Boston Dynamics представила переработанную кисть для своего человекоподобного робота Atlas. Предыдущее поколение манипулятора умело выполнять почти сверхчеловеческие трюки всего тремя пальцами, но оно никогда не предназначалось для массового производства в десятках и сотнях тысяч экземпляров. Переход от исследовательского прототипа к серийному продукту сразу выводит на первый план вопросы, которые раньше можно было игнорировать: как сделать кисть, которая справляется со всем необходимым, но при этом остаётся прочной, надёжной и недорогой? Именно эти вопросы и определили облик новой руки Atlas — и, хотя внешне она мало похожа на человеческую, именно у неё есть шанс выйти за пределы лаборатории.
У кисти три пальца и противопоставленный большой палец с 13 степенями свободы — по оценке Boston Dynamics, этого достаточно почти для любых задач
На фоне почти пугающе человекоподобных кистей, которые разрабатывают многие другие компании в сфере гуманоидной робототехники, новая рука Atlas выглядит заметно грубее. Изящные механические копии человеческой ладони действительно впечатляют: некоторые такие роботы уже демонстрируют тонкие манипуляции на грани научной фантастики, и дело не только в том, что эти кисти умеют, но и в том, как элегантно они при этом выглядят. Вот только за эффектной внешностью почти всегда скрывается расплата.
«Кисть руки — это беспощадный компромисс в проектировании, — отмечает Альберто Родригес, директор по поведению роботов в Boston Dynamics. — Обойти это невозможно: всегда чем-то приходится жертвовать. И многие нынешние конструкции жертвуют как раз надёжностью и технологичностью производства». Когда всё необходимое пытаются уместить в форм-фактор человеческой ладони, результат получается либо очень хрупким, либо очень дорогим, а чаще и тем и другим сразу. Поэтому пока такие манипуляторы годятся в основном для исследований и демонстраций.
Создавая новую кисть, инженеры Boston Dynamics сознательно пошли на компромиссы ради руки, которая, согласно пресс-релизу, способна решать широкий круг полезных задач, в том числе работать с инструментами; остаётся прочной и выносливой; легко поддаётся точному моделированию в симуляции; пригодна к массовому производству и недорогому ремонту; а по форме достаточно близка к человеческой, чтобы её можно было обучать на записях действий человека.
В этом списке нет пункта «внешне похожа на человеческую руку» — и новая кисть такой не является. По словам Родригеса, отказ от мизинца был простым решением: команда провела день, примотав мизинцы к безымянным пальцам, и убедилась, что без него вполне можно обойтись. При этом четвёртый палец всё же добавили, а саму конструкцию полностью переработали, почти удвоив число степеней свободы — с 7 до 13.
Конструкция новой кисти Atlas заметно отличается от человеческой руки
«Мы также добавили пальцам возможность раздвигаться в стороны, потому что понимали, насколько важно, чтобы один палец мог работать против другого, и что нужно уверенно удерживать рукоятку инструмента со спусковым крючком», — поясняет Родригес; речь идёт о привычных дрелях или сварочных горелках. Такая «растопырка» выходит за пределы возможностей человеческой ладони, и, по словам инженера, с помощью обучения с подкреплением можно находить и использовать применения этим сверхчеловеческим движениям.
Надёжность, технологичность и стоимость тесно связаны между собой. Снизив число степеней свободы до 13, в Boston Dynamics смогли применить меньшее количество более крупных и мощных приводов. Приводы встроены прямо в суставы по схеме прямого привода с трансмиссией, допускающей обратный ход, так что рука реагирует на усилие и контакт. Каждый приводной блок — это единый модуль, который легко заменить, а через суставы не проходят хрупкие сухожилия или тросы, способные растянуться и порваться. Сейчас команда выясняет, что потребуется изменить в деталях конструкции, чтобы выпускать до 100 000 таких кистей в год.
Не все производители гуманоидов пойдут на такие же компромиссы, и пространство для творчества в проектировании кистей ещё велико. Но если человекоподобные роботы с руками когда-нибудь выйдут на массовый рынок, отрасли придётся принимать непростые решения и идти на уступки, чтобы выполнить данные ранее обещания.
