Cum redefinește Boston Dynamics agilitatea roboților

O privire exclusivă asupra celor mai dinamici roboți din lume

Cu o agilitate uluitoare și reflexe asemănătoare cu cele ale animalelor, roboții bioinspirați de la Boston Dynamics au părut întotdeauna că nu au egal. Dar această preeminență nu a împiedicat compania să își împingă tehnologia spre noi culmi, uneori la propriu. Cea mai recentă serie de mașinării cu picioare poate urca și coborî dealuri, se poate cățăra peste obstacole și chiar să sară în aer ca un gimnast. Nu se poate nega atractivitatea lor: De fiecare dată când Boston Dynamics încarcă un nou videoclip pe YouTube, acesta adună rapid milioane de vizualizări. Aceștia sunt, probabil, primii roboți pe care îi poți numi vedete ale internetului.

Boston Dynamics, deținută cândva de compania mamă a Google, Alphabet, iar acum de conglomeratul japonez SoftBank, a fost mult timp secretă în ceea ce privește proiectele sale. Puține publicații au avut acces la sediul său din Waltham, Massachusetts, în apropiere de Boston. Dar într-o dimineață din luna august a anului trecut, IEEE Spectrum a reușit să intre. Ni s-a dat permisiunea de a face un tip unic de ședință foto în acea zi. Ne-am propus să surprindem roboții companiei în acțiune – alergând, cățărându-se, sărind – folosind camere de mare viteză cuplate cu stroboscoape puternice. Rezultatele pe care le vedeți pe această pagină: cadre înghețate de agilitate robotică pură.

Am folosit, de asemenea, fotografiile pentru a crea vizualizări interactive, pe care le puteți explora online pe Ghidul nostru pentru roboți. Aceste interacțiuni vă permit să rotiți roboții la 360 de grade sau să îi faceți să meargă și să sară pe ecran.

Boston Dynamics a adunat de-a lungul anilor un minizoo de bestii robotice, cu nume precum BigDog, SandFlea și WildCat. Când am vizitat-o, ne-am concentrat asupra celor mai avansate două mașini pe care compania le-a construit vreodată: Spot, un patruped agil, și Atlas, un umanoid de dimensiuni adulte.

Spot poate naviga pe aproape orice tip de teren în timp ce își detectează mediul înconjurător. Boston Dynamics l-a pus recent la dispoziție pentru închiriere, cu planuri de a fabrica ceva de genul a o mie de unități pe an. Aceasta are în vedere ca Spot, sau chiar pachete de ele, să inspecteze situri industriale, să efectueze misiuni cu materiale periculoase și să livreze pachete. Iar faima sa pe YouTube nu a trecut neobservată: Chiar și divertismentul este o posibilitate, Cirque du Soleil audiindu-l pe Spot ca un potențial nou membru al trupei.

„Este cu adevărat o piatră de hotar pentru noi să trecem de la roboți care lucrează în laborator la aceștia care sunt căliți pentru a lucra pe teren”, spune directorul executiv al Boston Dynamics, Marc Raibert, într-un interviu.

Celălalt subiect fotografic al nostru, Atlas, este cea mai mare celebritate a Boston Dynamics. Acest umanoid cu o înălțime de 150 de centimetri este capabil de performanțe atletice impresionante. Acționările sale sunt acționate de un sistem hidraulic compact, dar puternic, pe care compania l-a proiectat de la zero. Sistemul unic îi conferă robotului de 80 de kilograme (176 de lire sterline) forța explozivă necesară pentru a efectua salturi acrobatice și răsturnări de situație care nu par a fi posibile pentru un umanoid atât de mare. Atlas a inspirat o serie de videoclipuri de parodie pe YouTube și mai mult decât câteva glume despre o preluare a puterii de către roboți.

În timp ce Boston Dynamics excelează la fabricarea de roboți, încă nu a dovedit că îi poate vinde. Încă de la înființarea sa, în 1992, ca un spin-off de la MIT, compania a fost o operațiune centrată pe R&D, cea mai mare parte a finanțării sale timpurii provenind din programe militare americane. Accentul pus pe comercializare pare să se fi intensificat după achiziționarea de către SoftBank, în 2017. Fondatorul și directorul general al SoftBank, Masayoshi Son, este cunoscut ca iubitor de roboți – și de profituri.

Lansarea Spot este un pas important pentru Boston Dynamics, care încearcă să își „productivizeze” creațiile. Cu toate acestea, Raibert spune că obiectivele sale pe termen lung au rămas aceleași: vrea să construiască mașini care să interacționeze cu lumea în mod dinamic, așa cum fac animalele și oamenii. S-a schimbat ceva? Da, un singur lucru, adaugă el cu un zâmbet. La începutul carierei sale de robotician, obișnuia să scrie lucrări și să își numere citatele. Acum își numără vizualizările de pe YouTube.

• În lumina reflectoarelor

  

  Boston Dynamics a proiectat Spot ca o mașină mobilă versatilă potrivită pentru o varietate de aplicații. Compania nu a anunțat cât va costa Spot, spunând doar că acesta va fi pus la dispoziția unor clienți selectați, care vor putea închiria robotul. Un compartiment de încărcare utilă vă permite să adăugați până la 14 kilograme de hardware suplimentar în spatele robotului. Unul dintre accesoriile pe care Boston Dynamics plănuiește să le ofere este un braț cu 6 grade de libertate, care îi va permite lui Spot să prindă obiecte și să deschidă uși.

• Super Senzori

  

  Hardware-ul lui Spot este aproape în întregime proiectat la comandă. Acesta include plăci de procesare puternice pentru control, precum și module de senzori pentru percepție. Senzorii sunt localizați în partea din față, din spate și pe părțile laterale ale corpului robotului. Fiecare modul este format dintr-o pereche de camere stereo, o cameră cu unghi larg și un proiector de texturi, care îmbunătățește detecția 3D în condiții de lumină slabă. Senzorii permit robotului să utilizeze metoda de navigație cunoscută sub numele de SLAM, sau localizare și cartografiere simultană, pentru a se deplasa în mod autonom.

• Stepping Up

  

  Pe lângă comportamentele sale autonome, Spot poate fi condus și de un operator de la distanță cu un controler în stil de joc. Dar chiar și atunci când se află în modul manual, robotul prezintă în continuare un grad ridicat de autonomie. Dacă există un obstacol în față, Spot îl va ocoli. Dacă există scări, Spot le va urca. Robotul intră în aceste moduri de operare și apoi execută acțiunile aferente complet de unul singur, fără nicio intervenție din partea operatorului. Pentru a coborî un tronson de scări, Spot merge cu spatele, o abordare despre care Boston Dynamics spune că oferă o mai mare stabilitate.

• Funky Feet

  

  Picioarele lui Spot sunt acționate de 12 motoare de curent continuu personalizate, fiecare fiind angrenat pentru a oferi un cuplu mare. Robotul poate merge înainte, în lateral și înapoi și poate tropăi la o viteză maximă de 1,6 metri pe secundă. De asemenea, se poate întoarce pe loc. Printre alte mișcări se numără târârea și mersul pe jos. Într-un videoclip extrem de popular pe YouTube, Spot își arată jocul de picioare fantezist, dansând pe hit-ul pop „Uptown Funk.”

• Robot Blood

  

  Atlas este acționat de un sistem hidraulic format din 28 de actuatoare. Aceste actuatoare sunt, practic, cilindri umpluți cu fluid presurizat care pot acționa un piston cu o forță mare. Performanța lor ridicată se datorează, în parte, unor servovalve personalizate care sunt semnificativ mai mici și mai ușoare decât modelele aerospațiale pe care Boston Dynamics le folosea în proiectele anterioare. Deși nu sunt vizibile din exterior, măruntaiele unui Atlas sunt pline de aceste actuatoare hidraulice, precum și de conductele de fluid care le conectează. Atunci când una dintre aceste conducte se rupe, Atlas sângerează fluidul hidraulic, care se întâmplă să fie roșu.

• Noua generație

  

  Versiunea actuală a lui Atlas este o actualizare completă a modelului original, care a fost construit pentru DARPA Robotics Challenge în 2015. Cel mai nou robot este mai ușor și mai agil. Boston Dynamics a folosit imprimante 3D de nivel industrial pentru a realiza piese structurale cheie, ceea ce îi conferă robotului un raport rezistență-greutate mai mare decât modelele anterioare. De asemenea, noua generație Atlas poate face ceva ce predecesorul său, celebru, nu a putut face: Se poate ridica după o cădere.

• Walk This Way

  

  Pentru a-l controla pe Atlas, un operator asigură conducerea generală prin intermediul unui controler manual, în timp ce robotul își folosește camerele stereo și lidar pentru a se adapta la schimbările din mediul înconjurător. Atlas poate, de asemenea, să îndeplinească anumite sarcini în mod autonom. De exemplu, dacă adăugați etichete speciale de tip cod de bare la cutiile de carton, Atlas poate să le ridice și să le stivuiască sau să le așeze pe rafturi.

• Inspirat biologic

  

  Software-ul de control al lui Atlas nu îi spune explicit robotului cum să își miște articulațiile, ci mai degrabă folosește modele matematice ale fizicii care stau la baza corpului robotului și a modului în care acesta interacționează cu mediul înconjurător. Atlas se bazează pe întregul său corp pentru a se echilibra și a se mișca. Atunci când sare peste un obstacol sau face acrobații, robotul își folosește nu doar picioarele, ci și partea superioară a corpului, legănându-și brațele pentru a se propulsa, la fel cum ar face-o un atlet.

Acest articol apare în ediția tipărită din decembrie 2019 sub titlul „By Leaps and Bounds.”

.