Странного гостя в царстве автомобилей можно было увидеть на очередном Московском автосалоне. В лучах прожекторов, отражавшихся в хрустальных фарах автомобилей, время от времени показывался человекоподобный робот ASIMO, привлекая внимание к автомобилям. Надо сказать, интерес к роботу был необычайный.

Хронология андроидов

Биография ASIMО и его родственников такова. Само имя человекоподобного робота — аббревиатура английского выражения Advanced Step in Innovative Mobility — «Новый подход к движению».

Этот подход заключается, в частности, в том, как при ходьбе ASIMО переносит центр тяжести на опорную ногу и, уверенно сохраняя равновесие, поднимается и спускается по лестнице. Способен он для развлечения зрителей станцевать твист. Однако для того чтоб понять, как робот может ходить на двух ногах, не падая, ученым и инженерам понадобилось 20 лет. Первый двуногий экспериментальный робот Honda по имени Е0, созданный в 1986 году, мог лишь медленно двигаться по прямой линии на ровной поверхности.

Робот ASIMО.

Неужели ходьба такое трудное испытание? Да! Воспользовавшись методами, разработанными еще в первой половине XX века советским ученым Н.А.Бернштейном, японские инженеры тщательно изучили движения человека при ходьбе и выявили, что каждый шаг — это, по существу, контролируемое падение.

Шагая, мы перемещаем центр тяжести тела вперед и, чтобы не упасть, выставляем для опоры ногу. Кроме того, мы постоянно слегка наклоняем корпус в поперечном направлении, чтобы центр тяжести находился над опорной ногой. Но если человек делает это подсознательно, то робот должен постоянно просчитывать самые элементарные движения. Может быть, потому он и поныне выглядит несколько медлительным. А на первых порах так и вообще то и дело заваливался на бок.

В последующих модификациях экспериментальных роботов, разработанных в 1987–1993 годах, инженеры Honda осваивали «динамичную ходьбу». И лишь добившись, чтобы роботы перестали падать на ровной поверхности, стали учить их ходить в гору, под гору, по ступенькам… Причем все это время роботы имели лишь ноги.

И только в 1993 году к ногам добавили туловище, руки и голову. Впрочем, первый настоящий прототип робота Р1 при росте 1,87 м и весе 175 кг особых симпатий не вызывал.

Следующий прототип Р2 передвигался лучше, и внешность его была приятнее. Он ухитрялся сохранять равновесие, даже когда его толкали. Модель РЗ имела рост 1,57 м и вес 130 кг. Чтобы изменить направление движения, роботу необходимо было сначала остановиться и только затем повернуться.

История развития роботов : 1986 г. — роботы Е0 и Е1 пытались освоить азы ходьбы; 1987–1993 годы — роботы ЕЗ и Е6 научились ходить, не падая; 1993–1997 годы — роботы Р1 и Р2 получили в дополнение к ногам туловище, руки и голову; 2000–2006 годы — роботы Р3 и ASIMО ходят почти как люди.

Возможности ASIMO

По сравнению со своими предшественниками, ASIMО, или Асимо, появившийся в 2001 году, совсем малыш: рост всего 120 см, вес около 50 кг. При этом вычислительные способности его электронного мозга эквивалентны тридцати персональным компьютерам.

Электроника нужна не только для того, чтобы координировать движения; Асимо еще способен видеть, слышать и говорить. Он распознает и может хранить в памяти до трех десятков человеческих лиц, а также понимает 50 команд на японском и английском языках. Реагирует он и на некоторые жесты. Например, если протянуть ему руку, он вежливо и аккуратно ее пожмет своей механической рукой. Поприветствовав вас, он может даже представиться.

Впрочем, главное достижение создателей Асимо — новая технология движения, названная ими «умной ходьбой». «Мышцы» робота — 26 сервомоторов, а шарниры-суставы обладают 26 степенями свободы. Поэтому робот гораздо подвижнее предшественников. Сохранять равновесие ему помогает трехкоординатный гироскопический акселерометр. Потому Асимо способен ходить по горизонтальной плоскости, двигаться по наклонным поверхностям, подниматься и спускаться по лестницам. Его «коленный» сустав имеет одну степень свободы, а «тазобедренный» и «голеностопный» — соответственно три и две, что обеспечивает вращение вокруг горизонтальной оси и перемещение в поперечном направлении. Перед тем как сделать первый шаг, робот переносит центр тяжести на одну ногу, а затем производит такое движение при каждом шаге. Общее впечатление — Асимо ходит по-матросски, вразвалочку.

Выходя к публике, робот Асимо, как откровенно сказали его создатели, действовал по жесткой программе. В выставочном павильоне, где гремит музыка и одновременно разговаривает множество людей, а также мигают прожектора, его система управления время от времени давала сбой. Поэтому один из ведущих в любой момент был готов руководить поведением робота по радио.

Робот ARNEA .

А что у нас?

Компания электронных приборов, которая создает первые в нашей стране роботы-гуманоиды, базируется в Санкт-Петербурге. Детища наших робототехников ведут себя почти как люди, только маленькие — рост роботов ARNE и ARNEA — 123 см, вес более-менее стандартный — 61 кг. И двигаются они пока со скоростью неспешного пешехода.

Тем не менее, их создатели, сотрудники ОАО «Новая эра», работающие в тесном сотрудничестве со студентами Санкт-петербургского политехнического университета, этим довольны. Благодаря встроенным приводам и сенсорам, роботы имеют не только 28 степеней свободы в движениях конечностей и туловища, но способны также реагировать на прикосновения, звук и свет, команды, передаваемые им по радио. Распознавая около 40 команд, роботы способны миновать препятствия, отличать и запоминать объекты и цвета, даже говорить.

«Насколько нам известно, мы — единственные, кто разрабатывает роботов-андроидов в России, — сообщил журналистам Александр Яковлев, технический руководитель проекта. — Наши роботы перемещаются и ведут себя подобно людям, поскольку предназначены для использования в быту, для помощи пожилым и одиноким людям, для уборки помещений, замены обслуживающего персонала в барах и ресторанах, больницах и домах престарелых».

Разработанные технологии можно будет применить также в военной или транспортной технике. И хотя мы несколько отстали от зарубежных фирм в данной области, питерские умельцы надеются вскоре это отставание ликвидировать и начать серийное производство андроидов. А чтобы проверить правильность своих разработок и программ, сотрудники «Новой эры» регулярно принимают участие в RoboCup — Всемирном Кубке по футболу среди роботов. На последнем из них, проходившем недавно в г. Радуе, Италия, наша команда заняла 11-е место. Это не так уж плохо, если учесть, что в соревнованиях принимали участие 183 команды, в том числе такие «киты робототехники», как Sony, Fujitsu и Sun.

Организаторы RoboCup надеются, что к 2050 году команда роботов сможет на равных играть с командой людей-футболистов. А сами роботы станут частью нашей повседневной жизни.

С. НИКОЛАЕВ

Кстати…

«ЖЕЛЕЗНЫЙ МУЖИК» ИЗ XVI ВЕКА?

Письма голландского купца Йохана Вема так, наверное, и лежали бы в одном из отделов Национального архива, не найди в них два молодых ученых настоящую сенсацию. Прибыв по торговым делам ко двору Ивана Грозного, купец вскоре узнал потрясающую новость. «Побил железный мужик на потеху пировавшим царского медведя, и бежал медведь от него в ранах и ссадинах», — писал он на родину. И далее: «Железный мужик, на удивление всем, подносил царю чашу с вином, кланялся гостям и что-то напевал на этом невыносимом русском языке, который мне так никогда и не поддался».

Жаль, что не поддался. Наверное, тогда Йохан Вем бы оставил более подробное описание «железного мужика» и его диковинных песен. Однако и найденных строк хватило историку Питеру Дэнси для того, чтобы обратиться к своему другу, приятелю по колледжу, робототехнику Стиву Леннарту. Вдвоем они не поленились найти в архивах письма других современников Ивана Г розного.

Оказалось, упоминание о «железном мужике», прислуживавшем за столом, встречается в бумагах еще двух купцов, которые торговали с Россией и были допущены к царскому двору.

«Железный мужик» также подавал царю при ошеломленных этим зрелищем гостях кафтан, мел метлой двор, указывают свидетели. Когда Ивану Грозному однажды заметили, что вещь эта, наверное, не искусством мастера сотворенная, а так, сказать, дьявольская, он сначала осерчал. Но затем, выпив кубок мальвазии, кликнул трех людей и что-то им приказал. Те открыли спрятанные под одежей железного мужика крышки, там оказались шестерни и пружины, двигавшие руки, ноги и голову. Гости с перепугу протрезвели, а русский царь прихвастнул, будто такие слуги были на Руси еще двести лет назад.

Сказки это или правда, нашим историкам только предстоит выяснить. Ну, а нам будет повод еще раз вернуться к данной теме.