Boston Dynamics научила своих роботов паркуру: какой в этом смысл и как эволюционировал Atlas
Инженеры компании Boston Dynamics обучили робота Atlas маневрировать на сложных курсах паркура, разрабатывая новые движения, которые вдохновлены человеческим поведением, и доводя робота-гуманоида до предела его возможностей. В итоге оба робота Atlas почти безупречно прошли целую полосу препятствий.
Среди сложных движений роботов — сальто назад. Все элементы удалось снять на камеру, поэтому старания инженеров стали известны на весь мир. Но нет предела совершенству, как считают ученые. После финального сальто один из роботов должен был покачать рукой, как питчер из высшей лиги после аута в конце игры. Но во время этого движения Atlas немного запнулся.
Руководитель подразделения Atlas в Boston Dynamics Скотт Куиндерма заявил: «У нас не было такого поведения после сальто до сегодняшнего дня, так что это был настоящий эксперимент. Если внимательно посмотреть видео, оно выглядит немного неловко. Мы собираемся поменять поведение, которое уже тестировали ранее, чтобы иметь некоторую уверенность, что оно сработает».
После просмотра видео возникает вопрос: «Почему паркур?». Действительно, какой толк в беге роботов через полосу препятствий?
Строительство фундамента
Способность выполнять сальто назад может никогда не пригодиться в коммерческих условиях. Однако если роботы в конечном итоге смогут реагировать на окружающую среду с тем же уровнем ловкости, которым обладает среднестатистический взрослый человек, диапазон потенциальных применений будет практически безграничным.
«Гуманоиды интересны с нескольких точек зрения. Во-первых, они отражают наше видение робота будущего, который может работать где угодно и делать что угодно. <…> С технической точки зрения гуманоиды представляют собой несколько вызовов, которые мы приветствуем как исследовательская группа. Их сочетание размера и сложности создает компромиссы в конструкции оборудования, связанные с соотношением прочности и веса, временем работы, диапазоном движений и физической надежностью. <…> В конечном счете, расширение возможностей такого робота-гуманоида, как Atlas, приводит к инновациям в аппаратном и программном обеспечении, которые применяются ко всем нашим роботам в Boston Dynamics»
Каким бы конкретным и узким не казался паркур как направление, он дает команде Atlas «идеальную песочницу» для экспериментов с новым поведением. Это деятельность для всего тела, которая требует от робота поддержания баланса в различных ситуациях и плавного переключения между движениями.
Эволюция Atlas
Если посмотреть старые видео с роботом Atlas, легко упустить из виду, каких успехов команда достигла за это время. Некоторые улучшения незаметны для обычного зрителя, но представляют собой гигантский скачок в технологиях.
К примеру, компания снимала танцевальные видео с роботами, чтобы показать способность создавать разнообразные динамические движения и объединять их в определенную последовательность, которую можно было бы повторять. Однако в тех случаях робот не ощущал и никак не реагировал на окружающую среду.
В случае с паркуром робот адаптирует поведение на основе того, что видит. Это означает, что инженерам не нужно заранее программировать прыжковые движения для всех возможных платформ и зазоров, с которыми может столкнуться робот. Вместо этого команда создает меньшее количество шаблонов поведения, которые можно сопоставить со средой.
Моделирование — важный инструмент разработки для группы Atlas как для оценки нового поведения перед тестированием роботов, так и для обеспечения того, чтобы новые изменения программного обеспечения не влияли отрицательно на существующие возможности.
Куиндерма отмечает: «Если бы мы с вами перепрыгнули через барьер, мы бы воспользовались некоторыми свойствами наших тел, которые не передать роботу. Например, у робота нет позвоночника или лопаток, поэтому у него другой диапазон движений, чем у нас с вами. У робота также тяжелый торс и сравнительно слабые суставы рук. Расширение наших инструментов с целью найти решения, работающие в рамках этих ограничений, — вот что сделало прыжки интересной задачей».
Радости и разочарования
Во время съемок видео Atlas добирался до момента с прыжком примерно в половине случаев. В других случаях робот преодолевал барьер, но терял равновесие и падал назад. По словам исследователей, любое новое поведение имеет небольшой шанс на провал. Паркур от Boston Dynamics — это почти 60 секунд непрерывных прыжков, бега трусцой и поворотов, поэтому неудачи могут происходить.
Boston Dynamics впервые сняла двух роботов, выполняющих вместе паркур. Съемочная группа получила удовольствие от выступления Atlas. Когда роботы дошли до последних движений, инженеры еле сдерживали аплодисменты, пока камеры не выключили.
По словам Скотта Куиндермы, одна из радостей робототехники — возможность решать действительно важные проблемы, но вместе с тем это приносит неизбежные разочарования.
«Мне трудно представить себе мир через 20 лет, в котором не было бы способных мобильных роботов, которые двигались бы с изяществом, надежностью и работали вместе с людьми, чтобы обогатить нашу жизнь. Но мы все еще находимся в начальной стадии создания этого будущего. Я надеюсь, что подобные демонстрации дадут небольшое представление о том, что возможно», — отметил инженер.
