Мир приближается к летающим роботам-гуманоидам. Почему это важно?

Несколько лет назад стало известно о двуногом роботе Jet-HR1, который разрабатывается в Технологическом университета Гуандун. Робот с небольшими вентиляторами, устанавливаемыми на ногах, мог преодолевать очень большие промежутки, используя тягу, создаваемую вентиляторами, для перемещения своего центра тяжести. 

Jet-HR1 весил 6,5 кг и имел высоту 65 см. На конце каждой ноги находился реактивный двигатель с вентилятором, которой весит всего 232 г, но может создавать тягу в 2 кг, что составляет почти треть веса робота. В одном из экспериментов боту поручили перешагнуть через пропасть шириной 37 см. Для этого требовалось, чтобы длина шага составляла 80% от ноги. 

Робот закрутил вентилятор, выставив ногу наружу. Вентилятор поддерживал ногу и не позволял роботу опрокидываться вперед. Как только реактивная нога Jet-HR1 находилась на дальней стороне пропасти, он повторил эту процедуру с задней ногой, чтобы завершить действие. Весь процесс занял меньше минуты. 

Исследователи тогда предположили, что этот общий метод можно адаптировать ко многим более сложным ситуациям, помогая роботам контролировать свое равновесие при столкновении с большими препятствиями, через которые им нужно перешагнуть, или даже просто удерживая их от падения на пересеченной местности. Поскольку реактивные двигатели позволяют боту динамически регулировать свой центр тяжести без необходимости конкретных контактов с землей, можно вообразить всевозможные сумасшедшие вещи, которые он сможет выполнять. 

Это уже впечатляюще, но давайте рассмотрим следующий логический шаг и посмотрим, что произойдет, когда эти вентиляторы будут раскручены так высоко, как только могут. Конечно, это всего лишь первый небольшой пробный прыжок в воздухе, но к концу видео видно, что стабилизация очень хорошо работает. Хотя это не полностью управляемый процесс, прогресс уже ощутим. 

Робот-гуманоид Jet-HR2 был разработан в 2019 году с целью продемонстрировать потенциал реактивных силовых установок для улучшения двигательных характеристик робота-гуманоида. Когда мы используем робота-гуманоида в определенных чрезвычайных ситуациях, мы не хотим, чтобы он поднимался по лестнице шаг за шагом, чтобы добраться до места выполнения задачи. 

Робот может использовать реактивную тягу, чтобы быстрее добраться до пункта назначения, летая или прыгая на большие расстояния для выполнения задачи. 

У Jet-HR2 есть 10 степеней свободы для передвижения по земле, а также четыре канальных вентилятора (два статически установлены на поясе робота, еще два — внутри ступней), которые могут приводиться в действие движениями лодыжки. Каждый вентилятор может создавать тягу в 5 кг, что в сумме составляет 20 кг. Этого вполне достаточно для подъема 17-килограммового робота. 

Отношение тяги к весу здесь невелико, в чем и заключается проблема управления — без большого количества лишней мощности нужно быть очень осторожным в распределении тяги. Однако продемонстрированная система способна эффективно подавлять опрокидывание и вращение, что приводит к стабильному (хотя и не полностью контролируемому) летающему роботу-гуманоиду. 

Существует не так уж много веских причин для создания гуманоидного робота. Так чем же тогда действительно полезен летающий робот-гуманоид? Ученые объяснили свою точку зрения в статье. 

«Недавно были изобретены различные гуманоидные роботы для реагирования на стихийные бедствия с уникальными теориями управления и другими механизмами для преодоления неровностей местности. Традиционные роботы-гуманоиды преодолевали эти препятствия, шагая и карабкаясь, но этим стратегиям не хватает эффективности, особенно в опасных средах, таких как непреодолимые препятствия и геологические разломы. 

Ожидается, что для выполнения неотложных задач в сложных реальных сценариях роботы-гуманоиды будут обладать динамическими воздушными навыками — прыжки в высоту или длину, полеты на короткие расстояния и парение, в несколько раз превышающие длину тела», — рассказали исследователи. 

Они заявили, что производительность гуманоидных роботов все еще не дотягивает до человеческого уровня, особенно с увеличением массы. С другой стороны, даже на человеческом уровне роботы могут казаться беспомощными на рыхлой, склонной к обрушению или скалистой местности.

Это кажется ограничением использования современных приводов для создания силы. В своем исследовании они разработали нового робота-гуманоида, который может летать с использованием двигательной установки с вытяжным вентилятором, чтобы изучить его потенциальную ценность для поиска и спасения в сложных условиях. 

Многие, возможно, предвидели это: роботы для оказания помощи при бедствиях и поисково-спасательных операциях, как правило, являются универсальным оправданием странных концепций их мобильности без очевидных применений. С другой стороны, это на самом деле одна из причин, по которой создание гуманоида может быть хорошей идеей.

Наличие роботов, которые могут идти туда, куда идут люди, может быть полезным. Практические гуманоидные роботы очень сложные, но если они смогут летать, станут невероятно полезными.