От паркура до хирургии: десять новейших достижений робототехники

Революция роботов, возможно, еще не наступила, но наши механические братья меньшие добились серьезных успехов. И теперь некоторые из ведущих экспертов в этой области представили краткий перечень десяти наиболее захватывающих новейших разработок. В этом списке ряд самых впечатляющих, оригинальных, исследовательских, инновационных и коммерческих продуктов, которые мы увидели в 2018 году, а также пару из 2017 года, на которые определенно стоит взглянуть.

Робот-паркурщик Atlas от Boston Dynamics
Похоже, не проходит и пары месяцев без того, что Boston Dynamics переписывает инструкцию о том, что может и не может делать робот. В прошлом году компания превзошла саму себя, заставив робота Atlas заниматься паркуром, перепрыгивая через бревна и прыгая между деревянными ящиками.

Создатели Atlas признали, что видео, которые мы видим, было тщательно отобрано из нескольких попыток, многие из которых были не очень успешными. Однако они говорят, что хотели вдохновлять, а не точно отражать, где находится робототехника сегодня. Что ж, простим им это.

Интуитивная хирургическая платформа da Vinci SP
Роботизированная хирургия — область далеко не новая, но технология быстро совершенствуется. Лидер на рынке хирургических роботов, робот Intuitive da Vinci впервые был одобрен к использованию FDA в 2000 году, но с тех пор прошел долгий путь, и теперь компания производит три отдельных системы.

Последним дополнением системы стал отдельный порт da Vinci SP, способный вводить три инструмента в тело через одну 2,5 сантиметровую канюлю (трубку), что придает совершенно новый смысл минимально инвазивной хирургии. В прошлом году система получила разрешение FDA на проведение урологических процедур, и теперь компания начала поставлять новую систему клиентам.

Мягкий робот, который перемещается в процессе роста
Робототехники давно заимствуют принципы из животного мира, но новый дизайн робота, который имитирует движение растительных усиков и грибов в процессе роста, открыл глаза на навигацию роботов.

Перед вами идеальный пример биовдохновленного дизайна; исследователи не просто копировали природу, они взяли общий принцип и расширили его. Трубчатый робот разворачивается спереди при помощи пневматического давления, но, в отличие от растения, может расти со скоростью идущего животного и перемещаться, используя визуальную обратную связь с камеры.

3D-печатные жидкие кристаллические эластомеры для мягкой робототехники
Мягкая робототехника является одной из самых быстрорастущих дисциплин в данной области, но питание этих устройств без жестких двигателей или насосов постоянно становится проблемой. В качестве потенциальных искусственных мышц были предложены различные меняющие форму материалы, включая жидкокристаллические эластомерные приводящие механизмы.

Гарвардские инженеры продемонстрировали, что эти материалы могут быть напечатаны на 3D-принтере с использованием специальных чернил, которые позволяют разработчику легко программировать все виды необычных способностей изменения формы. Более того, их метод производит приводы, способные поднимать значительно больший вес, чем в предыдущих подходах.

Искусственный мышцы: самозалечивающиеся, гидравлически усиленные приводы
В попытке найти способ обеспечить силой мягкую робототехнику, в прошлом году ученые из Колорадского университета разработали серию крайне недорогих искусственных мышц, способных поднимать в 200 раз больше собственного веса и даже самоизлечиваться.

Эти устройства основаны на мешочках, заполненных жидкостью, которая заставляет их сокращаться с силой и скоростью скелетных мышц при подаче напряжения. Наиболее перспективным для применения в робототехнике является так называемый Peano-HASEL, который представляет несколько прямоугольных пакетов, соединенных последовательно, которые сжимаются линейно, как настоящие мышцы.

Самосборный наноразмерный робот из ДНК
Если вы привыкли думать о роботах как о гигантских металлических машинах, значительное число ученых работают над созданием наноразмерных роботов из ДНК. А в прошлом году немецкие ученые создали первый роботизированный манипулятор с дистанционным управлением из ДНК.

Они создали отрезок тесно связанных молекул ДНК, который действовал как манипулятор, и прикрепили его к основанию ДНК с помощью гибкого сустава. Поскольку ДНК переносит заряд, им удалось заставить манипулятор вращаться подобно стрелке часов, подавая напряжение и меняя направление за счет изменения этого напряжения. Есть надежда, что эта рука в конечном итоге может быть использована для создания материалов по кусочкам в наномасштабах.

Крылатый робот DelFly
Робототехника не только заимствует у биологии – иногда и возвращает долги. И новый робот с крыльями, разработанный голландскими инженерами, имитирующий скромную плодовую мушку, сделал именно это, показав, как животные выполняют свои маневры, уклоняясь от хищников.

Эта лаборатория создавала машущих роботов в течение многих лет, но на этот раз она отказалась от хвоста, как у самолета, который использовался для управления предыдущими воплощениями. Вместо этого они использовали движения пар крыльев, как у насекомых, чтобы можно было парить, переворачиваться и падать с ловкостью фруктовой мушки. Это обеспечило полезную платформу для исследования динамики полета насекомого, а также более полезных приложений.

Мягкий роботизированный экзоскелет
Экзоскелеты должны предотвращать травмы на рабочих местах, помогать людям снова обрести возможность ходить и даже повышать выносливость солдат. Использование громоздкого обмундирования, впрочем, не представляется идеальным, поэтому ученые из Гарварда работают над мягким экзоскелетом, совмещающим специально спроектированные ткани, датчики и легковесные приводы.

А в прошлом году команд осуществила важный прорыв, объединив свой новый экзоскелет с алгоритмом машинного обучения, который автоматически настраивает устройство в соответствии с конкретным стилем ходьбы пользователя. Используя физиологические данные, он может отрегулировать, когда и где устройство должно стимулировать естественные движения пользователя для повышения эффективности ходьбы.

e-Series Cobots от Universal Robotics
Роботы на заводах – далеко не новинка. Огромные механические манипуляторы, которые вы видите на автомобильных фабриках, обычно содержатся в клетках, чтобы случайно не навредить людям. В последние годы наблюдается рост интереса к так называемым «коботами», коллаборационным (вспомогательным) роботам, спроектированным для работы плечо к плечу с людьми и даже обучения у них.

В начале этого года мы наблюдали упадок робототехника ReThink, пионера такого подхода. Но простые однорукие устройства, изготовленные датской фирмой Universal Robotics, стали повсеместными в мастерских и на складах по всему миру, что составляет около половины мировых продаж коботов. В прошлом году они выпустили свою новейшую линейку e-Series с улучшенными функциями безопасности и чувство силы и крутящего момента.

Aibo от Sony
После почти 20-летнего перерыва роботизированная собачка Aibo возвращается, и на этот раз с весьма интересными обновлениями. Помимо улучшения внешнего вида, новый робот-питомец использует преимущества искусственного интеллекта, лучше понимает окружающую среду и команды, а также развивает уникальный характер на основе взаимодействия с его владельцем.

Новое понимание контекста – вот что характеризует эволюцию социальных роботов, которые, как многие надеются, смогут помочь в обучении детей или обеспечить поддержку для пожилых людей.