Основная идея робототехники и восемь идей поменьше

Не знаете чем заняться на выходных? Бал роботов продлён до 20 июля!

В прошлом посте про бал роботов прозвучало достаточно много критики в адрес выставки. Мол, роботы все убогие, корявые и сделаны «на коленке». Ну, это как посмотреть. Это же выставка прототипов, каждый из которых — гаражная реализация какой-то идеи. За ворохом шестеренок и микросхем не всегда видно ради чего сделан робот, но именно идея стала основным фактором отбора роботов на выставку. Почему бы не написать об этом?

Прочитаете пост. И, возможно, вы отправитесь на выставку с другим взглядом.



Витрувианский человек — рисунок, созданный Леонардо да Винчи примерно в 1490 годах как иллюстрация для книги, посвящённой трудам Витрувия. Его трактат «Десять книг об архитектуре» является единственной сохранившейся античной работой об архитектуре и на нем основана вся наша цивилизация. Для любого робототехника Витрувий должен быть настольной книгой.

Главная идея книги известна каждому, она гласит, что «Человек – мера всех вещей». Вся архитектура планеты основана на пропорциях человека. Все инженерные сооружения сделаны для людей. Все вокруг нас создано для использования человеком и, конечно же, роботы будут полностью его копировать.

Такие антропоморфные роботы уже наверняка созданы и стоят в секретных лабораториях, подземных заводах, военных базах и домах безумных ученых. А нам приходиться довольствоваться своим воображением. На выставке представлены 40 роботов, каждый из которых, реализует лишь несколько функций механического человека. Но все вместе — они полноценная копия живого человека. Задача выставки и состоит в том, чтобы соединить эти части в единое целое с помощью вашей фантазии.

Именно поэтому, рядом с каждым роботом есть указание, какую часть тела «андроида» он представляет, сам ли он думает — либо управляется оператором.

А так как фантазия лучшего всего работает у детей, рядом можно найти указанный возраст, на который рассчитан робот.

Ну и главное – про каждого робота написана небольшая история, где, кроме всего прочего, отмечено откуда он к нам прилетел.

1. Робот Теспиан

Робот «Теспиан» (RoboThespian) – интерактивный робот-андроид, любящий и умеющий общаться с людьми. Он родился в самом футуристичном месте Англии, под куполом «Проекта «Эдем» в Корнуолле.



Здесь его собрали в 2005 году для участия в экспериментальном театре роботов, Теспиана сделали максимально интерактивным, и он сразу полюбился публике. Спустя 10 лет, робот Теспиан из Engineered Arts Ltd., вместе с Ангелой Меркель и Дэвидом Камероном, открывал выставку CeBit 2014 в Ганновере в марте этого года.



Теспиан может менять мимику лица и голос, приветствовать гостей, узнавать людей, повторять их движения, определять пол и настроение собеседника, рассказывать истории, читать стихи, показывать презентации и играть, как настоящий актёр. «Теспиан» может быть запрограммирован на любую творческую и образовательную активность.

Робот управляется с терминала: оператор осуществляет прямой контроль, в том числе удалённо. Но и сам по себе робот способен взаимодействовать с людьми: беседовать на английском языке, поворачиваться к людям и пародировать их. Теспиан может повторить за вами фразу, ответить на простой математический вопрос, дать определение слову, по просьбе принять какую-нибудь позу или даже заучить новое словосочетание. А ещё ему отлично удаются сценки из фильмов.

Но все это лишь набор заранее записанных программ, запускаемых оператором. Сам теспиан не думает, что делает его идеальным актером или слугой.

Нет сомнений, что первые поколения домашних роботов будут обладать схожим интеллектом – лишь набором программ. Этого более чем достаточно, чтобы убраться в квартире, сходить за покупками или сделать за вас уроки.

Но штуки шутками, а подобные роботы, в скором времени, могут начать представлять серьезную угрозу живым актерам – в отличие от человека, которому доступен лишь определенный набор типажей, роботы на сцене способны охватить весь спектр задаваемых ролевых задач.

Чтобы представить будущее индустрии развлечений, достаточно вспомнить судьбу немого кино.



Тогда во Франции царили русские актеры, бежавшие от революции. Они конечно были суперпрофессионалами, да и уровень актерской игры немого кино значительно превосходил современный, Актеры тех лет делали просто невероятные вещи, – например, передавали драматизм и содержание сцен одной лишь мимикой. Это все равно, что сыграть Евгения Онегина труппой из 20 мимов.

С 20 теспианами это даже проще, чем с живыми актерами, они еще и огоньками эмоции подсветят.

Конечно сейчас робот представляет собой прототип с шестеренками наружу, но это придает ему известное очарование, присущее всем «гаражным прототипам». Достаточно вспомнить как выглядел первый персональный компьютер — Стив Джобс и Возняк собрали его в своем гараже в корпусе из дерева!



А первый ноутбук вообще размещался в потертом дипломате — тогда публика с хохотом встретила эти новинки техники, однако сейчас, потомки этих милых «уродцев» стоят в каждом доме. Так что делайте выводы.

2. A2D2

Стастистика показывает, что установка камер наблюдения в сотни раз снижает преступность и хулиганство. Никто не следит в прямом эфире за происходящим в поле зрения камеры.

В лучшем случае, там один оператор на девять экранов. Остальные камеры либо ведут запись, либо и того хуже — являются муляжами. Однако этого оказывается достаточно — когда человек знает, что он в кадре, то всегда ведет себя предусмотрительно.

Однако камеры неподвижны, их легко обойти, и они не сделают вам замечания.

А что если поставить камеру на мобильную платформу, снабдить дисплеем и манипуляторами? Тогда можно будет «взаимодействовать с аудиторией» мануально, сидя в другом месте за своим айпэдом.

В школе, например, дети робота и послушают больше.



Ну а как же главное преимущество камер — автономность?

Так с роботом еще лучше! Никто не будет знать, когда им управляет оператор, а когда он действует автономно — достаточно поставить сенсор Kinect и написать распознование лиц, эмоций и жестов. Тогда можно вполне удачно имитировать присутствие оператора и даже менять ему настроение по необходимости.

A2D2 security robot — школьный робот-охранник, функционирующий по принципу телеприсутствия. То есть дистанционно им будет управлять человек.

Его особенность в том, что он может производить автономный мониторинг помещения, причем человек, управляющий им, может находиться в любой стране мира. Помимо прочих «фишек» программы могут читать, то есть самостоятельно определять эмоции людей.

A2D2 — это мобильный телеуправляемый робот. В его голову встроен дисплей, на котором видно изображение оператора.

Тот тоже видит собеседника, может поворачивать голову робота в двух плоскостях, двигать манипуляторами (они имеют пять степеней подвижности) — например, указать куда-нибудь, выразить свою эмоцию жестом, или, даже обнять человека, с которым разговаривает. Робот передвигается с максимальной скоростью 5 км/ч и на ровном полу обладает высокой маневренностью. Мобильная платформа в основе A2D2 оснащена восемью датчиками, помогающими роботу не сталкиваться с окружающими предметами. Робот способен действовать и без управления: распознавать и повторять эмоции при помощи встроенного Kinect, самостоятельно вести диалог и проходить лабиринты. A2D2 можно подключить к розетке, а встроенная батарея обеспечит 4-6 часов автономной работы.

3. Алиса

Человека и человекообразных обезьян резко отличает не только выдающийся интеллект, но и строение рук. Кисти человека — это такой же венец эволюции, как и его разум. Это сложнейшее инженерное устройство, пожалуй, не имеющее аналогов в животном мире. Нашей ладонью можно грести как веслом, складывать ее в кулак и бить, словно камнем, а можно и продевать нитку в иголку или читать на ощупь азбуку Браэля. Рука восхитительна, и по праву является символом физического совершенства человека.

Кулак – такой же первичный и сильный символ, как и череп. Собственно, из двух этих деталей человек и состоит, остальное – стандартное «шасси» для всех гоминид.



Вспомните «Терминатор2» — в нем весь образ робота-убийцы построен на механической руке (только она от него потом и осталась с куском процессора). Эту же руку он демонстрирует фанатичному ученому.



В 1991 году это казалось высшим доказательством совершенства науки будущего – шестиядерный процессор и рука, повторяющая человеческую Действительно, серьезное достижение для 1991 года. Но, как видите, сегодня такие руки могут собирать в Зеленоградском гараже.

Рука Алисы построена на мягкой пневматике из деталей, созданых на 3д-принтере. Конструкция повторяет человеческую и обладает всеми ее степенями свободы. То есть будь она из стали, ее пришлось бы опустить в расплавленный метал, чтобы не дать ученым создать скайнет!



Кроме руки, у Алисы есть еще и лицо с 13 мимическими мышцами. Благодаря распознаванию речи и элементам искусственного интеллекта, «Алиса» может вести диалог с человеком, при этом, она реагирует на его эмоции и способна их повторить. Тоже прототип, но позволяющий отразить достаточную палитру всех основных эмоций человека и продемонстрировать возможность создания копий лиц реальных людей.

Две этих технологии демонстрируют способность компании создать и полностью человекаподобного робота. Два самых сложных компонента они уже создали с одним 3д-принтером и десятком студентов из бауманки.

4. Пушкин

Если бы у нас была возможость воскресить великих людей прошлого, мы бы, конечно, начали с лучших представителей искусства. Приятно было бы послушать диалоги Сократа в оригинальном исполнении или обсудить с Эйнштеином квантовую физику. Но кого воскресить первым? Чей голос вернуть из темноты веков?



Если родоночальником философии был Сократ, то кто же «начал» русский язык?

Я имею в виду современный, литературный русский, созданный правительством к самому концу 18 века (до этого русского литертаруного языка просто не существовало, вспомните как писал Петр1 и его современники).

В чём отличие Пушкина от литераторов более ранней эпохи? Карамзин завершил формирование русского языка, а Пушкин впервые на нём заговорил, со всеми модуляциями и оборотами. Речь Пушкина — это наша речь. Там ещё есть архизмы и галлицизмы, но в общем потоке это не заметно. Мы все Пушкины, это наша культура. Говорить по-русски даже с Державиным — это некоторая проблема. Думаю, больше всего, будет похоже на общение с сербом или самоучкой, выучившим русский.

Пушкин был первым человеком заговорившим на литературном русском языке, и его речь была подобна раскатам грома – родилась великая русская литература. Именно поэтому, Нейроботикс выбрала Александра Сергеевича в качестве прототипа для своего первого робота.



Представьте, что так же уроки физики сможет вести Эйнштейн, химии — Менделеев, что Пётр Первый расскажет, как он решил возвести Санкт-Петербург или, как стриг бороды боярам. Такие уроки запомнятся навсегда.

Голова антропоморфного робота со стандартным креплением включает в себя всё необходимое, чтобы видеть и слышать, открывать рот и выражать эмоции, следить за человеком глазами, петь и читать стихи, поддерживать диалог с собеседником. Правда, для модуляции речи, используется обычная функция ее распознования поисковиком Google. Голова «Пушкина» может быть состыкована с другими модулями: торсом, руками и мобильной платформой, но может использоваться и отдельно. Как голова профессора Доуэля.

5. R.BOT

Эмуляторы общения, дополенная реальность, карты и гиды — довольно перспективный жанр приложений для планшетов, как и видеозвонки. Но им всегда будет не хватать «тела» для полноценной самостоятельности. Одно дело носить в руке аудитогида и, совсем другое, — следовать по галерее в след за настоящим проводником, способным поддерживать с вами диалог.



Именно так решили в Музее изобразительных искусств имени Пушкина и запустили «цифрового гида». Правда не в автономном режиме — им управляет удаленный оператор Антон. Антон не имеет возможности самостоятельно перемещаться, — он передвигается с помощью инвалидной коляски. Про робота R.bot он узнал через организаторов благотворительного проекта «Foto CHE» и вызвался помогать в проведении виртуальных экскурсий и мастер-классов по фотографии.

Происходит это следующим образом: со своего персонального компьютера, прямо из дома, Антон подключается к роботу через Интернет и полностью переносится в то место, где установлен R.bot. Динамики робота становятся ушами Антона, камера — глазами, а микрофон передает либо то, что говорит Антон, либо текст, который он печатает на клавиатуре. Движение робота и повороты его головы управляются с помощью кнопок на клавиатуре. К слову, его «шейный» механизм имеет 4 степени свободы, что позволяет поворачивать голову в 4-х плоскостях, то есть во всех необходимых для полного обзора направлениях. Таким образом, робот полностью переносит Антона в музей, позволяя ему ощутить там свое присутствие и общаться в интерактивном режиме.

Помимо того, что Антон имеет возможность посещать музей не выходя из дома, он также помогает другим людям, подключившимся к роботу, увидеть экспонаты музея, посетить экскурсию и пообщаться с посетителями.



Модель Synergy Swan представляет собой подвижное шасси, к которому крепится смартфон под управлением Android. Название «Лебедь» этот робот получил не просто так: когда его шея раскладывается или вытягивается, он действительно начинает напоминать лебедя. Управлять роботом и видеть картинку с камеры смартфона можно при помощи клиентского приложения для любой операционной системы, включая мобильные.

R.BOT Synergy Mime — серия совсем маленьких роботов. Функционально они схожи со Swan, но не имеют колёс. Зато эти роботы миниатюрны и служат подставкой и зарядкой для мобильного телефона. Оператор такого робота может поднимать и опускать телефон и крутить Mime вокруг своей оси, чтобы посмотреть что происходит вокруг.

6. Paul

Гроза всех арбатских художников!

Этот робот нарисует портрет человека за двадцать минут. Для этого ему потребуется увидеть лицо через камеру, затем применить к изображению уникальный алгоритм, который превратит фотографию в произведение роботизированного искусства.



Вы, наверняка, помните аналогичное устройство из фильма Bladerunner. Только там оно сканировало эмоциональный отклик и выявляло бездушных андроидов. Ну что ж, наш аппарат не хуже выявляет художественную ценность человеческого лица, превращая его в произведение искусства – лет через сорок этот портрет будет стоить, как целый робот. Примерно как сейчас стоит портрет какого-нибудь известного художника начала ХХ века.

Рисует «Павел» взяв в руку обычную шариковую ручку. Не упустите возможность получить свой портрет из рук робота – все же уникальная вещь, как не крути. И можно надеяться, что когда-нибудь, Паул сможет замахнуться и на крупный формат. Крайне трудоемкая и масштабная работа – в России лишь один человек рисует в подобном стиле, и делает он это не быстро. А робот смог бы «распечатывать» любые полотна без всякого напряжения.



Эта картина «Новоновосибирск» 4х2 метра тоже нарисована шариковой ручкой, но человеком – российским художником Алексеем Гинтовтом

Создатель робота — Патрик Трессе, французский художник и программист. Его целью было наделить машину умением не просто механически воспроизводить изображение. «Поль» рисует так, будто над картиной работал человек. Алгоритм, заложенный в робота, основан на моделировании человеческого восприятия и движений руки художника.

7. Pinokio

Эта лампа как живая, она распознает лица и ведет себя в зависимости от их выражения – может заигрывать или, наоборот, отворачиваться. А если попытаться ее выключить – она переключит тумблер обратно, как ни в чем не бывало. Собственно, воплощение сказачной идеи ожившей мебели — само по себе искусство на уровне Диснея.



Но лампа Пиноккио идет дальше и создает «межкультурный феномен» — ведь отношение к вещам в Русской и Европейской культурах, весьма разнится.

Русское и немецкое отношение к вещи: для западной культуры, вещь — победный рёв боевых труб, мощь мира, символ обладания им. Для русского, вещь – это ошибка, нечто не живое, но и не мёртвое, и по тому — жалкое. Вещи – это язвы мира. Дореволюционный философ, Василий Розанов, — единственный, относительно ясно, выразил это первичное и потому трудноуловимое чувство:

«Мне печально, что все несовершенно: но отнюдь не в том смысле, что вещи не исполняют какой-то заповеди, какого-то от них ожидания (и на ум не приходит), а что самим вещам как-то нехорошо, они не удовлетворены, им больно. Что вещам больно, это есть постоянное моё страдание за всю жизнь. Через это больно проходит нежность. Вещи мне кажутся какими-то обиженными, какими-то сиротами, кто -то их мало любит, кто-то их мало ценит. В вещи есть что-то нищее и одновременно зловещее…»

Именно этот неизведанный сектор культуры и исследует создатель робота — Адам Бен-Дрор. В рамках этого проекта, он попытался исследовать возможность «оживить» неодушевлённый предмет и сделать его максимально выразительным и отзывчивым. Получилось странно. C одной стороны, лампу жалко, — она такая живая и на столе будет стоять. А с другой, — лампа такая милая и очаровательная, что сердце разрывается и хочется унести ее с собой и поселить на своем рабочем столе.



Вот почему заставка PIXAR’а вызывает такие противоречивые чувства – она просто не рассчитана на зрителей из русской культуры. У нас ожившая вещь это нечто трогательное, милое, но, в то же время, – трагичное, нуждающеся в нашей заботе и защите.

Ожившая вещь в России — это Варежка, вот где выражено все первичное и глубинное отношение нашей культуры к вещам:

8. Baxter

Как известно, биология ставит одним из ключевыех отличительных признаков — способ питания. Строение челюстей и форма зубов могут многое рассказать о рационе и поведении животного. Этот же метод классификации применим и к людям.

Все человеческие культуры происходят от рациона питания. Буквально! Например, в чем отличие азиатов от индоевропецев? В том же, в чем отличие риса от пшеницы. Например, выращивание европейского хлеба — это труд для ленивых. Хлеб растёт сам, не нуждаясь в особом уходе или поливе. Пахать сравнительно не сложно – это два месяца в году. Посев хлеба — простое разбрасывание семян. Использование дрожжей позволяет сытно питаться буквально горсткой зерна. Cуточная норма для проживания — две ложки муки. На двух ложках можно жить долго.



То есть у крестьян с таким производственным циклом много свободного времени. Но свободного времени много только у хищников. Травоядные всегда «при деле». Они жюут и переваривают пищу. Переваривать хлеб, как и производить, тоже легко. Хлеб сытный, это не батат, которым надо набивать кишечник до упора. Парадокс в том, что хлеб это «растительное мясо», причём вращиваемое при минимальных усилиях.

Культура хлеба сама по себе стимулирует интеллектуальную деятельность, потому что у человека появляется много свободного времени. Не у отдельных людей, а у всей массы.

Жалобы на непосильность сельского труда появляются когда разрушается натуральное хозяйство и возникает стремление собирать излишнее количество хлеба. Это крестьян крайне раздражает, потому что длительный физический труд для них непривычен. Начинаются заплачки и стоны, сильно преувеличивающие тяготы сельскохозяйственного производства. Батрак приравнивается к каторжному рабочему, что конечно, неверно. Батрачество добровольно, — батрак работает за плату, общий настрой батрачества весёлый. Это «шабашники». Ну и т.д.



Другое дело рис. Он требует монотонного и ежедневного кропотливого труда. Его каждый день приходится пропалывать, согнувшись в три погибели. При этом, развивается не только трудолюбие, но и интеллект – дело в том, что урожай риса, математически точно связан с объемом вложенного труда –, сколько удобрений добавил, сколько воды налил – столько зернышек и соберешь. Тут каждый крестьянин считает как профессор математики или волк на охоте.

В результате, азиаты и европейцы, сформировали во многом противоположные культуры. При этом, азиаты, в общем умнее, старательнее и педантичнее — достаточно посмотреть на успехи китайских студентов в математике. В американских вузах белые меркнут на их фоне. Но пшеница дает важное преимущество — благодаря массе свободного времени, европейцы гораздо сильнее в диалектике и следовательно — изобретении нового. В итоге, к началу 21 века, мы пришли к биполярному миру, в котором европейцы проектируют айфон, китайцы собирают, а американцы — продают.



Так было до создания Baxter’а — он призван освободить миллионы китайских рабочих от конвейерной сборки. Его две руки полностью повторяют человеческие, и он очень легко обучаем. Уже в 2014 году он планирует заменить 300 000 рабочих на конвейерах компании Foxxcon по сборке айфонов. Если эксперимент окажется удачным, счет пойдет на миллионы. Ведь у робота есть один абсолютный козырь. Чтобы поставить к конвейеру человека нужно 16 лет, а роботы могут сходить с конвейера хоть каждую минуту. Сегодня их 300 тысяч — завтра 300 миллионов. Как знать, может быть именно ваш айфон был собран Baxter’ом?

Интеллектуальный промышленный робот Baxter — первый из семейства устройств, которые станут работать на фабриках и выполнять простые производственные задачи, ранее требовавшие присутствия человека. Отличие «Бакстера» от типичного промышленного робот в том, что его можно перепрограммировать на новое действие буквально за несколько минут. Достаточно указать ему на то, какие движения нужно совершать, а затем, в случае надобности, скорректировать программу. «Бакстер» работает не вслепую: он распознаёт объекты вокруг и, если заметит, что что-то пошло не так, то немедленно приостановит работу и позовёт на помощь человека. Baxter разработан компанией Rethink Robotics в 2012 году, и с тех пор, успел прославиться на весь мир.

Ну что, восьми роботов хватит на сегодня? Продолжение в понедельник, а на выходных — приходите знакомиться.

Источник: habrahabr.ru/company/balrobotov/blog/228635/