Dziwna maszyna z dwudziestoma kończynami.
Może to zmienić zasady gry w zakresie tego, czym powinien być robot.
Przez lata widzieliśmy, jak robotycy kopiują naturę. Widzieliśmy humanoidy chodzące jak ludzie, maszyny na czterech nogach biegające jak psy oraz pełzające roboty inspirowane owadami i mechaniczne konie.
Jednak nowe badania pokazują, że idealna sylwetka nie jest kopią nas samych.
Dużo bliżej jej do jeżowca 🦔
Naukowcy z Duke University stworzyli robota o imieniu Argus (na cześć wszechwidzącego giganta z mitologii, ponieważ, co nie jest zaskoczeniem, widzi on we wszystkich kierunkach). Ten projekt jest radykalny zarówno pod względem prostoty, jak i złożoności. Nie ma przodu ani tyłu i zasadniczo nie ma góry, ponieważ centralny korpus jest tylko węzłem.
Zamiast tego dwadzieścia wysuwanych nóg rozchodzi się promieniście od środka we wszystkich kierunkach.
Każda noga kosztuje 300 dolarów. Na końcu każdego znajduje się komora głębinowa.
Dzięki temu Argus może poruszać się w dowolnym kierunku. Potrafi ustabilizować się po pchnięciu, pokonywać nierówne powierzchnie, przenosić ładunek o masie 4,5 kg, a nawet wspinać się po ścianach.
W pogoni za symetrią
Jak znaleźć taki projekt?
Nie trzeba pytać: „Które zwierzę jest najsilniejsze?”
Zespół przeprowadził ponad 1500 symulacji o różnych kształtach. Szukali cechy matematycznej zwanej izotropią dynamiczną. Brzmi nudno, ale tak nie jest. Wynik oceny waha się od 0 do 1.
Wartość 1 oznacza, że robot może przyspieszać swoją masę w jednakowy sposób we wszystkich kierunkach.
„Kiedy robot może równie dobrze przyspieszać we wszystkich kierunkach… Do przodu i do tyłu stają się tym samym.”
W ten sposób Boyan Chen z General Robotics Laboratory na Duke University wyjaśnia zmianę paradygmatu. Kiedy sterowanie kierunkiem nie jest istotne, zmienia się cały problem nawigacji.
Większość robotów uzyskuje wynik poniżej 0,6.
Nawet zaawansowane czworonożne roboty-psy i humanoidy potrafią kierować. Lepiej radzą sobie z poruszaniem się do przodu niż na boki czy do tyłu.
Argus uzyskał 0,91.
Prawie teoretyczne maksimum.
Osiągnięto to poprzez umieszczenie ciała wokół regularnego dwunastościanu. Jest to figura geometryczna z 12 ścianami w kształcie pięciokąta. Tworzy niemal jednolite pole widzenia. Robot nie musi nawigować. Po prostu idzie.
„Cały problem sterowania robotem zmienia jego charakter.”
Chaos prawdziwego świata
Czy matematyka działa poza komputerem?
Aby to udowodnić, zespół przeciągnął Argusa przez kampus Uniwersytetu Duke.
Beton. Trawa. Gęste krzaki. Piasek. Obszary mokre. Kora drzewa.
Robot czołgał się po przeszkodach o wysokości do 5 cali (13 cm). Potoczyła się, popychając sześcian wielkości małej lodówki.
I tu zaczyna się zabawa.
Ktoś złamał mu trzy nogi.
Kontynuował ruch.
Czy Argus będzie przyszłością robotyki konsumenckiej?
Nawet teraz jest to mało prawdopodobne. To jest dowód koncepcji. Prawdziwą wartością nie jest sama maszyna, ale metoda zastosowana do jej stworzenia. Udowadnia, że nie potrzeba naśladownictwa, żeby osiągnąć zwinność.
Możemy budować w oparciu o geometrię.
Może więc powinniśmy przestać szukać inspiracji w koniach.
Spójrz na jeżowca. 🦔
Spójrz na kulę.
Zobacz, co się stanie, gdy usuniesz koncepcję „naprzód”.
