Фабрика по производству киборгов / Аналитика

Современный научный мир - это ФАБРИКА ПО ПРОИЗВОДСТВУ КИБОРГОВ. В производственном процессе задействованы лучшие дизайнеры, инженеры, ученые. Термин "научная фантастика" постепенно изживает себя, поскольку с сегодняшним темпом развития технологий, современные фантасты вполне могут реализовать даже самые бредовые идеи в реальном мире:).

Например, заинтересовать ими военных либо политиков. Если этот вариант не приемлем, имеет смысл написать сценарий для кинофильма или компьютерной игры. То есть, сегодня главенствующие позиции занимает Ее Величество Идея.

Amorphic Robot Works

Компания Amorphic Robot Works (ARW) была создана в 1992 году. Она состоит из нью-йоркских художников, инженеров и техников, и за свою основную миссию выбрала создание робототехнических шоу. При этом данные шоу отличаются своей необычностью и футуристичностью.

Все роботы являют собой формы близкие к природным, и на сегодня уже имеется около ста интерактивных, управляемых компьютером моделей человекоподобного либо абстрактного типа.

В рамках этого обзора мы рассмотрим одну из самых популярных моделей ARW - Skelli (проект Skeletal Reflection). Как можно понять из имени, речь идет о управляемой модели человеческого скелета. Skelli состоит из аллюминиевых и пластиковых компонентов c серво-элементами и пневматикой.

На 2000 год эта модель предусматривала 34 степени свободы, при этом полноценную симуляцию движений рук и спины. В последствии разработчики задались целью создать полноценное лицо. При этом одной из задач проекта была реализация эмоций, таких как усталость, злость, радость, грусть, удивление и раздражение. На выставке "Humankind" Exhibition (Expo2000) проходившей с 1 июня до 31 октября 2000 года в Ганновере (Германия), посмотреть на шоу нового поколения собиралось в среднем по 30.000 человек в день!

Вот некоторые снимки, взятые с сайта разработчика:

Арт-директор ARW Chico MacMurtrie рядом со Skelli.

На этой фотографии вы можете рассмотреть строение рук и лица, а также сущность запрограммированной артикуляции. Точность движений и их повторов обеспечивает программное и аппаратное обеспечение HR-BOX (MediaMation) и потенциометры обратной связи от Data Instruments. Жесты получаются мягкими и деликатными.

Skelli на Expo 2000…

В нижнем правом углу находится дисплей MediaMation HR-BOX, показывающий состояние робота.

Фотография плеча Skelli вблизи.

В действии потенциометры обратной связи от Data Instruments и пневматические цилиндры от Bimba.

Тазобедренная часть Skelli.

На сайте разработчика можно посмотреть и mpeg-файл, где Skelli приветственно поднимает руку.

Вообще удивительно, что это устройство базируется на MIDI-управлении. То есть, MIDI-команд вполне достаточно для приведения Skelli в движение, и даже для запрограммированного выполнения определенных операций.

В варианте с управлением от MediaMation такой вариант стоит достаточно дорого, при этом стоит учитывать, что составные элементы (потенциометры и пневматика) также не дешевы и не всегда доступны, поскольку часть из них разрабатывается для военной промышленности.

Но, по сути, идейное направление выбрано очень правильно. Имея большое количество MIDI-каналов, которые нам сейчас может обеспечить любой РС, можно обеспечить реальное управление. Хотя сейчас в моде радио и ИК-варианты.

ARW использует MIDI-команды, которые подаются на специальные конверторы напряжения, где преобразуются в сигналы с напряжением 24 Вольта, после этого направляются на серво-приводы и другие механизмы. При этом в варианте с Mac вообще используется мультимедийное ПО от фирмы Opcode Systems.

Помимо Skelli у ARW есть очень много интересных программ и наработок, как я говорил во вступлении, все зависит от фантазии разработчиков, хотя иногда она бывает очень бурной…

Кадр из фильма "Терминатор-1"

Mechanized Propulsion Systems

Mechanized Propulsion Systems (MPS) - это молодая команда, собравшаяся в 2000 году в Калифорнии. А как насчет шагающего двухногого робота с кабиной для человека и со скоростью передвижения до 240 км/час?

При этом данный проект Mecha (его рабочее название) можно назвать самым амбициозным за последнее время - разработчики не стали размениваться на какие-то там мелкие серво-двигатели и прочее. Для каждой ноги установлен двигатель внутреннего сгорания в 780 лошадиных сил и объемом 454 кубических дюйма.

Как видно из схематического представления, двигатель подымает и опускает ногу за лодыжку, тем самым формируя эмуляцию двуногого варианта передвижения. Мало? Продолжим… общая высота Mecha 7,62 метра, половину которой составляют ноги! О запланированной скорости я уже говорил…240 км/час.

Глядя на трехмерную модель Mecha невольно ловишь себя на мысли, что это где-то уже было… Ах, да! Компьютерная игра-блокбастер MechWarrior! Ну, конечно, теперь нам осталось только войны роботов устроить с реальными пилотами:) Хотя, для освоения других планет данный вариант более приемлем, для этого достаточно в кабине пилота обеспечить условия жизнедеятельности человека и защитить ее от внешних воздействий агрессивных сред.

Gladiator в MechWarrior

Виртуальная реальность и интерактивность в действии

Я не спроста так заострил внимание на модели MIDI-управления, применяемой у ARW. Дело в том, что на самой заре бума "виртуальной реальности", именно MIDI-интерфейсы с их командами рассматривались как элемент обеспечения интерактивности.

Например, у человека на ладони расположен датчик дистанции. Изменяя ее положение в пространстве, он сообщает определенный набор MIDI-команд, которые в самом простом случае преобразуются в музыкальную мелодию (было и такое понятие как "биомузыка"), а в самом сложном заставят тех же Skelli или Mecha повторить движение человека. Ведь в обоих вариантах мы имеем достаточно человекоподобные варианты.

Обеспечение интерактивного варианта управления гуманоидо-подобными машинами - это один из самых приемлемых вариантов, поскольку сейчас действительно есть большое количество наработок в этой области, начиная от программного обеспечения и заканчивая сложными системами стереовидения и управления в них с помощью манипуляторов.

Наиболее худший вариант - использование нейронов мозга. В Лаборатории Нейроинженерии Института Технологий штата Джорджия (Laboratory for NeuroEngineering Georgia Institute of Technology) на данный момент ведутся опыты по созданию небольшого трехколесного робота Hybrot, который управляется нейронами мозга крысы. Это интерактивность нового уровня. И, в принципе, она на данный момент практически нереальна, поскольку мозг - это очень сложная и малоизученная субстанция. Уже не раз проходили новости подобного плана, но до полноценных готовых реализаций дело пока не дошло.

Улучшение человеческой "механики"

Гораздо интереснее выглядит вариант создания телероботов. Исследовательский центр Министерства Обороны США Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) выделил $80 миллионов на исследования в области улучшения физических возможностей солдат благодаря использованию телеробототехники.

Планы у данного начинания очень большие и предусматривают будущих солдат, поднимающих супертяжести, преодолевающих большие расстояния за короткое время, и даже, возможно, способность летать… Вот так вот, столько лет читали о левитации, а теперь становится ясно, что она возможна благодаря техническому прогрессу. В принципе, этот вариант развития нам известен еще со времен героя комиксов Superman, который был обычным человеком, а когда одевал костюм - становился супер-героем. Нечто подобное нас ожидает в ближайшем будущем в реале. Сейчас этот супер-костюм называется "soldier amplification exoskeleton" ("экзоскелет усиления физических возможностей солдата").

Джон Дженсен (John Jansen) из ORNL держит устройство телеруки-робота, которое позволяет поднимать тяжести (вы без труда сможете опрокинуть обычный автомобиль) и имеет достаточно большой запас по длине.

В завершении

Что интересно, сейчас можно провести явную параллель между научной фантастикой и тем, чем занимаются ведущие исследовательские лаборатории мира. При этом мы имеем явно прослеживающуюся наследственность. Ведь, согласитесь, что творения Жюля Верна выглядят уже не так футуристично, как в начале прошлого века, поскольку, во многом, они имели свое реальное продолжение. Теперь в наш быт входят слова "робот", "киборг", "андроид", даже костюм "Супермена" через некоторое время станет обыденностью. Причем это не фантастика, а реальный ход событий.