Встречайте Apollo, «iPhone» робот-гуманоид

Гуманоиды, которые занимаются домашними делами или строят жилища на лунной поверхности, могут показаться чем-то из научной фантастики. Но команда робототехнического стартапа Apptronik из Остина предвидит будущее, в котором роботы общего назначения будут выполнять «скучную, грязную и опасную» работу, чтобы людям не приходилось этого делать.

В среду был представлен дизайн новейшего гуманоидного робота Apptronik по имени Аполлон.

Робот имеет тот же масштаб, что и человек: рост 5 футов 8 дюймов (1,7 метра) и вес 160 фунтов (72,6 килограмма).

Apollo может поднимать 55 фунтов (25 килограммов) и был разработан для массового производства и безопасной работы вместе с людьми. Робот использует электричество, а не гидравлику, которая не считается безопасной, и имеет четырехчасовую батарею, которую можно заменить, чтобы он мог работать в течение 22-часового рабочего дня.

Чтобы избежать территории «зловещей долины» — явления, при котором люди чувствуют себя неловко из-за появления человекоподобного робота, базирующаяся в Остине фирма Argodesign оснастила Apollo функциями, которые призваны чувствовать себя доступными — и даже дружелюбными.

На груди у робота есть цифровые панели, которые четко сообщают об оставшемся заряде батареи, текущей задаче, над которой он работает, когда она завершит работу и что будет делать дальше. У Аполлона также есть лицо и преднамеренные движения, например, поворот головы, чтобы указать, куда он пойдет.

Первоначальная цель Apollo — использовать его в логистике, взяв на себя физически сложные роли внутри складов, чтобы улучшить цепочку поставок за счет решения проблемы нехватки рабочей силы. Но у команды Apptronik есть долгосрочное видение Apollo, рассчитанное как минимум на следующее десятилетие.

«Наша цель — создать универсальных роботов, способных делать все то, чего мы не хотим делать, чтобы помочь нам здесь, на Земле, и в конечном итоге однажды исследовать Луну, Марс и за ее пределами», — сказал Джефф Карденас, соучредитель и генеральный директор Apptronik. .

Проектирование гуманоида

Прежде чем запустить Apptronik в 2016 году, члены команды работали в лаборатории робототехники, ориентированной на человека, в Техасском университете в Остине

В центре внимания лаборатории было то, как люди и роботы будут взаимодействовать в будущем», — сказал Карденас. «Как люди, наш самый ценный ресурс — это время, а наше время здесь ограничено. И как производители инструментов, мы теперь можем создавать для себя инструменты, которые возвращают нам больше времени».

Находясь в лаборатории, команда была выбрана для работы над Валькирией, роботом НАСА, во время конкурса DARPA Robotics Challenge в период с 2012 по 2013 год.

Робот ростом 6 футов 2 дюйма (1,9 метра) и весом 300 фунтов (136 килограммов) представляет собой двуногого робота-гуманоида, способного ловко манипулировать и ходить (в том числе преодолевать препятствия и вокруг них), переносить предметы и открывать двери. По словам Шона Азими, руководителя группы ловких роботов в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне

Электрический робот модифицировался и совершенствовался с момента его дебюта в 2013 году, и в настоящее время он проходит испытания в качестве удаленного смотрителя беспилотных и морских энергетических объектов в Австралии.

Корни Apollo лежат в дизайне Valkyrie, а команда Apptronik потратила годы на создание уникальных роботов и компонентов, кульминацией которых стал гуманоид, способный функционировать в средах, предназначенных для людей. По словам Карденаса, роботы на сборочных линиях часто привинчиваются к земле или подключаются к стене и могут функционировать только в специально отведенных для них местах.

По словам Карденаса, вместо узкоспециализированных роботов, которые могут служить только одной цели, Apptronik хотела, чтобы Apollo стал «iPhone роботов».

«Цель — создать одного робота, который сможет делать тысячи разных вещей», — сказал он. «Это обновление программного обеспечения, не связанное с выполнением новой задачи или новым поведением».

В конце концов, цена Apollo будет ниже средней цены автомобиля. Традиционные роботы полагаются на высокоточные детали. Но внедрение камер и систем искусственного интеллекта позволило разработать роботов, которые меньше полагаются на предварительное программирование и вместо этого более чутко реагируют на окружающую среду, а это означает, что детали, используемые в производстве, становятся более доступными, сказал Карденас.

В этом году Apptronik сосредоточен на привлечении коммерческих клиентов и производителей, которые заинтересованы в том, как Apollo может улучшить свою логистику. Компания планирует выйти на полную коммерческую производительность к концу 2024 года.

Apollo начнет работу на фабриках и складах, выполняя простые задачи, такие как перемещение коробок и катание тележек. Но со временем функциональность Apollo увеличится за счет новых моделей и обновлений до такой степени, что ее можно будет использовать в строительстве, производстве электроники, торговых площадях, доставке на дом и даже в уходе за пожилыми людьми.

Двигаюсь как человек

В основе конструкции Apollo лежат приводы или мускулы робота. Команда Apptronik работала над более чем 35 итерациями основных приводов, которые позволяют Аполлону ходить, сгибать руки и хватать предметы, как человек.

«В теле человека около 300 мышц», — сказал доктор Ник Пейн, соучредитель и технический директор Apptronik. «Наша цель, как инженеров, — упростить сложность, поэтому внутри системы робота Apollo имеется около 30 различных групп мышц, необходимых для выполнения основных действий и действий».

До Apollo компания Apptronik сосредоточилась на том, что она называла роботом-гуманоидом быстрой разработки. Хотя он включал ограниченные возможности манипулирования и простые руки, основное внимание в конструкции уделялось улучшению передвижения робота.

«Мы разрабатываем робототехнику таким образом, чтобы аппаратное и программное обеспечение развивались синхронно друг с другом», — сказал Пейн.

В голове Аполлона находится камера восприятия, а датчики на его туловище помогают роботу составить карту окружающей среды на 360 градусов и определить, куда он может двигаться. «Мозг» робота, или главный компьютер, также расположен в его груди.

Датчики помогают роботу сохранять ориентацию, когда он преодолевает препятствия или обходит их. Этот вид передвижения будет ключевым, поскольку Аполлон пробирается в более неопределенную среду, например, на открытом воздухе и когда-нибудь даже на поверхность Луны.

«Роботы должны быть способны работать в таком же хаосе и неопределенности, в которых могут существовать люди», — сказал Пейн.

В конце концов, Apollo станет автономным, но команда Apptronik по-прежнему хочет, чтобы был определенный уровень контроля над тем, что будет делать робот. По словам Карденаса, хотя управление сначала будет осуществляться с помощью планшетов или интеллектуальных устройств, в будущем человек сможет подойти к Аполлону и сказать ему, что делать.

На Луну и за ее пределы

Apptronik является одним из партнеров НАСА, который работает над проектами роботов-гуманоидов. Земля является испытательным полигоном для Аполлона, и однажды будущая версия робота сможет работать в опасных космических условиях, и людям не придется это делать.

По словам Пейна, потребуется несколько шагов в разработке, чтобы подготовить человекоподобных роботов к работе в космическом вакууме, поэтому «Аполлон» может сначала отправиться на Международную космическую станцию.

«Для исследования космоса нам действительно нужны системы, обладающие более чем одним навыком, которые являются гибкими и адаптируемыми, как для множества задач, о которых мы знаем, так и, возможно, для некоторых задач, которые мы не будем предвидеть, пока они действительно не возникнут в ходе освоения космоса. разведка», — сказал Азими.

Нынешняя архитектура программы НАСА «Артемида», целью которой является возвращение людей на Луну и, в конечном итоге, высадка миссий с экипажем на Марс, предполагает появление марсохода под давлением на поверхности Луны, как только миссия «Артемида VI» запланирована на 2030 год, сказал Азими. В этот период исследования Луны в начале 2030-х годов Азими считает, что роботы, подобные Аполлону, также могут пригодиться.

Преимущество использования роботов-гуманоидов, таких как «Аполлон», в космосе заключается в том, что их можно использовать для создания и тестирования сред, спроектированных с учетом потребностей людей, таких как лунные и марсианские среды обитания, до прибытия астронавтов. Но роботы столкнутся с проблемами, и их необходимо проектировать с меньшими ограничениями, чем их земные аналоги. Например, роботу-гуманоиду может потребоваться ползать в среде марсохода, похожего по размеру на автофургон, и при этом иметь силу и гибкость, чтобы открывать герметичные двери, сказал Азими.

«Я надеюсь и мечтаю, что в течение следующих 10 лет у нас появятся роботы общего назначения, которые будут развернуты в космосе, и что мы сможем реализовать некоторые преимущества наличия роботизированных систем, которые позволят экипажу гораздо больше сосредоточиться на вещи, которые люди умеют лучше всего — исследовать и делать научные открытия», — сказал Азими.