За доли секунды до того, как вы берете какой-нибудь предмет в руку, ваш мозг выполняет невероятное количество вычислений. Он рассчитывает все возможные комбинации движений для надежного и безопасного удержания и перемещения этого предмета. Эта бессознательная функция не существовала в вашей голове по-умолчанию. Она развилась в раннем детстве, когда вы впервые прикасались к каким-либо вещам, играли с первыми игрушками и просто исследовали мир на ощупь.
Немецкая компания робототехники Festo попыталась воссоздать процесс такого обучения с роботизированной рукой и нейросетью. Компания разработала новый роботизированный манипулятор BionicSoftHand. Рука обладает невиданной прежде ловкостью и гибкостью. А искусственный интеллект вычисляет правильный алгоритм для манипуляции предметом еще до его поднятия.
BionicSoftHand - еще один яркий пример мягкой робототехники. Машины, которые сейчас повсеместно применяются на производстве, сделаны из стали и используют пневмоприводы. Это делает их сильными и быстрыми, но совершенно нечувствительными. Контакт такой машины с человеком, как правило, заканчивается травмой. Мягкая робототехника предполагает использование гибких материалов, вроде умной ткани или надувных компонентов. Взаимодействие с такими машинами гораздо менее травматично.
В основе BionicSoftHand вообще не используется металлический скелет. Куки состоит из надувных сегментов, созданных при помощи 3D-печати из прочного, но эластичного материала. Контролируя давление воздуха внутри каждого сегмента, можно заставить сегменты пальцев изгибаться в нужной последовательности. Все это очень напоминает работу мышц и сухожилий.
Покрытие руки не менее интересно, чем начинка. Мягкие пальцы BionicSoftHand оборудованы множеством гибких сенсоров. Датчики предоставляют подробную обратную связь, сообщая контроллеру о движении каждой фаланги пальца, ее положении в пространстве, контакте с объектом. В общем, роботизированная рука “чувствует” примерно то же, что и реальная биологическая.
Но самое поразительное - это способность руки к самообучению. Традиционная робототехника программируется на выполнение определенных действий. От нее не ждут никакой самодеятельности или способности к саморазвитию. BionicSoftHand учится, подобно человеческому ребенку. Машина использует сложное виртуальное моделирование, позволяющее в конце концов выработать оптимальный план действий. В виртуальном пространстве рука предпринимает попытки поднять предмет разными способами, повертеть, положить на место. Когда вы были ребенком, то, вероятно, сотню раз роняли чашку с напитком, прежде чем научились ее правильно держать. BionicSoftHand делает то же самое, только в виртуальной среде. Искусственный интеллект прочитывает тысячи вариантов и выбирает оптимальный. И делает он это за доли секунды.
В этом демонстрационном видео роботу дали задачу покрутить в руке двенадцатигранный объект таким образом, чтобы каждая грань хотя бы раз была направлена вверх. Как это сделать - никто не объясняет. Потому машина использует трехмерное цифровое зрение, чтобы создать трехмерную модель объекта. Затем искусственный интеллект начинает просчитывать варианты. Затем роботизированная рука выполняет задачу. На весь процесс уходят считанные секунды. Таким образом, BionicSoftHand обучается быстрее любого живого существа. А еще машина не забывает изученных алгоритмов. Когда вы дадите ей следующее задание, она использует существующие наработки, чтобы выполнить задачу еще быстрее и эффективнее. Это - настоящий прорыв в робототехнике, который на шаг приближает нас к фантастическому роботизированному будущему.
