Что чувствует робот

Настоящий робот должен слышать и видеть — этому принципу следовали многие инженеры во времена становления робототехники.

Обучение машин навыкам видеть, слышать, чувствовать, понимать, где они находятся, — одна из самых сложных задач современной робототехники. Наука успешно справляется с ней, но сравниться с человеком роботы пока не могут.

На современном уровне развития роботы могут не просто брать предметы, но и рассчитывать силу так, чтобы не навредить объекту: например, куриное яйцо в руках робота останется невредимым

Видеть и слышать

Первые «чувствительные» роботы появились еще в 1920-х годах: некоторые экземпляры могли слышать и различать голосовые команды, подаваемые через телефонные трубки. Умение видеть машины приобрели после того, как на них установили светочувствительные датчики, а затем видеокамеры.

Ощущать и понимать

Тело человека или животного покрыто кожей, в которой находятся нервные окончания, которых у роботов, разумеется, нет. Поэтому они не могут быть настолько чувствительными, как люди. Машины ощущают прикосновения только в местах, где установлены датчики. И если кошки используют свои усы в качестве инструмента ближнего ориентирования, то роботам для этого необходимы специальные сенсоры.

Первые успешные попытки обучить роботов другим чувствам произошли в 1970-е годы. Японский Wabot-1 первым стал различать прикосновения благодаря системе датчиков и сенсоров. Опыт быстро переняли другие инженеры, научив свои изобретения чувствовать касания и реагировать на них. Это позволило улучшить навигацию машин: теперь они могли обходить препятствия.

Wabot-1. По заверениям разработчиков робот обладал интеллектом полуторагодовалого ребенка. В 1973 году он был одним из самых совершенных экземпляров: мог ходить, поддерживать беседу, видеть, слышать и ощущать прикосновения

Многие научные и промышленные роботы обладают обонянием: одни могут самостоятельно вызвать помощь при задымлении помещения, другие — измерить количество вредных веществ в воздухе. Некоторые инженеры пытаются разработать устройства, которые могли бы справляться с узким кругом задач, например находить по запаху трюфели.

Новые технологии

На смену бытовым видеокамерам и телефонным трубкам давно пришли новые технологии, позволяющие управлять роботами голосом либо дающие им возможность самостоятельно разрабатывать алгоритм действий в зависимости от поставленной задачи и окружающей среды. Современные устройства обладают гораздо более лучшим зрением и чутким слухом, чем человек. Они могут видеть в полной темноте, реагировать на малейшие звуковые вибрации, чувствовать даже самые незначительные изменения температуры воздуха, распознавать нужный запах из сотни.

Радары, измеряющие скорость автомобилей, испускают звуковые волны, которые, отражаясь от машины, возвращаются назад. Таким образом устройство понимает расстояние до объекта и может рассчитать его скорость, В некоторых роботах использован этот принцип, чтобы замерять расстояние до объектов

Как работают органы чувству роботов

1. Для визуализации объектов служат лазерное сканирование и эхолокация. Робот направляет луч или звуковую волну и по времени пути отраженного сигнала определяет расстояние до объекта. Вот почему возможно построение карт местности, по которым робот может двигаться, не натыкаясь на препятствия.
2. Тактильные ощущения робот получает благодаря сенсорам, которые реагируют на прикосновение. В некоторых случаях они имеют вид волосков на теле, направленных в разные стороны: это позволяет строить объемные модели пространства вокруг робота.
3. Сложнее всего с обучением роботов различать запахи и вкусы: каждое конкретное изобретение направлено на определенные цели, а потому универсального способа, подходящего для большинства разработок, пока не существует.

Colias. Микророботы имитируют поведение роя пчел: все вместе решают общую задачу, при этом каждое устройство выполняет определенную функцию. Подобная кооперация позволяет Colias осуществлять достаточно сложные действия, часто с использованием нетрадиционных подходов. Между собой микророботы поддерживают связь благодаря инфракрасным датчикам, способным работать на расстоянии от 0,5 сантиметра до 2 метров. Система обнаружения препятствий составлена из трех датчиков малой дальности и независимого процессора, который функционирует параллельно с сенсорной системой

Роботы-поводыри

Роботы вполне могут заменить собак в качестве поводырей. Уже используются модели, которые способны перевести человека через дорогу, — они учитывают расстояние до автомобилей, скорость движения транспорта и пешехода, наличие искусственных неровностей и т. д. Такие устройства взаимодействуют с человеком посредством звуковых сигналов, а скорость их передвижения координируется с темпом ходьбы владельца.