Лента новостей Выбор региона Поиск
18+
Регионы {{ region.title }}
Закрыть
Лента новостей
Популярное

Создавшая «Федора» Россия всего за пять лет догнала робонавтику США

0 Оставить комментарий

Создавшая «Федора» Россия всего за пять лет догнала робонавтику США

Мягкая посадка в казахстанской степи 7 сентября спускаемого аппарата с единственным пассажиром, антропоморфным роботом FEDOR (позывной Skybot F-850), стала успешным завершением российских испытаний в области робонавтики.

Без преувеличения можно сказать, что полет похожего на человека телеуправляемого манипулятора приковал огромное внимание публики, чего давно уже не случалось в отношении живых космонавтов и астронавтов. Правда, большую часть «обратной связи» по «Федору», к сожалению, составляли плоские шутки о неуклюжести робота и его «технической отсталости», хотя программа развития антропоморфной техники является одним из наиболее перспективных направлений в исследованиях космического пространства. И реализуется сегодня отнюдь не только Россией.

Создавшая «Федора» Россия всего за пять лет догнала робонавтику США

Зачем в космосе антропоморфный робот?

Освоение околоземного пространства и ближнего космоса — пожалуй, первая ступенька, на которую предстоит встать человечеству, чтобы добраться к другим планетам или даже звездам. Ближний космос, где-то до орбиты нашего естественного спутника Луны, — это удобное для освоения пространство, практически «задний двор» Земли. Или, если угодно, — «чердак» нашего дома, откуда удобно смотреть на звезды, и «крыша», откуда можно запускать воздушного змея.

Даже до далекой Луны электромагнитный сигнал идет быстро, затрачивая на этот путь около 1 секунды. Это позволяет управлять любым роботом прямо с Земли — внутри воображаемой сферы оператор не теряет «эффекта присутствия» и может практически в режиме реального времени управлять движениями робота. Ведь даже с учетом обратной связи общая задержка составит не более 2 секунд, что вполне терпимо для большинства задач, возлагаемых на роботов, например манипуляций с грузами или ходьбы по поверхности Луны.

Ситуация еще более упрощается, если оператор находится рядом с антропоморфным манипулятором. В этом случае для человека и вовсе можно создать виртуальную картинку практически полного погружения, в рамках которой робот станет его «вторым телом». Оно будет работать во внешнем безвоздушном пространстве, в то время как оператор будет находиться в безопасности, в комфортных условиях орбитальной или лунной обитаемой станции.

Но зачем роботу антропоморфность? Ответ просто: сравнимый с человеческим размер такого «Федора» крайне важен для создания эффекта обратной связи, когда человек воспринимает движения манипулятора как движения собственных конечностей. Большой и слишком сильный робот в этом случае вреден или даже опасен: человек может просто не рассчитать необходимое усилие и повредить инструмент или оборудование. Вот почему у антропоморфных роботов нет «терминаторских» способностей: в этом их делают подчеркнуто похожими на обычных людей.

Последнее обстоятельство, кстати, позволяет роботам легко использовать различную созданную для людей технику, например транспортные средства или ручной инструмент. В этом случае для робота не надо делать «отвертку с секретом», которую может держать только он. А главное, он может пройти или пролезть везде, где прошел человек, ведь еще одна жизненно важная функция «Федора» — это робот-спасатель. 

Вот и ответ, зачем космический робот «Федор» сделали похожим на человека.

Создавшая «Федора» Россия всего за пять лет догнала робонавтику США

Американский вариант: руки из задней части

Большая часть шуток про «Федора» ожидаемо касалась его видимой неуклюжести. Тут тебе и обсуждение того, что «гаечный ключ он держать толком не умеет в невесомости», и насмешки над тем, что российский флаг на старте был просто воткнут каким-то из техников прямо в сочленение сустава «Федора», и шутки о том, что ноги робота закрепили болтами на обратную дорогу на Землю.

В принципе — ничего нового. Обычное обсуждение того, что ничего-то в России, кроме балалайки, и сделать-то не могут, а по улицам у нас медведи ходят. Но давайте посмотрим на российского робота через призму успехов его западных конкурентов. 

Наиболее известный в мире проект космического антропоморфного робота — это американский «Робонавт» (Robonaut), разработанный совместно космическим агентством NASA и корпорацией General Motors. Изначальные проекты «Робонавта», известные как R1A и R1B, были начаты под эгидой Военного агентства США по перспективным разработкам (DARPA) еще в 1996 году, а на создание полностью функциональной модели ушло более 10 лет.

Для «Робонавта» перепробовали массу различных компоновок — в частности, его тело пытались установить на колесное шасси, причем в двух вариантах. Первый вариант использовал стандартный двухколесный самокат Segway PT и был представлен в 2003 году. Но от его использования быстро отказались — как выяснилось, в таком исполнении нижняя часть робота хороша для демонстраций на Земле, а вот в реальной жизни мало к чему пригодна.

Вторую компоновку 2007 года назвали Centaur, и она использовала специально разработанный для «Робонавта» четырехколесный привод, делавший робота похожим на мифического «колесного кентавра». С таким усовершенствованием «Робонавт» даже смог передвигаться по пересеченной местности пустыни Аризона. Впрочем, управлять им было сложно — оператор часто не мог рассчитать реальную скорость движения робота, просто не чувствуя колеса. Кроме того, высокий центр тяжести делал всю конструкцию крайне неустойчивой.

Создавшая «Федора» Россия всего за пять лет догнала робонавтику США

В итоге для усовершенствованного «Робонавта-2», который был представлен в 2010 году, под нижнюю часть тела выбрали три основные компоновки. Первая из них представляла усовершенствованного «кентавра». Правда, от схожести с мифическими персонажами пришлось отказаться — торс нового «Робонавта» усадили на обычный багги. 

Вторая компоновка должна была включать обычные ноги, но так и осталась по большей части в компьютерных рендерах — американские разработчики не смогли решить вопрос балансировки равновесия. 

Наконец, третья компоновка включала в себя «ноги нулевой гравитации» (zero-g legs), которые отдаленно напоминали второй комплект рук, растущих, хм, из задней части робота. 

С такими дополнительными манипуляторами «Робонавт» отдаленно напоминал ленивца — и мог вполне уверенно перемещаться по поверхности космических аппаратов в условиях невесомости.

«Робонавт-2» отправился на МКС 24 февраля 2011 года на борту шаттла «Дискавери» и испытывался там в различных компоновках вплоть до мая 2018 года. Впрочем, испытания были неспешными и весьма щадящими для робота: согласно сообщениям, он «использовал пылесос и чистил фильтры». До выхода в открытый космос дело так и не дошло, хотя комплект ног «Робонавта» был присоединен к нему еще в апреле 2014 года. 

Сейчас «Робонавт-2» находится на Земле. В планах заявлен возврат его на борт МКС и даже на поверхность Луны, однако никаких определенных дат пока не озвучено.

Согласитесь, это весьма скромные успехи американской «робонавтики».

Создавшая «Федора» Россия всего за пять лет догнала робонавтику США

Человечество — в середине пути

Можно сказать, что в этой сфере знаний мы — не только Россия, но и все человечество — пока пребываем где-то посередине на пути к будущем свершениям.

С одной стороны, использование человекоподобных роботов-манипуляторов — это магистральная дорога в освоении космоса. В конце концов, роботу не страшна проникающая радиация, и ему не надо беспокоиться о запасе кислорода в баллонах системы жизнеобеспечения. При этом кажущаяся «безмозглость» нынешних манипуляторов не должна обманывать — если у робота будет надежное и испытанное тело, то ему впоследствии могут приделать и «умную» начинку, которая сможет, например, автономно действовать в условиях далекого Марса, куда сигнал идет уже добрых полчаса.

С другой стороны, реальные условия работы космического робота — это вам не демонстрации на «красной дорожке», когда робот находится в тепличных условиях. В космосе ему предстоит столкнуться с массой неформализуемых препятствий и сложных задач, которые уже сегодня требуют от разработчиков последовательного совершенствования своих изделий.

В целом, в России всего лишь за пять лет, если считать от начала первых разработок, создан работоспособный телеуправляемый робот-манипулятор. А уверенно держать гаечный ключ, ходить по Луне или спасать людей в сложных ситуациях в открытом космосе он еще научится, дайте только время.

infox - new
Новости партнеров