR людям не требуется. «Сама концепция «копирующего управления» создавалась с той задумкой, чтобы человек мог видеть «глазами» робота, как своими, двигать его «руками», как собственными», — добавляет Алексей Богданов. В «шкуру» робота-аватара может влезть любой специалист, поделившись с ним своими навыками и движениями сапера, парамедика, спасателя или даже космонавта.
Рабочая династия
По словам разработчиков, на освоение «Федором» новой и сложной профессии космонавта уйдет весь запланированный трехлетний срок. До 2021 года предстоит отработать защиту от радиации, обеспечить бесперебойную работу двигателей, механики и электроники в глубоком вакууме, при резких перепадах температуры и почти полном отсутствии гравитации. Понадобится освоение и особых сценариев работы со специальным инструментом. Однако в 2021 году, когда FEDOR отправится в первый полет на борту нового космического корабля «Федерация», у нас будет двойной повод для гордости — новейший корабль и робот, первый в своем роде.
«В России аналогов этому проекту нет, да и в мире работы такого уровня проводятся лишь несколькими компаниями, — говорит Евгений Дудоров. — Одно время в США существовал близкий проект SAFFiR, андроид, который предназначался для тушения пожаров на морских кораблях. Самым проработанным из них можно назвать робота ATLAS, созданного под патронажем агентства DARPA». Однако, по словам разработчиков из НПО «Андроидная техника», FEDOR во многом совершеннее американского конкурента, который не способен ни ползать, ни управлять автомобилем с механической коробкой передач, ни просто сесть в него самостоятельно. «Изначально наша задача состояла в разработке универсальной системы управления антропоморфным роботизированным комплексом, независимо от конкретных способностей и предназначения, — продолжает Евгений Дудоров. — Для этого были реализованы несколько режимов: автоматизированный, супервизорный, телеуправляемый и комбинированный. И если первоначально мы действительно ориентировались на создание робота-спасателя, то теперь смотрим на его возможности намного шире. Все эти варианты управления реализуются и подходят для выполнения самых разных задач и на Земле, и в космосе. Мы прорабатываем проекты и корабельного робота, и робота-сапера, и другие».
«Мы живем в интересное время, — заключает Алексей Богданов. — Мы входим в новый, шестой технологический уклад. Вспомните распространение сотовой связи: нас ждет такой же взрыв робототехники. В следующие 20−30 лет андроиды начнут все чаще встречаться нам на улицах».
Не за горами будущее, в котором роботы-андроиды будут помогать нам с вами по хозяйству, например, готовить ужин и убираться в доме. Сейчас человекоподобные роботы могут быть использованы только в развлекательных или образовательных целях. Давайте рассмотрим, какие доступные по цене человекоподобные роботы есть в продаже и можно ли их программировать.
В статье я буду рассматривать только тех роботов, у которых есть две ноги, две руки и голова. Которые имеют большое количество степеней свободы, т.е. большое количество сервомоторов. Это даёт возможность передвигаться пешком, как люди, вставать, если робот упал, танцевать, подниматься по ступенькам и т.п. Обзор будет очень поверхностным: рост робота, количество сервоприводов, цена, время работы от аккумулятора, наличие гироскопа и других датчиков, с помощью чего программируется и управляется. Рассматривать здесь очень дорогих роботов я не буду: установлю планку в 100 тыс. руб.
Это один из самых недорогих человекоподобных роботов. Выпускает этого робота корейская компания Robotis . Стоимость робота на сайте компании Robotics 499 долларов. В отечественных магазинах можно найти его по цене 44000 руб. Элементы робота совместимы с конструктором серии ROBOTIS DREAM этой же фирмы (расстояние между отверстиями кратны 6 мм.). Вот краткие характеристики робота: рост робота 26,93 см, для движений используется 17 сервомоторов, скорость ходьбы 24,0 см/сек, аккумулятор рассчитан примерно на 30 минут непрерывной работы. Набор укомплектован модулем Bluetooth . Гироскопический и другие датчики в наборе отсутствуют. Документацию по роботу можно посмотреть .
Управляется робот контроллером с открытой платформой OpenCM9.04 (ARM Cortex M3 STM32F103RE 72MHz, описание см. ), которая оборудована 4-мя портами для подключения дополнительных датчиков, светодиодов и т.п. (не входящих в комплект), которые вам могут понадобиться для выполнения дополнительных задач.
Детали корпуса робота могут быть распечатаны на 3D-принтере. 3D-модели можно найти на сайте Thingiverse .
Для управления роботом есть бесплатное приложение для Android: DARWIN-MINI (ROBOTIS) . Поддерживается управление кнопками (основные движения, движения футболиста, удары), жестами (используется гироскопический датчик смартфона) или голосом (распознавание произнесённых команд). Возможно добавление или переназначение кнопок, жестов и голосовых команд.
Для программирования робота используется бесплатное фирменное ПО RoboPlus . Поведение робота программируется с помощью редактора , а сложные движения с помощью RoboPlus Motion . Скачать все вышеперечисленные программы можно .
Это набор тоже от корейской компании Robotics . Кроме трёх разных типов человекоподобного робота, из этого набора, вы можете собрать ещё 26 различных роботов и механизмов. Вот характеристики готового робота: 18 сервомоторов, гироскоп, ИК датчик расстояния, 2 ИК датчика препятствий. В микроконтроллер встроены датчики температуры, напряжения и микрофон. В комплекте есть пульт дистанционного управления. Дополнительно можно приобрести Bluetooth-модуль. Стоит робот в магазинах около 98000 руб.
После сборки роботом сразу можно управлять с пульта: робот может передвигаться и делать 16 запрограммированных движений. Примеры (программы и пошаговые инструкции) для этого конструктора можно найти . Кстати, о наборе я уже писал в статье «Конструкторы программируемых роботов ».
Программируется робот с помощью фирменного ПО – RoboPlus . Для программирования используется C-подобный язык. В составе ПО: редактор программ (см. картинку), менеджер оборудования RobotPlus Manager , утилита для программирования сложных движений RoboPlus Motion , терминал RoboPlus Terminal и мастер калибровки и настройки сервоприводов Dynamixel Wizard .
PLEN2
PLEN2 – это набор для сборки робота созданный японской компанией PLEN Project Committee состоящий из контроллера, сервомоторов и вспомогательных аксессуаров, из которого вы сможете собрать робота используя только отвёртку. Готовый робот имеет рост 20см. и вес около 600гр. Управляется 18-ю сервомоторами. Здесь есть акселерометр и гироскоп (MPU-6050), встроенный Bluetooth .
Этот проект был поддержан на краудфандинговом сервисе , где сорок самых шустрых покупателей могли заказать комплект для самостоятельной сборки за 699 долл. или собранного и протестированного робота за 799 долл., остальные за 899 и 999, соответственно. Комплект для разработчиков (с поддержкой ROS) обошёлся бы ещё дороже – за 1099 и 1199 долларов, соответственно. Владельцы 3D-принтера имели возможность заказать только электромеханическую часть робота (микрокомпьютер, сервомоторы) за 499 долларов, а детали корпуса распечатать самостоятельно. Те, кто успел заказать робота, получит его только после ноября 2015 года. О розничной продаже этого робота пока ничего не известно.
Контроллер робота совместим с платформой Arduino , поэтому желающие могут создавать свои программы для робота или добавлять новые функции. В редакции для разработчиков, контроллер поддерживает ROS , что даёт возможность экспертам и исследователям проводить полноценную разработку робота.
Помимо открытой аппаратной платформы, для робота будут бесплатно доступны 3D-данные (файлы форматов stl , iges и solid works ) деталей корпуса робота. На основе этих данных, имея 3D-принтер, вы сможете создавать собственные оригинальные детали для робота.
Сразу после сборки, робот умеет переносить небольшие предметы, танцевать, играть в футбол с другими роботами. Вы сможете управлять им как с помощью смартфона и ПК, так и другими способами благодаря сенсорным устройствам, например, движениями тела, выражениями лица, миогенными сигналами, мозговыми волнами и т.п.
Из набора RQ-HUNO корейской фирмы ROBOBUILDER вы можете собрать человекоподобного робота высотой всего 19 см, а весом – 620 гр. Стоимость такого набора в магазинах порядка 44000 руб. Вот характеристики собранного робота: контроллер Arm Cortex M3, 16 сервомоторов, датчик препятствий и звука, встроенный в микроконтроллер Bluetooth, работа от аккумулятора примерно 50-60 мин. Гироскопа или акселерометра в наборе нет. Набор укомплектован пультом управления. Перфорация деталей совместима с другими конструкторами компании линейки RQ: RQ+110, RQ+120 и т.д. (перечисленные наборы в продаже в России я не нашёл, подробнее о наборах см. ). Использование этих наборов теоретически позволяет расширить функциональность робота (добавить сервоприводы) или поменять конструкцию. Официальная страничка робота RQ-HUNO .
Прямо из коробки робот умеет делать 11 запрограммированных движений. Кроме того вы можете запрограммировать 10 своих движений и 10 поведений (реакций на датчики).
Через Bluetooth роботом можно управлять с помощью Android -смартфона или планшета с помощью приложения . Здесь же можно программировать движения и поведения вашего робота.
Для программирования новых движений и поведений на ПК есть приложение Motion Builder. Скачать всё ПО компании Robobuilder можно .
Для продвинутых разработчиков есть много вкусного: поддержка Microsoft Robotics Studio 4 и, соответственно, Powerful MSRDS Visual Programming Language , возможность управления роботом с помощью последовательного протокола RQC (потребуется проводное или Bluetooth -соединение робота с ПК), возможность создания своей прошивки на Embedded C (WinARM ), Java -библиотека для Android -устройств (можно делать свои Android -приложения взаимодействующие с роботом).
5720T – это набор от той же корейской фирмы ROBOBUILDER . Из набора можно собрать человекоподобного робота (ростом 28,5 см. и весом 1,25 кг.), динозавра или собаку. Есть возможность собрать шестиногого паука. Основная фишка этого комплекта – прозрачный корпус, позволяющий наблюдать за работой спрятанных внутри механизмов, и программно-управляемые двухцветные светодиоды. Характеристики такие: микропроцессор RBC-NYN , 16 сервомоторов, датчики препятствий и звука, акселерометр. Bluetooth -модуль – опционально! Набор укомплектован инфракрасным пультом управления. Стоимость набора в российских магазинах порядка 53000 руб. Официальная страничка робота 5720T – .
Управляется и программируется этот робот с помощью тех же приложений, что и модель RQ-HUNO , рассмотренная выше. Для робота есть также руководство Microsoft Robotics Developer Studio (MSRDS) Visual Programming Language (VPL) for ROBOBUILDER USER .
Hovis Lite
Hovis Lite – это робот корейской компании DST Robot , которая выпускает несколько роботов линейки Hovis (Hovis Lite самый недорогой и простой из них). Робот поставляется в виде набора, из которого можно собрать ещё 26 различных моделей (так написано в инструкции пользователя, но на официальном сайте я нашёл только 12 дополнительных роботов и механизмов). По желанию этот робот может быть улучшен до более продвинутых роботов линейки Hovis : Hovis Eco или Hovis Genie . Вот характеристики собранного человекоподобного робота: рост 34,8 см., вес 1,45 кг, контроллер ATmega128 MCU , 16 сервомоторов (доступно увеличение степеней свободы, за счёт установки дополнительных 4-х сервомоторов), датчик расстояния, есть пульт дистанционного управления, встроенные в микроконтроллер датчики света и звука. Робота можно найти в продаже от 65000 руб. (цена обновлена 08.06.2015). Отдельно вы можете приобрести корпус закрывающий механизмы робота, гироскоп/акселерометр и модуль Bluetooth .
По умолчанию робот зелёного цвета, или можно опционально приобрести робота жёлтого, красного или синего цвета. Помимо этого вы можете сами распечатать на 3D-принтере детали нужного цвета, 3D-модели деталей есть .
Для программирования робота используются разные программы, в зависимости от вашего уровня подготовки. Начинающим подойдёт программа DR-SIM (второе название «Motion Editor », редактор движений). Здесь вы можете создавать движения наблюдать за их выполнением прямо на экране, или, подключившись к роботу, можете выполнять движения на нём или захватывать с него движения прямо в программу.
Разработчики среднего уровня могут использовать программу DR-Visual Logic (графическая среда разработки, с возможность просмотра готового кода в виде C-подобного языка, см. картинку) или Microsoft Robotics Developer Studio . Программы DR-SIM и DR-Visual Logic поставляются в наборе и работают только под Windows .
А продвинутые разработчики и эксперты могут использовать DR-C , Microsoft Visual Studio и AVR Studio .
Официальная страничка робота . Официальную документацию, 3D-модели пластмассовых деталей и подробные характеристики по всем роботам компании Hovis можно найти .
– это ещё один робот линейки HOVIS от компании DST Robot . Конструктив робота такой же, как и у Hovis Lite , но здесь другая голова, ступни и робот «одет» (есть корпус закрывающий механизмы робота). В сборе робот имеет рост 41,8 см. и вес 1,8 кг. Количество сервомоторов у робота - 18, есть датчик расстояния, гироскоп и акселерометр, в микроконтроллер встроены датчики света и звука, на голове и ладонях у робота датчики касания, в голову встроена цветная светодиодная подсветка для выражения эмоций. Комплектуется пультом управления. Этого робота можно найти в продаже по цене от 75000 руб. (цена обновлена 08.06.2015). Дополнительно можно приобрести Bluetooth -модуль. Официальная страничка робота .
Для программирования используются то же программное обеспечение, что и для программирования робота Hovis Lite , о котором написано выше.
Итак, что можно сказать в итоге
Даже самые дешёвые и доступные модели человекоподобных роботов и обладают достаточным количеством степеней свободы, чтобы выполнять разнообразные трюки и танцевать. Если вам нужно наличие гироскопа и/или акселерометра, например, чтобы делать балансирующих роботов, то стоит присмотреться к более дорогим моделям: , PLEN2 . Или можно купить и затем доукомплектовать гироскопом робота Hovis Lite . В модели есть только акселерометр. Гироскопов для и я не нашел.
С точки зрения разработки, то здесь всё на ваш вкус и цвет. Если вы хотите работать с платформой Arduino , то для вас PLEN2 . В остальном, смотрите сами, что вам больше нравится.
Что же касается помощи по дому, то может быть вам и удастся научить вашего робота приносить вам тапочки...
Первое упоминание термина андроид приписывается Альберту Кельнскому (1270 год). Значительную роль в популяризации термина сыграл французский писатель Филипп Огюст Матиас Вилье де Лиль-Адам (Mathias Villiers de l’Isle-Adam) (1838-1889), в своём произведении «Будущая Ева» («L"Ève future») для обозначения человекоподобного робота, описывая искусственную женщину Адали (Hadaly). Адали разговаривала с помощью фонографа, выдающего одну за другой классические цитаты.
По другой версии слово андроид произошло от создателя первых механических игрушек Анри Дро.
Андроиды в научной фантастике
Андроиды - это человекоподобные роботы. Часто, для увеличения сходства с человеком в конструкцию андроидов добавляют различные органические элементы (кожа, ткани, кровь и т. д.).
В одних научно-фантастических произведениях андроиды описаны, как имеющие человеческую внешность электромеханические роботы. В других произведениях авторы называли андроидами полностью органические, но искусственные создания. Существовало также и множество промежуточных значений. Также во многих научно-фантастических произведениях андроидам стирают память, в результате чего они живут, не зная о своём истинном происхождении.
В советской научной фантастике часто фигурирует слово «кибер» (не путать с киборг), приблизительно соответствующий по смыслу слову «андроид». Чаще всего «киберами» называются человекоподобные роботы или синтетические существа («биокиберы»). У некоторых авторов слово «кибер» является синонимом слова «робот».
С понятием андроида также соприкасается значение слова киборг, переводящееся как кибернетический организм. Тут делается смысловой акцент на самом симбиозе биологических и электронно-механических систем.
Андроиды в литературе и кино
Гиноид «Актороид», продемонстрированный Осакским университетом совместно с корпорацией Kokoro на выставке Expo 2007 (Япония)
Хотя человекоподобные роботы существуют, слово «андроид», так и не вышло за рамки научной фантастики, кино и телевидения и не стало техническим термином.
- Классические истории Айзека Азимова главным образом об андроидах, многие собраны в знаменитом произведении «Я, робот», по мотивам которого снят одноименный фильм. Они провозглашали набор правил этики для андроидов и роботов - «Три закона робототехники», что очень повлияло на других авторов и мыслителей в их толковании предмета.
- Персонаж Дэйта (Data) из американского телесериала «Звёздный путь: следующее поколение» («Star Trek: The Next Generation») описан как андроид, внешне практически идентичный человеку. В нескольких эпизодах четко указывается на его, по крайней мере, частичное органическое строение. Однако, в основном, упоминается о его электромеханическом строении.
- Репликанты из фильма «Бегущий по лезвию» (Blade Runner) являлись полностью органическими существами, созданными с помощью биоинженерии. Хотя в картине они и не упоминались как роботы или андроиды, но за основу сюжета взят роман Филипа Дика «Мечтают ли андроиды об электроовцах?» (Do Androids Dream of Electric Sheep?). Также в творчестве Филипа Дика нередко встречается тема искусственной человекоподобной жизни.
- Известные персонажи голливудских блокбастеров «Чужой» («Alien»), «Чужие» («Aliens») и «Чужой 3» («Alien 3») Эш и более совершенный Бишоп - типичные андроиды. Герои называют их «синтетиками», но сами андроиды предпочитают термин «искусственный человек». Из сюжетов фильма явно прослеживается как органическое, так и электронное строение этих андроидов. В последнем фильме «Чужой 4: Воскрешение» («Alien: Resurrection») персонаж даже стыдится того, что он андроид. К андроидам можно отнести человекоподобных репликаторов из сериалов «ЗВ-1» и «Звёздные врата: Атлантида».
- Андроидами являются модели 2, 2 усовершенствованная и 3 крикунов из фильма «Крикуны», в то время, как модели крикунов из второй части данного фильма являются киборгами.
- Одна из главных героинь сериала «Андромеда» («Andromeda»), Ромми, так же является Андроидом. Серии роботов Т-800, T-850, Т-1000, Т-Х из кинофильмов Терминатор являются андроидами. Робот Эндрю, персонаж повести Айзека Азимова «Двухсотлетний человек», а также снятого по ней в 1999 году одноимённого фильма, в стремлении стать человеком проводит замену своих деталей на биологические органы, тем самым превращая себя из робота в андроида.
- В фильме Стивена Спилберга Искусственный разум (Artificial Intelligence: AI) (2001) разрабатывается человекоподобный робот-ребенок запрограммированный на чувство любви.
- В советском фильме «Его звали Роберт» 1967 года главным героем является андроид.
- В цикле рассказов про пилота Пиркса Станислава Лема фигурируют андроиды. Например в рассказе «Дознание» робот, совершенно неотличимый от человека, чуть не погубил экипаж космического корабля, выполняя поставленную задачу. В 1979 году по рассказу снят советско-польский художественный фильм Дознание пилота Пиркса
- В цикле рассказов Воспоминания Ийона Тихого Станислава Лема в рассказе «Стиральная трагедия» в сатирической форме описываются взаимоотношения андроидов и людей.
- В фильме «Гостья из будущего» одним из героев является андроид Вертер. Его примечательная черта - наличие романтических побуждений.
- В фильме «Остров ржавого генерала» фигурирует домашний андроид Поля, который противопоставляется боевым роботам, созданным в ХХ веке.
- В фильме «Черри-2000» женой главного героя является андроид Черри-2000. После поломки робота главный герой ищет точный дубликат такой же модели для замены.
- В советском фильме «Приключения Электроника» один из главных героев Электроник является андроидом, точной копией советского школьника Сергея Сыроежкина, и пытается с его помощью стать человеком.
- В советском телеспектакле «С роботами не шутят» в третьей новелле показано насколько субъективен суд, где все участники кроме подсудимого и адвоката являются роботами.
- В фильме Поток (Slipstream), одним из главных персонажей является андроид.
- В фильме Android Apocalypse сюжет фильма основан на противостоянии людей и андроидов в эпоху глобальной экологической катастрофы.
- В фильме Нанолюбовь Нана является роботом-андроидом.
- В фильме «Формула радуги» изобретатель создает андроида - свою копию, чтобы тот ходил на скучные собрания.
Современные человекоподобные роботы
Андроид Дэйта, сыгранный Брентом Спайнером, из телесериала Звёздный путь: следующее поколение
- Aiko - гиноид с имитацией человеческих чувств: осязание, слух, речь, зрение.
- TOPIO - андроид, разработанный для игры в настольный теннис против человека.
- ASIMO - андроид, созданный корпорацией Хонда, в Центре Фундаментальных Технических Исследований Вако (Япония).
- Einstein Robot - голова робота с внешностью Эйнштейна. Модель для тестирования и воспроизведения роботом человеческих эмоций.
- EveR-1 - робот, похожий на 20-летнею кореянку: её рост 1,6 метра, а вес - около 50 килограммов. Ожидается, что андроиды вроде EveR смогут служить гидами, выдавая информацию в универмагах и музеях, а также развлекать детишек.
- HRP-4C - робот-девушка, предназначенная для демонстрации одежды. Рост робота составляет 158 см, а вес вместе с батареями - 43 кг. Что касается степеней свободы, их 42, к примеру, в области бёдер и шеи их по три, а в лице - восемь, они дают возможность выражать эмоции.
- Repliee R-1 - человекоподобный робот с внешностью японской пятилетней девочки, предназначенная для ухода за пожилыми и недееспособными людьми.
- Repliee Q2 - робот-девушка под рабочим названием Repliee Q1expo был показан на международной выставке World Expo, проходившей в Айти (Aichi), Япония. На демонстрациях он исполнял роль телевизионного интервьюера, при этом постоянно взаимодействуя с людьми. В роботе были установлены всенаправленные камеры, микрофоны и датчики, которые позволяли Repliee Q2 без особых трудностей определять человеческую речь и жестикуляцию.
- Ибн Сина - андроид, названный в честь древнего арабского философа и врача Ибн Сины. Один из самых продвинутых современных (2010 год) андроидов. Говорит на арабском языке. Способен самостоятельно найти свое место в самолете, общаться с людьми. Распознает выражение лица говорящего и прибегает к соответствующей ситуации мимике. Его губы двигаются довольно монотонно, однако отмечается, что особенно хорошо у него получается поднимать брови и прищуривать глаза.
SAFFiR от ВМС США
В мирное или военное время пожар на судне представляет собой большую опасность, его трудно локализовать, а наносимый ущерб часто измеряется десятками миллионов долларов. 7 марта 2012 года военно-морская исследовательская лаборатория США (Naval Research Laboratory – NRL) объявила о начале работ по созданию человекоподобного робота для борьбы с огнем на кораблях. Поскольку все помещения и установки на них проектируются с учетом роста и комплекции среднестатистического человека, такая машина окажется гораздо мобильнее. В отличие от привычных средств пожаротушения SAFFiR (Shipboard Autonomous Firefighting Robot) сможет без труда проникнуть в узкий коридор или спуститься по лестнице.
Ориентироваться в пространстве роботу поможет целый ряд датчиков, включая детектор дыма, обычную и инфракрасную 3D-камеры для распознавания объектов в условиях плохой видимости. SAFFiR сможет перемещаться в любом направлении и, что интересно, балансировать в условиях морской качки. Его верхняя часть тела предназначена для манипуляций со средствами огнетушения, одного заряда батареи должно хватить на 30 мин работы в критических условиях.
Структурная схема SAFFiR
Несмотря на впечатляющие возможности, SAFFiR проектируется для работы в составе пожарной команды. Он будет подчиняться руководителю группы, сможет распознавать жесты и понимать в каком направлении ему приказывают двигаться. Не исключено применение алгоритмов распознавания и синтеза речи.
Над созданием SAFFiR работает большой состав ученых, специализирующихся в различных областях науки. В частности, с NRL тесно сотрудничают специалисты университетов в Вирджинии (Virginia Tech) и Пенсильвании (University of Pennsylvania). Прообразом для создания SAFFiR послужил разработанный ранее командой ученых университета Вирджинии робот CHARLI-L1.
CHARLI-L1 – прообраз для создания SAFFiR
Первые испытания SAFFiR в условиях, максимально приближенным к реальным, намечены на конец сентября 2013 года, они пройдут на борту бывшего военного корабля Shadwell. В перспективе специалисты NRL не исключают возможность использования робота в военных целях.
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.
Технология по созданию андроидов развивается с сумасшедшей скоростью. Роботы становятся устрашающе похожи на людей, причем как внешне, так и по своим характеристикам. Ученые уже подсчитали, что через пару декад роботы станут частью нашей жизни, работая на благо человека и его семьи.
Вот лишь небольшой список из 15 роботов, которые пугающе схожи (особенно внешне) с человеком.
Первый в мире робот-ведущий новостей
Самый первый в мире андроид-диктор новостей рассказал о землетрясении и рейде ФБР в Токио 24 июня 2014 года.
На самом деле было создано два андроида - "девочка-андроид" (kodomoroid), которая может читать новости разными голосами и на разных языках, и "женщина-андроид" (otonaroid), которой будет играть роль специалиста по распространению информации в Национальном музее передовой науки и технологии, или просто Mираикан.
BINA48 - женская голова-робот
Воспоминания, верования и основные черты характера женщины были переведены в одного робота, названного Bina48 (Breakthrough Intelligence via Neural Architecture, скорость обработки данных 48 эксафлопс в секунду и объем памяти 48 эксабайтов).
Сам по себе робот довольно сложно сконструирован и способен общаться на тему философии, выявлять расистские склонности собеседника и даже рассказывать шутки.
Стоит отметить, что название робота произошло отимени жены основателя компании Terasem Movement Foundation , создавшей робота, Бины Аспен (Bina Aspen).
На протяжении 20 часов с ней общались на разные темы, начиная от детства до карьеры. Далее всю информацию загрузили в базу данных искусственного интеллекта. Дизайнер робота Дэвид Хансен (David Hansen) создал только бюст Бины, но на это пришлось потратить 125 000 долларов США.
Симулятор пациента SimMan 3G
Этот робот был создан для того, чтобы медики могли улучшить свои знания и навыки, практикуясь на данном симуляторе.
Машина может и довольно полезная, но выглядит немного устрашающе, особенно когда начинается симуляция кровотечения, конвульсии, крик и выделение пены изо рта.
SimMan 3G был создал для симуляции практически любой ситуации, описанной в медицинской книге.
Geminoid F - женщина-робот
Японский специалист по роботостроению Хироси Исигуро (Hiroshi Ishiguro) превзошел самого себя, когда создал Geminoid F, андроида, похожего на женщину, и способного улыбаться, двигать плавно бровями, разговаривать и даже петь.
Чтобы сделать лицо, понадобилось использовать 12 механизмов управления, работающих благодаря давлению воздуха. Это позволяет андроиду воссоздавать человеческие выражения лица.
Geminoid F настолько реалистичный, что даже сыграл женскую роль в одном из спектаклей в Токио.
Geminoid DK - живой робот
Еще одно создание Исигуро воссоздает образ Хенрика Шарфе (Henrik Scharfe), доцента датского университета Ольборг (Aalborg University).
По словам изобретателя, его целью было понять "эмоциональные возможности" робота во время общения с человеком.
Simroid - стоматологический учебный робот
Возможно самое отвратительное в этом роботе это тот факт, что "кожа" вокруг его рта настолько эластична, что ее можно растягивать намного сильнее, чем кожу человека, и при этом она не треснет.
Полость рта робота напичкана сенсорами, чтобы робот мог симулировать боль или неприятные ощущения.
Робот также может проворчать, если врач случайно заденет его локтем.
Albert Hubo - робот-Эйнштейн
Робот (точнее голова-робот), который сильно похож на Альберта Эйнштейна, работает на батарейках АА.
Он может похвастаться реалистичными выражениями лица, а голову можно прикрепить к корпусу робота.
HRP-4C - человек-робот
Данный робот был разработан так, чтобы быть похожим на обычного японского подростка.
HRP-4C прошел несколько стадий технологической эволюции - сначала он мог только говорить, потом стал петь, а потом и плясать (хоть и немного странно).
Как и большинство роботов, данная модель не могла симулировать человеческую походку, пока не прошла очередную стадию улучшения.
Несмотря на то, что этот робот до сих пор ходит немного неровно, множество улучшений сделали его более реалистичным по сравнению с другими андроидами.
FACE - робот с гибким лицом
Может ли робот выражать эмоции, причем настолько убедительно, что пугает? Именно такую цель преследовали итальянские разработчики робота FACE.
Их робот снабжен 32 механизмами, расположенными в черепе и туловище, чтобы имитировать различные выражения.
Робот способен передавать чувство страха, злости, отвращения, удивления, радости и грусти.
ASIMO - робот, который может почти все
Робот, построенный компанией Honda, может бегать, подниматься по ступенькам, прыгать и бить по мячу.
Кроме этого, он также может выполнять различные действия своими руками. Пятью пальцами он может открыть крышку запечатанной бутылки и разлить сок по стаканам.
Такое огромное количество возможностей являются результатом работы множество сенсоров, встроенных в руку, и работающих совместно с камерами, установленными в глазах робота.
PETMAN - военный робот
Агентство передовых оборонных исследовательских проектов министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) успела создать много роботов для различных миссий, но PETMAN возможно самое удивительное из них.
Робот, похожий на человека, одетого в камуфляжный костюм, может подниматься по ступенькам, отжиматься, бегать и делать множество других движений на поле боя.
Алиса - первый реалистичный андроид из России
Группа специалистов из компании Нейроботикс причастны к созданию самого первого российского робота-андроида.
Конечно, данный робот не может сравниться с японскими аналогами, которые содержать около 30 подвижных механизмов для более плавных движений. У Алисы таких механизмов всего 8.
И все же роботом можно управлять при помощи геймпада. Можно выполнять основные движения глаз и рта робота.
Стоит отметить, что голова андроида установлена на корпусе обычного манекена, а тот в свою очередь прикреплен к тележке с колесами, что позволяет роботу передвигаться. Внутри тележки можно обнаружить батареи для снабжения робота энергией.
Робот может использовать Скайп для общения, а камеры, установленные в глазах андроида, передают видео. Для передачи аудио используются микрофоны.
