?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Компания «Бостон Дайнемикс» (Boston Dynamics) образована в Массачусетском Технологическом Институте (MIT) в 1992 году профессором Марком Райбертом, основавшим также лабораторию ходьбы, Leg Lab, 1980 г. В этой лаборатории был разработан стабильный прыгающий механизм, что стало огромным прорывом в прикладной физике ходьбы.

Последняя разработка компании — робот «Большой пес» (BigDog), переносящий по пересеченной местности груз до 120 кг со скоростью до 6 км/ч, а также взбираться по склону крутизной до 35° (это 70% — никакой колесной машине такое не под силу!). Обязательно посмотрите видео на этой странице, впечатляет оно невероятно! Там засняты моменты самых сложных испытаний устойчивости, которые машина проходит с блеском. Как я понимаю, машина приводится в действие гидравлическими актуаторами: для электрических они слишком легки и компактны, а пневматические можно было бы разпознать по характерному звуку выхлопа.

Компьютер не используется сегодня и на тысячную долю тех возможностей, которые от него можно было бы получить. Как сказал Абельсон еще в 80-х (но его слова до сих пор в силе), околокомпьютерные науки делают только первые шаги, и мы даже не понимаем, чем, какой наукой мы занимаетмся: частью наука, частью техника, а частью и магия.

Этот робот — необходимая часть для продвижения цивилизации в те места, куда можно добраться или на осле, или на вертолете (вспомните Мимино). Можно много спорить о достоинствах и вреде техногенной цивилизации, но, тем не менее, жизнь в горах настолько непроста, что сдерживает и медицину, и образование, и культуру в тех местах: и врачу, и учителю приходится заготавливать корм для осла, когда они могли бы учить и лечить; да и способные люди уезжают из таких мест. Такая машина для горных троп — все-таки огромный шаг вперед для облегчения жизни там, где она действительно очень тяжела.

Не следует думать, что все технические разработки, которые финансирует DARPA — исключительно военные: в США это большая статья перераспределения части налогов в науку. Один из таких же научных проектов, разработанных для армии, а использующийся всеми — компьютерная сеть, устойчивая к исчезновению узлов. Топология и протоколы, разработанные в том проекте, как раз и являются основой современного Интернета. Если бы этот робот представлял интерес для армии как основа для наступательного оружия, совершенно точно — никакого видео нам бы не показали.

Последняя редакция книги Райберта о механизмах ходьбы и ходячих механизмах: Raibert, Marc. Legged Robots that Balance. Cambridge: MIT Press, 2000.

С благодарностью exlerу, запись в блоге которого подтолкнула меня написать эту заметку.

Comments

fregimus
Apr. 18th, 2008 08:01 pm (UTC)
Ролик с пародией (там, где два полуосла) показывает, что до природы еще далеко - настолько заметно разница в пластике.
Удивительно, но мне первая ссылка, что мене на этот ролик попалась, называлась «ранняя бета-версия». Так вот, до того момента, как полуослы в замедленной съемке упали и начали ногами дрыгать, я был совершенно уверен, что наблюдаю тот же механизм. Да, я обратил внимание, что движения другие.

что до природы еще далеко
То есть, я понимаю, Вы полагаете природные устройства пока недостижимым «совершенством» — говоря, скажем, узко, о шагающих механизмах? Я совсем не специалист по ходячим системам, я только ослов видел, и робота этого в записи видел. На мой неспециалистский взгляд, робот устойчивее.

А можно Вас попросить подробнее сказать, в чем именно? Что в ходьбе этого механизма плохо, на что посмотреть, в каких деталях живой осел «ходит лучше»? Был бы интересен Ваш комментарий как раз того эпизода, где робот посколзьзнулся на льду. Что там так плохо, что осел бы сделал лучше?
cmike
Apr. 21st, 2008 07:29 pm (UTC)
Вы полагаете природные устройства пока недостижимым «совершенством» — говоря, скажем, узко, о шагающих механизмах?

Именно так. Правда, я совсем не биолог, поэтому я буду перескакивать с одного животного на другое в поисках более убедительного примера.

Сначала комментарий по поводу моему замечания. То, что называется пластикой - на самом деле интуитивная оценка точности движений механизма (и отчасти числа степеней свободы). Что, кстати, немедленно скажется при большей скорости. Видели, как козлики по горам скачут (это можно увидеть в зоопарке, например)? Покажите мне, как робот с этим справится? Еще одна иллюстрация. Человек может поднять пудовую гирю, положить ее и той же рукой поднять хрупкий стеклянный стакан. Опять же, робот этого пока не сделает (да, это не хождение, но тоже про точность).

Опять про точность. То, что делает этот собакопаук, удивительно (как достижение техники) - хождение по люду, снегу, кирпичным блокам, щебню, склону, но кошка это делает во много раз лучше. В ослах я не разбираюсь, но думаю, что и они делают это лучше собакопаука. А каким образом кошка всегда приземляется на четыре лапы, лучше вообще не обсуждать.

Можно ещё обсудить, как собакопаук бегает, но тут я буду с лошадью сравнивать. Рысь похожа, да, но вот галоп на самом деле ни фига не галоп - во всяком случае фазы движения у лошади несколько другие. (Т.е. формально галоп - четыре ноги одновременно оторваны от земли, но лошадь и по скорости и по экономичности ИМХО покруче будет.)

Насчет равновесия. Про лёд и снег я сказал раньше, теперь про пинки. Безусловно, такая устойчивость (за счет контроля движения!) впечатляет. Но пинки-то аккуратные. Вы пробовали опрокинуть кошку? Я пробовал - это почти невозможно. (С ослом этот опыт не рекомендуется по очевидным причинам. :) )

Тут иожно продолжить про двуногое хождение, обучаемость и т.д. Ну, в общем, когда я смотрю на организмы как на технические системы, не перестаю удивляться их совершенству.
fregimus
Apr. 21st, 2008 09:02 pm (UTC)
Понятно, спасибо Вам большое за комментарий. Можно я где-то не соглашусь, где-то еще спрошу?

Человек может поднять пудовую гирю, положить ее и той же рукой поднять хрупкий стеклянный стакан. Опять же, робот этого пока не сделает (да, это не хождение, но тоже про точность).

Я мало, кстати, таких людей видел. Я не могу. Серийный промышленный робот может. Мне кажется, Вы сказочно преувеличиваете возможности живого в плане точности. Мне приходилось работать с промышленной робототехникой — одна и таже рука, в демонстрации, спокойно поднимала слиток (~10 кг, думаю), перекладывала его точно в предназначенный квадратик, брала острозаточенный карандаш, рассекая со свистом воздух разворачивалась на 180 (радиус около метра, скорость в пике ~30 м/с) и с размаху черкала по листу бумаги, выстраивая, с каждым повторением упражнения, сетку из прямых — как по линейке — линий. Ставила карандашик в лунку, перекладывала слиток обратно — в другой квадратик. Это вот то, что я видел. Более того, это высокая, но совершенно серийная точность. Ничего, по-моему, удивительного в точности таких механизмов и нет.

Интересно, а если козлика бросить, как кошку, он тоже приземляется на четыре лапы? Я не знаю, это, наверное, глупый вопрос, но я правда не знаю. Осел, мне кажется, упадет.

В ослах я не разбираюсь, но думаю, что и они делают это лучше собакопаука.

Я тоже не разбираюсь. Я об этом и спрашивал, если можно. А почему Вы так думаете?

Т.е. формально галоп - четыре ноги одновременно оторваны от земли, но лошадь и по скорости и по экономичности ИМХО покруче будет.

А чем «формальный» галоп правильнее? Почему не галоп — сразу полхо?

Как правильно сравнивать экономичность осла и машины с бензиновым двигателем?

Безусловно, такая устойчивость (за счет контроля движения!) впечатляет. Но пинки-то аккуратные.

Не понял Вашей ремарки про «контроль движения». Она, видно, важна, но я ее совершенно не понимаю.

Да, пинать 120-килограммовый механизм со стальной рамой следует аккуратно. Если пиннуть его отрывисто и резко, нога может сломаться, а импульса Вы ему не придадите. Резкий пинок по собаке сделает ей больно, и она собъется с программы. А механизм лучше пинать, уперевшись в него одной ногой, а другую оставив на земле. Думаю, что пинок был совершенно честный :-)

Вы пробовали опрокинуть кошку? Я пробовал - это почти невозможно.

А это правильное сравнение? Мне кажется, что нет: кошку для честного стравнения надо навьючить грузом хотя бы в половину ее веса.

Тут можно продолжить про двуногое хождение, обучаемость и т.д.

Это Вы о козликах? Кошек я видел много, но на двух ногах они не ходят. Ослы тоже на двух не ходят — в этом я почти уверен. В козликах не разбираюсь. Их легко научить ходить на двух ногах, да? И зачем?
cmike
Apr. 24th, 2008 10:22 am (UTC)
про галоп
&rt;Т.е. формально галоп - четыре ноги одновременно оторваны от земли, но лошадь и по скорости и по экономичности ИМХО покруче будет.

А чем «формальный» галоп правильнее? Почему не галоп — сразу полхо?


Они хотели получить именно галоп. Причем как видно из поста, на который я приводил ссылку, хотели получить с давнего времени, как минимум уже десять лет как. А хотеть и не получить чего уж тут хорошего. :)

Лошадь, когда бежит галопом, в прыжке выбрасывает задние ноги вперед, а передние отводит назад. Выброшенные вперед задние ноги позволяют увеличить длину прыжка и время в течение которого ноги отталкиваются от земли. Собакопаук бежит не так - видимо потому, что не удалось решить проблемы с равновесием.

Как правильно сравнивать экономичность осла и машины с бензиновым двигателем?

Сравнивать кпд механической подсистемы. Или значение одних механических параметрах при фиксированных других. В частности, при одинаковой силе ног и лошади и машины скорость галопа у лошади выше. Для правильной оценки, конечно, считать надо, а цифр у меня нет (да и не так уж просто это считать). Но тут оценки на глаз ИМХО достаточно.

Я другие вещи потом прокомментирую.
cmike
Apr. 25th, 2008 06:27 pm (UTC)
Я мало, кстати, таких людей видел. Я не могу.

А в чем проблема? Ну пусть будет не пуд (16 кг) а полпуда. Хотя 16 кг почти кто угодно поднять сможет.

Серийный промышленный робот может.

Это другая точность. Действительно, допуски порядка 1E-5 - обычные серийные допуски. Живое так не может, факт.

У меня была кошка, которые ловила мух, зажимая их между подушечками на лапках. Покажите мне машину, которая сможет что-то подобное? Достигается это не высокими допусками, а хорошей обратной связью.

Промышленной робототехнике это, кстати, не нужно. Там контроллируемое окружение, а обратные связи сильно снижают производительность и повышают цену. Можно ведь болванку зажать в станину и гнать станину по конвейеру, а все операции ориентировать относительно станины. (Карандаш был в гнезде, я угадал?)

Читали "Колодей и маятник"? Объект привязан к станине, а инструмент спускается сверху? ;)

Profile

oak
fregimus
L. Fregimus Vacerro

Latest Month

August 2018
S M T W T F S
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031 

Page Summary

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tiffany Chow