Если вы хотите понять, для чего создан тот или иной футуристический человекоподобный робот, посмотрите на его руки. На прошлой неделе компании Boston Dynamics и Figure AI опубликовали пару видеороликов, которые наглядно показали, что для выполнения определённых задач требуется гораздо больше «человеческого прикосновения».
Boston Dynamics демонстрирует новые «хватательные устройства» для своего заводского робота Atlas
В первом случае компания Hyundai, которой принадлежит Boston Dynamics, продемонстрировала новую пару «хватательных устройств» для своего урезанного заводского робота Atlas. (Читатели, знакомые с компанией, возможно, больше знакомы со старшим, более крепким предшественником Atlas). Трёхпалый захват с тремя пальцами, один из которых выполняет функцию удлиненного большого пальца, особенно хорошо подходит для захвата и удержания предметов. Хотя Atlas был разработан так, чтобы напоминать человека и в других отношениях, его руки не совсем соответствуют человеческим. Вместо этого, по словам инженеров компании, конструкция была оптимизирована для сортировки, упаковки и обработки предметов — всё это Atlas должен будет выполнять неоднократно на заводе или складе.
«Цель состоит в том, чтобы прилагать как можно меньше усилий, сохраняя при этом надёжный захват», — сказал инженер-механик Atlas Карл Прайс.
Это резко контрастирует с гораздо более человекоподобными руками роботов, представленными Figure на прошлой неделе. В эффектном видео, анонсирующем запуск модели «Figure 03» в одежде из трикотажа, компания демонстрирует своих роботов, выполняющих деликатные задачи, такие как полив растений, мытьё посуды и аккуратная передача стакана воды своим человеческим хозяевам.
Как и Tesla со своим роботом Optimus, ласкающим яйцо, Figure ясно дала понять, что видит будущее человекоподобных роботов в доме. Компания описывает свою новейшую модель как «универсального человекоподобного робота для повседневного использования».
Но повседневные задачи, перечисленные выше, а также многие другие, требуемые от функционального робота-дворецкого, ставят перед инженерами другие задачи, чем те, с которыми сталкивается машина, предназначенная для сортировки коробок в течение всего дня. Другими словами, руки дают более ясное представление о более широком месте робота в мире.
Почему руки человека так сложно скопировать
Руки — одна из самых сложных частей человеческого тела, которую сложно точно воспроизвести в роботизированной форме. Каждая рука содержит более 30 мышц и 27 суставов, обеспечивающих 27 степеней свободы. В них также более 17 000 рецепторов осязания и нервных окончаний, что позволяет нам выполнять самые разные действия — от нажатия на клавиатуру и деликатного письма ручкой до подъёма тяжёлой штанги.
И хотя за последние годы роботизированные руки и передовые протезы конечностей добились значительного прогресса, ни один из них не сравнится с совершенством, надёжностью и врождённой простотой человеческой руки. Это представляет серьёзную проблему для человекоподобных роботов, которых всё чаще предлагают в качестве инструментов для расширения или замены человеческого труда.
«Большинство моторных действий рук в этих секторах требуют не только точных движений, но и адаптивных реакций на непредсказуемые переменные, такие как неправильная форма предметов, различные текстуры и динамические условия окружающей среды», — рассказал профессор гражданского строительства Университета Флориды Эрик Дю в интервью BBC ранее в этом году.
Иногда трёх пальцев более чем достаточно
В случае с Atlas новая трёхпалая рука-захват является эволюцией конструкции старого робота. Оригинальная модель работала большую часть времени, но была склонна к сбоям при длительном использовании. Это привело к разработке второго поколения захватов, предназначенных для того, чтобы быть «прочными и надёжными».
В видео Прайс отмечает, что текущая версия имеет семь степеней свободы и семь исполнительных механизмов, по два на каждый палец и один, предназначенный исключительно для шарнирного соединения большого пальца. Каждый кончик пальца оснащён тактильными датчиками, имитирующими человеческое чувство осязания. В ладони робота также встроены камеры.
Но наиболее значительным нововведением стало добавление функции, которая отличает человеческие руки от рук большинства других животных: противопоставленный большой палец. Это может показаться не таким уж важным на первый взгляд, но инженеры Boston Dynamics говорят, что изменение значительно расширяет типы захватов, которые может выполнять Atlas, и повышает гибкость робота при принятии решения, как что-то поднять.
«На самом деле за последний год или около того мы поняли, что можем схватить почти всё, что мы бросаем в него», — сказал директор по поведению роботов Atlas Альберто Родригес.
Почему роботам-дворецким понадобятся человеческие руки
Трёх пальцев может быть достаточно для заводских условий, но Figure — и другие компании, надеющиеся внедрить человекоподобных роботов в дом, — считают, что большего количества пальцев необходимо.
Стройная модель Figure 03 высотой 5 футов 6 дюймов оснащена встроенными камерами на ладони в каждой руке, которые помогают «визуально отслеживать объекты во время захвата на близком расстоянии». Эта новая модель также имеет более мягкие и адаптивные кончики пальцев, чем предыдущие версии, что, по словам Figure, позволяет более стабильно захватывать предметы различных размеров, форм и текстур. Каждый палец оснащён новым типом тактильного датчика, способного улавливать усилия величиной до трёх граммов. Это означает, что робот может регистрировать такие лёгкие предметы, как скрепка или игральная карта.
«Руки Figure 03 представляют собой значительный скачок в разработке совместимых и тактильных систем», — отмечают в компании.
Но, как отметили инженеры Boston Dynamics, вся эта дополнительная сложность увеличивает риск сбоя. Потенциальные затраты высоки. Хотя робот-дворецкий, разбивающий пару стаканов, может показаться разумным компромиссом, ставки становятся намного выше, когда роботам поручают аккуратно раскладывать лекарства по рецептам для пожилых людей или безопасно обращаться с ребёнком. Figure и её конкуренты амбициозно заявляют о том, что роботы появятся в домах раньше, чем позже, но реальные временные рамки такого будущего остаются в лучшем случае туманными.
Будущие роботы могут стать ещё более человечными
Даже инженеры Boston Dynamics, которые вложили значительные средства в разработку захватов, видят будущее, в котором роботы будут больше напоминать людей.
Есть основания полагать, что будущее как для производственных роботов, так и для тех, которые предназначены для дома, может стать гораздо более человечным. В случаях, когда роботы должны работать вместе с людьми на заводах, наличие пятипалых рук позволяет им использовать инструменты, уже созданные для человеческих работников. Это может снизить необходимость в разработке совершенно новых инструментов и систем, специально адаптированных для роботов. Это также даёт лидерам отрасли больше стимулов для сокращения численности рабочей силы.
«Всё это подталкивает нас, не обязательно по замыслу, но естественным и органическим образом, к более антропоморфным конструкциям захватов», — сказал Родригес.