Роботы Amazon узнают о присутствии человека по сигналу электронного жилета
Крупнейший в мире интернет-магазин Amazon создал для своих сотрудников специальный жилет, который снижает вероятность столкновения с роботом. Как сообщает TechCrunch, жилет уведомляет роботов о присутствии человека и, таким образом, обеспечивает дополнительную защиту от потенциального столкновения.
Взаимодействие между человеком и роботом (Human-robot interaction, HRI) — это одно из важнейших направлений в современной робототехнике. В рамках него создаются самые разные средства для облегчения коммуникации между человеком и роботом, ведь иногда роботу нужно работать вместе с человеком, а иногда роботы действуют автономно, но стандартного набора датчиков и алгоритма уклонения от препятствий может не хватить, что, в свою очередь, может привести к легким травмам и неприятной социальной ситуации, а порой и к вполне серьезным повреждениям, если, например, мощный промышленный манипулятор не заметит человека (для этого сценария, например, немецкие инженеры оборудовали робоманипулятор подушкой безопасности, которая быстро надувается при приближении человека).
Amazon уже давно использует роботов, поскольку они в 4-5 раз эффективнее сотрудников компании, работающих на складах. За планирование маршрутов роботов отвечает централизованная система, она управляет 130-килограммовыми роботами, которые могут перевозить грузы массой до 280 килограммов и передвигаются на скорости до 7,5 километров в час. Таким образом, при неправильном распознавании человека или при его неожиданном появлении на пути робот может нанести довольно серьезный удар. Для того, чтобы снизить риск получения травм, работники заранее должны указывать через систему управления, в какой зоне они будут находиться, чтобы планировщик маршрутов направил роботов другим путем, однако такой способ плохо подходит для незапланированных работ — например, если нужно отремонтировать робота или поднять упавшую на пол коробку, местоположение которой известно лишь приблизительно.
Теперь компания разработала дополнительное средство безопасности в виде электронного жилета, который уведомляет роботов о присутствии человека поблизости. Таким образом, система управления роботами может на лету подстраивать маршруты, оперативно отслеживая перемещение человека, а робот снизит скорость, если обнаружит рядом человека.
Стоит отметить, что обычно датчики устанавливаются на самих роботов, и в этом смысле решение Amazon выглядит оригинально — жилет функционирует независимо от датчиков конкретного робота, а значит, даже если датчики конкретного робота будут неисправны, он все равно сможет обнаружить присутствие человека и избежать столкновения.
Неверные действия робота могут привести не только к травме, но и к смерти человека — например, в США за 14 лет роботы-хирурги оказались причастны к смертям 144 пациентов, однако подробностей о произошедшем в каждом конкретном случае почти нет. Известно лишь, что в 33,7 процентах случаев смерть наступала из-за осложнений в процессе операций или была следствием неизбежного риска, 7 процентов относятся к ошибкам оператора. О том какие программные ошибки убивают людей и угрожают человечеству, читайте в нашем материале #titanic {float: none;}.
Николай Воронцов
А также летать, ездить и самостоятельно прокладывать маршрут
Инженеры разработали робота-трансформера под названием Morphobot M4, который может ездить как четырехколесный ровер, летать как квадрокоптер, ходить как четвероногий робот и стоять вертикально, балансируя на двух ногах-колесах. Кроме того он способен комбинировать эти режимы, чтобы преодолевать встречающиеся на пути препятствия. Робот оснащен автономной системой навигации и может самостоятельно прокладывать маршрут, выбирая подходящий режим передвижения. Благодаря таким возможностям Morphobot сможет применяться для широкого спектра задач, оптимально расходуя энергию. Статья опубликована в журнале Nature Communications. Большинство из существующих сегодня типов роботов не универсальны и не могут передвигаться в любых условиях одинаково эффективно. К примеру, мультикоптеры тратят много энергии в полете и поэтому могут находиться в воздухе непродолжительное время, а колесные и ходячие роботы обладают более высокой энергоэффективностью, но ограничены передвижением по относительно ровной поверхности. Инженеры пытаются обойти эти ограничения через создание гибридных конструкций. Например, американские инженеры совместили квадрокоптер с ходячим двуногим роботом, а разработчики из Кореи собрали гибрид коптера с колесным ровером. Большинство подобных проектов объединяет один недостаток: часть конструкции робота, предназначенная для передвижения в одной среде, никак не используется при движении в другой, выступая лишь в качестве пассивного груза. Инженеры под руководством Мортезы Гариба (Morteza Gharib) из Калифорнийского технологического института решили создать гибридного робота, все части конструкции которого принимают участие в разных типах движения. В результате у них получился робот-трансформер Morphobot M4, который представляет собой гибрид квадрокоптера и четырехколесного робота. Его масса около шести килограмм, а многие детали выполнены из углеволокна и с помощью 3D-печати. В режиме колесного ровера длина робота составляет 0,7 метра, а ширина и высота 0,35 метра. Четыре колеса робота диаметром 0,25 метра расположены на концах балок, которые играют роль подвижных конечностей. Они могут отклоняться сервомоторами в двух направлениях продольно и перпендикулярно в сторону от корпуса. Колеса приводятся в движение отдельными электромоторами. При трансформации в квадрокоптер обода выступают в роли защитных бамперов для воздушных винтов, расположенных внутри колес с электромоторами в осях, а четыре конечности робота разворачиваются, направляя плоскости пропеллеров параллельно поверхности земли. Корпус робота в этом режиме поддерживается расположенными снизу посадочными опорами. Суммарная тяга всех четырех винтов составляет около девяти килограмм. Morphobot может комбинировать два основных режима, например, для того чтобы преодолевать препятствия, которые он не может переехать. Для этого роторы в одной части робота разворачиваются в полетный режим, а вторая пара конечностей продолжает опираться на колеса. Таким образом робот может забираться на крутые склоны с наклоном больше 45 градусов, затрачивая меньше энергии, чем при полноценном полете в режиме квадрокоптера. Также используя пару винтов только с одной стороны М4 может принять вертикальное положение, балансируя на двух колесах, напоминая при этом двуногий ходячий робот. В режиме ровера М4 может регулировать высоту корпуса относительно поверхности, выдвигая конечности с колесами вперед и назад. Это может пригодиться для преодоления препятствий с ограничением по высоте. Робот также может ходить как четвероногий, перебирая конечностями с колесами как ногами, это может пригодится для преодоления неровностей на пути. Помимо этого, М4 способен использовать конечности с колесами в роли манипуляторов, ухватывая и удерживая предметы с помощью колесных ободов. В качестве примера разработчики продемонстрировали, как робот удерживает таким образом небольшой шар, балансируя при этом на двух колесах в вертикальном положении. Morphobot может передвигаться автономно, трансформируясь в наиболее подходящий в текущей ситуации режим. Для низкоуровневого управления используются два отдельных микроконтроллера, которые отвечают за движения колес и конечностей в режиме ровера и за полет в режиме коптера. Навигация и планирование маршрута происходят с помощью компьютера Jetson Nano, который использует данные об окружении, поступающие со стереокамеры Intel RealSense. На борту также есть инерционный измерительный модуль, средства беспроводной коммуникации для удаленного управления и батарея емкостью 4000 миллиампер-час. https://www.youtube.com/watch?v=S4eQXXxUnNE По словам разработчиков, такие способности позволят использовать подобных роботов-трансформеров для широкого спектра задач, например, для поиска и спасения людей во время стихийных бедствий, или в качестве робота для исследования космоса. Ранее мы рассказывали о другом дроне-трансформере с необычной конструкцией под названием DRAGON, которого построили японские инженеры. Он состоит из нескольких сегментов, может менять форму прямо в полете, захватывать предметы, огибая их с двух сторон и поворачивать вентили.