Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать

Как в кадре из ранних фильмов «Трансформеры», инженеры из Калифорнийского технологического института (Caltech) показали, как человекоподобный робот и дрон могут объединиться, чтобы выполнять сразу несколько типов движения. Эксперимент открыл новые горизонты в области робототехники и многофункциональной мобильности.

«Сегодня роботы умеют летать, ездить и ходить, — говорит профессор машиностроения, гражданского строительства и аэрокосмических систем управления из Caltech Аарон Эймс. — Каждый из этих способов передвижения хорош в определённых условиях. Но вопрос в другом: как объединить их в одну платформу, чтобы использовать преимущества всех и компенсировать их слабые стороны?» Чтобы найти ответ, команда начала с готового человекоподобного робота G1, созданного китайской компанией Unitree Robotics. К его спине инженеры прикрепили собственную разработку — летающего робота M4, способного трансформироваться: во время полёта он использует пропеллеры, а на земле поворачивает защитные кожухи лопастей, превращая их в колёса. Объединённая система получила название X1.

Робот-гибрид, вдохновлённый природой и фантастикой

Во время демонстрации человекоподобный G1 вышел на улицу, наклонился вперёд, и M4 взмыл в воздух прямо с его спины. После короткого полёта дрон приземлился и поехал по земле, пока не упёрся в пруд с черепахами. Тогда он снова поднялся в воздух, перелетев через препятствие. Всё это происходило автономно, без участия оператора. На первый взгляд всё выглядит просто, но в реальности учёные потратили почти три года, чтобы добиться стабильной работы системы.

Робота Unitree пришлось перепрограммировать, чтобы он мог самостоятельно ориентироваться в пространстве, а не просто повторять движения человека. Кроме того, требовалось учесть смещение центра тяжести из-за установленного на спине дрона. «Робот учится ходить, подчиняясь законам физики, — объясняет Эймс. — Теперь X1 может передвигаться по разным типам поверхности, подниматься и спускаться по ступенькам и — главное — делать всё это, неся на спине дополнительные устройства, такие как M4».

Синергия лабораторий и искусственного интеллекта

Проект стал результатом сотрудничества нескольких исследовательских центров Caltech. Center for Autonomous Systems and Technology (CAST) разработал дрон M4; Ames Lab занималась алгоритмами передвижения и безопасного управления роботами; партнёрская организация TII отвечала за сенсоры и автономное восприятие окружающей среды. По словам профессора, команда уделяет особое внимание вопросам безопасности и надёжности автономных систем. «Мы думаем о контроле в критически важных ситуациях — о том, как убедиться, что мы можем доверять роботам и гарантировать их защищённость, — говорит Эймс. — Этот проект лишь часть нашей работы. У нас есть и другие направления, которые вместе позволяют решать гораздо более масштабные задачи и двигать развитие автономии вперёд».

Новая эра мобильных машин

Система X1 — это шаг к созданию роботов, способных адаптироваться к любым условиям. В будущем подобные гибридные конструкции смогут выполнять миссии в сложных и опасных зонах: от спасательных операций до исследований других планет, где нужно уметь ходить по каменистой местности, ездить по равнинам и летать через непроходимые участки. Эксперимент Caltech стал примером того, как объединение разных технологий — гуманоида, дрона и искусственного интеллекта — может открыть путь к совершенно новому поколению мобильных роботов, способных действовать как единое целое.

• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции
• Телескоп «Джеймс Уэбб» показал рождение тысяч новых звёзд в «Омара»
• GE Aerospace испытала гиперзвуковой двигатель без движущихся частей
• Ученые создали нейросеть из ДНК, способную к обучению
• Инженеры впервые передали квантовые сигналы по стандартному Интернет-протоколу
• Новая версия зонда Neuropixels позволяет записывать активность тысяч нейронов в мозге приматов с беспрецедентной точностью