Dvonožni roboti bi mogli jednog dana da istražuju Mars. Ali najpre daju naučnicima u Caltechovoj laboratoriji Amber Lab važne lekcije o pomoći ljudima ovde na Zemlji.
Autor: Lexy Savvides
Gledam kako se robot spotiče i pada i žao mi je. Šta je najgore u tome? Ja sam kriva. Nalazim se u Pasadeni, u Kaliforniji, u laboratoriji punoj dvonožnih robota. Istraživač me podstiče da pokušam da spotaknem metar i po visokog poluhumanoidnog robota po imenu Amber koji hoda po pokretnoj traci za trčanje. Prikačen je konopcem za šinu iznad njega dok hoda u mestu, tako da može da padne samo napred ili nazad, ako budem previše gruba.
Ipak, deluje okrutno, iako znam da robot nema osećanja. Oprezno, pružam ruku ispred Amberove desne noge i gledam kako se spotiče i gubi stabilnost, baš kao što bih i ja, ako bih slučajno udarila nešto na svom putu. Na moje iznenađenje, robot se oporavlja i nastavlja da hoda istim stabilnim tempom kao da se ništa nije dogodilo. Zatim gurnem trup dugim metalnim lenjirom. Robot se ponovo oporavlja. Ovaj proces bi mogao da deluje zlobno, ali to istraživači iz Caltech-ove laboratorije Amber Lab nazivaju testiranje uznemiravanja. Sve to spada u ispitivanje kako roboti hodaju.
Navikli smo da vidimo robote od kompanija kao što su Boston Dinamics kako trče, skaču i čak prelaze parkur. Ali roboti u Amber Labu ne služe samo za obavljanje zanimljivih trikova. Analizom kretanja robota, istraživači u laboratoriji mogu direktno da prenesu to na uređaje koji pomažu ljudima sa poteškoćama u hodanju. Ili ljudima koji uopšte ne mogu da hodaju. „Svaki put kada postignemo ponašanje poput hodanja ili trčanja, želimo to da prenesemo na protetski uređaj i konačno na eksoskelet za paraplegičare“, kaže dr Aaron D. Ames, profesor mašinskog i građevinskog fakulteta u Caltechu koji vodi Amber Lab. Glavni fokus laboratorije je eksperimentalno istraživanje u dvonožnoj robotici. „Želeli bismo da paraplegičar ustane i hoda pomoću istih algoritama koje koristimo na našim hodajućim robotima.“
Umesto da na robotu pokušavaju da simuliraju ili da podražavaju ljudsko ponašanje, Ames i njegov tim pokušavaju da razumeju matematiku pokreta. Dakle, ako robot padne, istraživači ne pokušavaju samo da poprave podešavanja na robotu kako bi on mogao da radi. „Mi se vraćamo osnovnoj nauci i potom ponavljamo matematiku i algoritme u ponovnim pokušajima“, kaže on.
Roboti umesto hidraulike koriste elektromotore, koji im daju suptilne aktivacije što ih čini pogodnijim za upotrebu kao pomoćnih uređaja
Jedna od proteza razvijenih u laboratoriji je Ampro 3. To je pogonska, transfemoralna proteza (iznad kolena) sa dva stepena slobode na članku, dizajnirana da bi ljudi hodali bolje nego sa postojećim uređajima. Gledam kao doktorant student Rachel Gehlhar prikazuje kako se hoda sa Amprom. Inercijalna merna jedinica (IMU) modulira kretanje sintetičke noge na osnovu brzine hodanja nosioca. Dakle, ako Gehlhar hoda brže, Ampro će takođe ubrzati.
Duž hodnika uz Amber laboratoriju su veliki prozori, tako da prolaznici mogu dobro da vide kako studenti prave i testiraju robote. Sama laboratorija je veličine dve velike prostorije, sa radnim prostorom na jednoj strani gde studenti rade mnogo inženjerskog posla. U toku moje posete bila su četiri glavna robota: robot za skakanje koji je pričvršćen za zaštitnu šinu; Amber; Ampro; i Cassie, slobodan dvonožni robot koji se kreće u tri dimenzije. Na drugoj strani laboratorije nalazi se ogromna traka za trčanje ugrađena u pod koja može doseći brzine do 40 milja na sat (oko 65 km/h) za ekstremnije scenarije testiranja.
Dugoročna perspektiva robota u Amber Labu je da prelaze iste vrste terena kao i ljudi. Slična istraživanja se odvijaju na mestima koja uključuju Floridski institut za kontrolu ljudskih i mašinskih uređaja za robotske delove koji mogu da izdrže neravne terene. U zatvorenom prostoru, roboti zaista moraju da savlađuju samo ravne trake za trčanje ili blage kosine. Ali u stvarnom svetu, tlo nije jednolično. Zemlja je neravnomerna, a pesak nestabilan.
Roboti poput Cassie su dizajnirani da to savlađuju. Razvijen je u Agility Robotics-u, a studenti i istraživači u laboratoriji ga koriste da bi shvatili kako se algoritmi hodanja prevode u otvorenom prostoru. Cassie je još uvek daleko od toga da može da savlađuje sneg ili stvarno izazovne terene. Ali Ames i njegov tim napreduju u tranziciji robota iz kontrolisanih okruženja u laboratoriji ka stvarnom svetu. Kada dvonožni roboti zaista budu u stanju da postignu autonomno kretanje na velikim daljinama, moći će da se koriste za istraživanje ekstremnih okruženja – poput površine Marsa.
„To je zamisao da roboti urade stvari koje su na neki način na granici ljudskih sposobnosti, bez obzira da li je to savlađivanje različitih terena, ili veoma brzo kretanje“, kaže Ames. „To su nekako dva fronta, mislim, na koje mi, kao robotska zajednica, ciljamo.“
Što se tiče vizija robotike iz naučne fantastike, Ames citira priče Isaka Asimovova „Ja, Robot“ kao verziju koju želi da ostvari.
Izvor: CNET