Podivný stroj s dvaceti končetinami.
Mohlo by to změnit hru na to, čím by robot měl být.
Po celá léta jsme viděli robotiky kopírovat přírodu. Viděli jsme humanoidy, kteří chodí jako lidé, stroje na čtyřech nohách, které běhají jako psi, a lezoucí roboty inspirované hmyzem a mechanické koně.
Nový výzkum však ukazuje, že ideální tvar těla není kopií nás samých.
Má mnohem blíž k mořskému ježkovi 🦔
Vědci z Duke University vytvořili robota zvaného Argus (podle vševidoucího obra z mytologie, protože nepřekvapivě vidí na všechny strany). Tento design je radikální jak ve své jednoduchosti, tak ve složitosti. Nemá přední ani zadní část a v podstatě ani horní část, protože centrální tělo je pouze uzel.
Místo toho dvacet zatahovacích nohou vyzařuje ze středu do všech stran.
Každá noha stojí 300 dolarů. Na konci každého je hloubková komora.
To umožňuje Argusovi pohybovat se jakýmkoli směrem. Dokáže se po zatlačení sama stabilizovat, zvládne nerovné povrchy, unese 4,5 kg užitečné zatížení a ano, dokonce šplhá po stěnách.
Pronásleduje symetrii
Jak takový design najít?
Není třeba se ptát: “Které zvíře je nejsilnější?”
Tým provedl více než 1500 simulací různých tvarů. Hledali matematickou charakteristiku zvanou dynamická izotropie. Zní to nudně, ale není. Skóre hodnocení se pohybuje od 0 do 1.
Hodnota 1 znamená, že robot může urychlit svou hmotu stejným způsobem ve všech směrech.
“Když robot dokáže zrychlit stejně dobře ve všech směrech… Vpřed a vzad se stane totéž.”
Takto vysvětluje změnu paradigmatu Boyan Chen z General Robotics Laboratory na Duke University. Když není důležité ovládat směr, změní se celý problém s navigací.
Většina robotů má skóre nižší než 0,6.
Dokonce i pokročilí čtyřnozí robotičtí psi nebo humanoidi jsou směroví. Lépe se vyrovnávají s pohybem vpřed než do stran nebo dozadu.
Argus dosáhl skóre 0,91.
Téměř teoretické maximum.
Toho bylo dosaženo umístěním těla kolem pravidelného dodekaedru. Je to geometrický obrazec s 12 tvářemi ve tvaru pětiúhelníku. Vytváří téměř jednotné zorné pole. Robot nepotřebuje navigaci. Prostě jde.
“Celý problém ovládání robota mění jeho charakter.”
Chaos skutečného světa
Funguje matematika mimo počítač?
Aby to dokázal, tým táhl Argus přes kampus Duke University.
Konkrétní. Tráva. Husté křoví. Písek. Mokré oblasti. Kůra stromů.
Robot se plazil přes překážky vysoké až 5 palců (13 cm). Kutálela se a tlačila krychli o velikosti malé ledničky.
A tady začíná zábava.
Někdo mu zlomil tři nohy.
Pokračoval v pohybu.
Bude Argus budoucností spotřebitelské robotiky?
Je to nepravděpodobné ani nyní. Toto je důkaz konceptu. Skutečná hodnota zde není v samotném stroji, ale v metodě použité k jeho vytvoření. Dokazuje, že k dosažení agility nepotřebujeme napodobování.
Můžeme stavět na základě geometrie.
Možná bychom tedy měli přestat hledat inspiraci u koní.
Podívejte se na mořského ježka. 🦔
Podívejte se na kouli.
Podívejte se, co se stane, když odeberete koncept „vpřed“.
