Интервью с главой американской лаборатории робототехники Томасом Бьюли

SwitchbladeПредставляем вашему вниманию интервью Сандера Олсона (Sander Olson) с доктором Томасом Бьюли (Thomas Bewley), возглавляющем лабораторию Coordinated Robotics Lab в Калифорнийском университете в Сан-Диего (University of California San Diego). Эта лаборатория специализируется на использовании управления в замкнутом контуре для придания устойчивости роботам. Сам доктор Бьюли является экспертом в симуляциях, оптимизации и вопросах контроля, связанных с роботами. Сейчас он пишет учебник по данному предмету. Лаборатория доктора Бьюли совершенствует созданных там роботов очень быстрыми темпами, и каждый год разрабатывает все более новые их модели.

Сандер Олсон (далее СО): Вы возглавляете лабораторию Coordinated Robotics Lab в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Что делает ее уникальной?

Томас Бьюли (далее ТБ): Наша лаборатория представляет собой базу, работающую с роботизированными механизмами. Мы делаем акцент на моделировании и контроле динамически нестабильных механизмов. Мы обнаружили, что креативные и минималистические разработки, в которых, однако, отсутствует устойчивость при разомкнутом контуре управления, способны быть очень даже маневренными. Мы создаем небольших простых роботов, способных преодолевать большие и сложные препятствия с помощью продвинутых стратегий управления с обратной связью.

СО: Как же вы добиваетесь большой эффективности работы таких механизмов?

ТБ: В основном, с помощью замены устойчивости при разомкнутом контуре управлением при замкнутом контуре. Свои исследования мы начали с изучения прыгающих роботов. Простая концепция «пого-стик», прыгающей игрушки, которая сама по себе совершенно неэффективна, представляет собой важную веху в робототехнике. Это так называемый эквивалент обратного маятника, только с дискретным временем. Наш проект iHop уже не раз обновлялся, и благодаря ему появился новый концепт робота на гусеничном ходу Switchblade и сферический концепт iceCube. Механизм iHope также был создан и в более простом, не прыгающем варианте. Вместо этого он бросает мяч, за что получил название iFling. Это отличная идея для рынка игрушек. Проекты iHop, Switchblade, iceCube и iFling – самые продвинутые модели в нашей лаборатории на данный момент. Все четыре разработки находятся сейчас на стадии ожидания получения патентов.

СО: Одной из важных разработок вашей лаборатории является так называемое «улучшенное восприятие окружающей действительности». Что это такое?

ТБ: Вначале мы создаем прототип комнаты, отправляя в реальное помещение роботов. Они делают массу фотографий комнаты с разных перспектив и с разного расстояния, с учетом находящихся там предметов. Затем все снимки совмещаются, и получается трехмерная виртуальная реальность, похожая на таковую в современных видеоиграх-стрелялках от первого лица. Мы также следим за загрязнением окружающей среды, контролируя концентрацию загрязняющих веществ. Кроме этого, мы отслеживаем и направление ветра, чтобы понять, куда будет направляться по воздуху вредное вещество. Для этого используются алгоритмы, как в прогнозах погоды. Эти алгоритмы включают в себе самоходный наземный транспорт, расположенный на парковке университета. Но уже разработанные нами алгоритмы работают с использованием беспилотных летающих и подводных аппаратов. С их помощью можно изучать пепел в небе над Северной Европой или пятна нефти на воде.

СО: Ни у одного из ваших роботов нет ног. Почему так?

ТБ: На самом деле, у iHop есть некоторое подобие ноги, и мы даже подумываем как-то развить эту концепцию. Но вы правы, мы не планируем свои механизмы по подобию биологических созданий. Мы рады, что инженеры могут строить колеса, моторы и механизмы, которые являются очень функциональными. Роботы же, созданные по принципу биологических организмов, оснащены линейными приводными механизмами, подобными мускулам. Мы полагаем, что лаборатории, которые создают роботов, похожих на живые организмы, изначально ограничивают свои возможности именно в плане дизайна формы, а не инженерных достижений. Мы сознательно решили не производить роботов, по форме напоминающих живые организмы, даже, несмотря на большую популярность и более привлекательный эстетичный вид таковых. И хотя нас часто вдохновляют биологические системы, мы не ограничиваемся дизайном по подобию живых существ. Также, мы стараемся фокусировать внимание на проблемах, которые не рассматривают другие лаборатории.

СО: На данный момент вы создали и работаете с третьим поколением устройства iHop. В каких сферах и для каких целей оно может быть использовано?

ТБ: Гаджет iHop использует свои два больших колеса, чтобы ездить, когда это возможно, причем, как в горизонтальном, так и в вертикальном режиме. При необходимости этот механизм способен также и перепрыгнуть сложные препятствия. То есть, устройства, работающие по принципу iHop, могут использоваться для ведения поисковых работ в горящих зданиях со ступеньками, перевернутой мебелью, дырами в полу, горящими препятствиями, которые нужно преодолеть (что механизм реализует благодаря прыжкам). Также iHop может быть использован и в сражениях в городах и в организации национальной безопасности, для изучения неизвестных зданий или пещер и при необходимости спасения людей из-под завалов.

СО: Ваша лаборатория сотрудничает с другими в университете?

ТБ: Да, наша работа очень взаимосвязана. Мы активно сотрудничаем с лабораториями, работающими в других областях, включая подразделение искусственного интеллекта, технического зрения, оптики, сенсорных технологий и других сфер. В то время как наша сфера деятельности – улучшенная мобильность и подвижность устройств, мы активно внедряем открытия и смежных областей в наших роботов.

При копировании материала ссылка на сайт robotor.ru обязательна.