Отказ от пульта дистанционного управления, превосходство над Болтом: «Кремниевые» роботы вступают в эпоху полного автономия. Как могут бегать роботы, в которых нет людей?

Краткое содержание

На вторых Всемирных соревнованиях по бегу на роботах-антропоидов роботы официально попрощались с эпохой дистанционного управления и перешли к полностью автономному образу действий. Человеку достаточно задать такие цели, как «побежать 100 метров», а роботы с помощью радара и камер определяют местоположение, планируют маршрут и корректируют свои движения. Хотя результат робота Tian Gong Ultra (8,64 секунды) превзошел результат Усэина Болта, это также выявило такие недостатки, как сложности при поворотах и необходимость использования амортизирующих элементов при резком замедлении. Изменение правил соревнований (полностью автономный бег) свидетельствует о переходе от соревнований по скорости к соревнованиям по производительности систем восприятия, навигации и управления. Ключом к успешному применению роботов в реальных условиях является их способность к адаптации к различным сценариям и задачам; однако до полноценного внедрения еще предстоит долгий путь.

Подробный анализ

1. Отказ от дистанционного управления: роботы начинают самостоятельно планировать свои действия

Раньше для управления движениями роботов использовался пульт дистанционного управления, который указывал каждый шаг (поднять левую ногу, сделать шаг правой ногой, скорректировать центр тяжести), что напоминало управление марионеткой. Теперь, в автономном режиме, человек задает лишь цель (например, «побежать 400 метров»), а робот должен самостоятельно выполнить следующие действия:

• Определение местоположения: с помощью радара и камер робот в реальном времени определяет свое положение (аналогично функциям навигации в смартфонах);
• Планирование маршрута: робот движется по дорожке, избегая препятствий;
• Корректировка движений: на основе результатов симуляций робот находит наиболее подходящий способ движения (например, робот Tian Gong Omni использует движение рук для поддержания баланса, заменяя человеческие движения руками).

Например, робот Zhuyuan Lingxi X2 в соревнованиях с препятствиями самостоятельно определяет, как обходить ступени и узкие проходы, без участия человека. Это похоже на обучение ребенка езде на велосипеде: сначала ребенок движется под руководством взрослого, а затем учится самостоятельно смотреть по дороге и сохранять равновесие.

2. Проблемы при поворотах и замедлении

Бег по прямой линии — это лишь начало; настоящие трудности возникают при поворотах и замедлении:

• Сложности при поворотах: при прямом движении роботу нужно просто двигаться вперед, а при повороте необходимо учитывать силы, действующие по горизонтали (например, при повороте на мотоцикле необходимо наклонить тело). Робот должен корректировать положение ног, угол наклона туловища и движения рук; любая ошибка может привести к падению. Раньше человек мог помочь роботу справиться с этими проблемами, но в автономном режиме все недостатки становятся очевидными;
• Замедление: при резком замедлении роботу необходимо точно рассчитать свою скорость и силу трения с поверхностью, чтобы быстро изменить направление движения (аналогично человеку, который резко тормозит, используя ноги). На соревнованиях для улучшения результатов используются амортизирующие элементы, но в реальной жизни так не получится — ведь нельзя ставить дома пенные стены для столкновений роботов.

Эти проблемы свидетельствуют о том, что системы, отвечающие за баланс и ход роботов, еще не достаточно совершенны и должны развиваться подобно человеческим мозгу.

3. Результаты на соревнованиях не отражают реальные возможности роботов

Результаты на соревнованиях показывают максимальные возможности роботов, но в промышленности важна их надежность и стабильность:

• На соревнованиях важны личные рекорды: если робот столкнулся с препятствием или упал, это не критично, главное — победить;
• В промышленности необходима практичность: роботы должны работать стабильно и надежно: перевозить грузы на фабриках, помогать покупателям в магазинах, выполнять домашние задачи. Они не должны скользить по плитке, застревать на коврах или сталкиваться с препятствиями.

Соревнования служат способом проверки возможностей роботов, но выявленные проблемы (например, быстрое истощение ресурсов, падения при поворотах) требуют дальнейшего устранения. Например, робот, победивший на соревнованиях на дистанции 1500 метров, в реальной жизни может работать по 8 часов подряд, поэтому необходимо улучшить системы охлаждения и автономного питания.

4. Усиление конкуренции: от скорости к интеллектуальным способностям

Раньше производители соревновались в скорости движений роботов, а теперь сравнивают их способность самостоятельно решать различные задачи:

• Соревнование систем: роботы должны не только бегать быстро, но и автономно поворачивать, преодолевать препятствия и замедляться;
• Ключевое значение адаптивности: роботы должны уметь адаптироваться к различным условиям (например, сортировать посылки разных форм, помогать людям в магазинах без необходимости перепрограммирования).

Современная индустрия находится на первом этапе развития (адаптация к разным объектам), но в будущем роботы должны сами адаптироваться к изменяющимся условиям (например, снижать скорость при дожде, автоматически избегать препятствий).

Адаптивность позволяет снизить затраты на разработку роботов для различных сценариев, что делает их более практичными для широкого применения.

Вывод

Роботы-антропоиды переходят от уровня игрушек к практическому использованию, и автономный режим является важным шагом в этом процессе. Однако такие проблемы, как сложности при поворотах и замедлении, а также необходимость адаптации к различным условиям, все еще требуют дальнейшего решения. Соревнования служат не только демонстрацией технологий, но и инструментом для оценки их промышленного потенциала. Чтобы роботы действительно смогли заменить людей в повседневной жизни, они должны не только бегать быстро, но и уметь самостоятельно принимать решения и адаптироваться к различным ситуациям.