How Boston Dynamics Is Redefining Robot Agility

A világ legdinamikusabb robotjai

A Boston Dynamics bioinspirált robotjai állkapocsba vágó mozgékonyságukkal és állatszerű reflexeikkel mindig is úgy tűnt, hogy nincs párjuk. De ez az elsőség nem akadályozta meg a vállalatot abban, hogy technológiáját új magasságokba emelje, néha szó szerint is. A legújabb lábas gépek képesek fel- és lemászni a hegyeken, átmászni az akadályokon, és még a levegőbe is felugranak, mint egy tornász. Vonzerejüket nem lehet tagadni: Valahányszor a Boston Dynamics feltölt egy új videót a YouTube-ra, az gyorsan milliós nézettséget produkál. Valószínűleg ezek az első olyan robotok, amelyeket internetes sztároknak nevezhetünk.

A Boston Dynamics, amely egykor a Google anyavállalata, az Alphabet, most pedig a japán SoftBank konglomerátum tulajdonában van, sokáig titkolózott terveit illetően. Kevés publikációnak biztosítottak bejárást a Boston melletti Waltham, Massachusetts államban található főhadiszállására. Egy augusztusi reggelen azonban az IEEE Spectrum bejutott. Aznap engedélyt kaptunk egy különleges fotózásra. Elindultunk, hogy megörökítsük a vállalat robotjait akció közben – futás, mászás, ugrálás – nagy sebességű kamerák és erős vakuk segítségével. Az eredményt ezen az oldalon láthatod: állóképek a tiszta robotok mozgékonyságáról.

A fotókból interaktív nézeteket is készítettünk, amelyeket online is felfedezhetsz a Robotok kalauzunkban. Ezekkel az interaktív képekkel 360 fokban forgathatod a robotokat, vagy sétáltathatod és ugráltathatod őket a képernyőn.

A Boston Dynamics az évek során felhalmozott egy minizoo robotállatot, olyan nevekkel, mint BigDog, SandFlea és WildCat. Amikor meglátogattuk, a cég által valaha épített két legfejlettebb gépre koncentráltunk: Spot, egy fürge négylábú, és Atlas, egy felnőtt méretű humanoid.

Spot szinte bármilyen terepen képes navigálni, miközben érzékeli a környezetét. A Boston Dynamics nemrég tette bérelhetővé, és a tervek szerint évente körülbelül ezer darabot gyártanak belőle. Elképzeléseik szerint Spot, vagy akár csomagok is lehetnek belőle, amelyek ipari helyszíneket vizsgálnak, veszélyes anyagokkal kapcsolatos feladatokat látnak el, és csomagokat szállítanak ki. YouTube-hírneve pedig nem maradt észrevétlen:

“Ez tényleg mérföldkő számunkra, hogy a laboratóriumban dolgozó robotoktól eljutottunk a terepmunkára edzett robotokig” – mondja Marc Raibert, a Boston Dynamics vezérigazgatója egy interjúban.

A másik fotóalanyunk, Atlas a Boston Dynamics legnagyobb híressége. Ez a 150 centiméter magas (4 láb 11 hüvelyk magas) humanoid lenyűgöző sportteljesítményekre képes. Aktuátorait egy kompakt, mégis nagy teljesítményű hidraulikus rendszer hajtja, amelyet a vállalat a semmiből fejlesztett ki. Az egyedülálló rendszer biztosítja a 80 kilogrammos (176 font) robot számára a robbanékony erőt, amely olyan akrobatikus ugrások és szaltók végrehajtásához szükséges, amelyek egy ekkora humanoid számára nem tűnnek lehetségesnek. Atlas a YouTube-on paródiavideók sorát és nem kevés viccet ihletett a robotok hatalomátvételéről.

Míg a Boston Dynamics kiválóan ért a robotok gyártásához, azt még be kell bizonyítania, hogy el is tudja adni őket. A vállalat 1992-es megalapítása óta, az MIT spin-offjaként, K+F&K-központú volt, és korai finanszírozásának nagy része amerikai katonai programokból származott. Úgy tűnik, hogy a kereskedelmi hasznosításra helyezett hangsúly a SoftBank általi felvásárlást követően, 2017-ben még inkább felerősödött. A SoftBank alapítója és vezérigazgatója, Masayoshi Son köztudottan szereti a robotokat – és a profitot.

A Spot elindítása jelentős lépés a Boston Dynamics számára, mivel igyekszik “produktivizálni” alkotásait. Raibert szerint hosszú távú céljai mégis ugyanazok maradtak: olyan gépeket akar építeni, amelyek dinamikusan lépnek kapcsolatba a világgal, ahogyan az állatok és az emberek is teszik. Változott egyáltalán valami? Igen, egy dolog – teszi hozzá vigyorogva. Robottechnikai pályafutása elején dolgozatokat írt és számolta az idézeteket. Most a YouTube-nézettséget számolja.

• A reflektorfényben

  

  A Boston Dynamics a Spotot sokoldalúan használható mobil gépnek tervezte, amely sokféle felhasználásra alkalmas. A vállalat nem közölte, hogy mennyibe fog kerülni a Spot, csak annyit mondott, hogy kiválasztott ügyfelek számára teszik elérhetővé, akik lízingelhetik a robotot. A hasznos teherrekesz lehetővé teszi, hogy akár 14 kilogrammnyi extra hardvert is fel lehessen tenni a robot hátára. Az egyik kiegészítő, amelyet a Boston Dynamics tervez kínálni, egy 6 fokos szabadságfokú kar, amely lehetővé teszi Spot számára, hogy megragadja a tárgyakat és kinyissa az ajtókat.

• Super érzékek

  

  Spot hardvere szinte teljes egészében egyedi tervezésű. Nagy teljesítményű feldolgozó lapkákat tartalmaz a vezérléshez, valamint érzékelő modulokat az érzékeléshez. Az érzékelők a robot testének elülső, hátsó és oldalsó részén találhatók. Mindegyik modul egy pár sztereokamerából, egy nagy látószögű kamerából és egy textúraprojektorból áll, amely a 3D érzékelést gyenge fényviszonyok mellett is javítja. Az érzékelők lehetővé teszik, hogy a robot a SLAM, vagyis az egyidejű lokalizáció és térképezés néven ismert navigációs módszert használja az autonóm közlekedésre.

• Stepping Up

  

  A Spot az autonóm viselkedés mellett egy távoli kezelő által is irányítható egy játékszerű vezérlővel. De még kézi üzemmódban is nagyfokú autonómiát mutat a robot. Ha akadály van előttünk, Spot megkerüli azt. Ha lépcső van, Spot felmászik rajta. A robot átvált ezekbe a működési módokba, majd a kapcsolódó műveleteket teljesen önállóan hajtja végre, a kezelőtől érkező input nélkül. Ha le akar menni egy lépcsőn, Spot hátrafelé megy, ami a Boston Dynamics szerint nagyobb stabilitást biztosít.

• Funky Feet

  

  Spot lábait 12 egyedi egyenáramú motor hajtja, amelyek mindegyike nagy nyomatékot biztosít. A robot képes előre, oldalra és hátrafelé járni, és 1,6 méter/másodperces csúcssebességgel trappolni. Helyben is tud fordulni. Más jármódok közé tartozik a kúszás és a járkálás. Az egyik rendkívül népszerű YouTube-videóban Spot a “Uptown Funk” című popslágerre táncolva mutatja be díszes lábmunkáját.”

• Robot Blood

  

  Az Atlas meghajtásáról egy 28 aktuátorból álló hidraulikus rendszer gondoskodik. Ezek a működtetők alapvetően nyomás alatt lévő folyadékkal töltött hengerek, amelyek nagy erővel képesek dugattyút hajtani. Nagy teljesítményük részben az egyedi szervószelepeknek köszönhető, amelyek lényegesen kisebbek és könnyebbek, mint a Boston Dynamics által a korábbi tervekben használt repülőgépipari modellek. Bár kívülről nem látható, az Atlas belseje tele van ezekkel a hidraulikus működtetőkkel, valamint az őket összekötő folyadékvezetékekkel. Amikor az egyik ilyen vezeték elszakad, az Atlas kivezeti a hidraulikus folyadékot, ami történetesen piros színű.

• Next Generation

  

  Az Atlas jelenlegi változata az eredeti modell alapos továbbfejlesztése, amelyet a DARPA Robotics Challenge 2015-ös versenyére építettek. A legújabb robot könnyebb és mozgékonyabb. A Boston Dynamics ipari minőségű 3D-nyomtatókat használt a kulcsfontosságú szerkezeti elemek elkészítéséhez, így a robot nagyobb szilárdság/tömeg arányt kapott, mint a korábbi konstrukciók. A következő generációs Atlas olyasmire is képes, amire elődje, mint ismeretes, nem volt képes: Fel tud állni egy esés után.

• Walk This Way

  

• Biológiai ihletésű

  

  Az Atlas vezérlőszoftvere nem mondja meg kifejezetten a robotnak, hogyan mozgassa az ízületeit, hanem matematikai modelleket használ a robot testének alapvető fizikájáról és a környezettel való kölcsönhatásáról. Az Atlas az egész testére támaszkodik az egyensúlyozáshoz és a mozgáshoz. Amikor átugrik egy akadályt, vagy akrobatikus mutatványokat hajt végre, a robot nemcsak a lábait, hanem a felsőtestét is használja, a karjait lendíti, hogy úgy mozogjon, ahogy egy sportoló tenné.

Ez a cikk a 2019. decemberi nyomtatott számban “By Leaps and Bounds.”

címmel jelenik meg.