Просто на всякий случай: «анатомия» и слабые места робота Spot
- - -
NeuroTrends 👇:
https://t.me/neuro_trends8/4077
НЕЙРОСЕТИ | НЕЙРОТРЕНДЫ | CHATGPT | MIDJORNEY | STABLE DIFFUSION
Анатомия робособаки: как устроены роботы, помогающие человеку в строительстве и космонавтике
Сложное устройство конечностей позволяет роботу Spot быстро и устойчиво перемещаться, подниматься и спускаться по лестницам, выдерживать удары и вставать после падения. Его точно выверенная анатомия – продукт не слепой эволюции, а грамотной инженерии.
Лет десять назад в интернете «завирусились» видеоролики, в которых разработчики Boston Dynamics безжалостно пинали, толкали и роняли своих робособак. В комментариях зрители возмущались столь бесчеловечным обращением со «зверюшками» и посмеивались над неловкостью движений прототипов AlphaDog и BigDog. Но прошло время, и вот уже стартап, основанный выпускниками Массачусетского технологического института, продает контрольный пакет (80%) своих акций концерну Hyundai почти за миллиард долларов, а модель Spot Gamma используется крупнейшими корпорациями мира. Робособаки инспектируют нефтяные платформы в море, большие стройки на суше и частный космодром компании SpaceXв Техасе.
Такому успеху во многом способствовало именно «жестокое обращение». Конечно, Spot – настоящее произведение технического искусства, и многое в роботе зависит от сложной электроники и нейросетей, машинного зрения, цифровых 3D-моделей собственного тела и окружающего пространства. Но в основе робособаки лежит продуманная до деталей конструкция. Благодаря ей Spot легко справляется с препятствиями и лестницами, выдерживает падение с высоты нескольких метров, а оказавшись на боку или даже на спине, поджимает конечности, поднимается и продолжает работу как ни в чем не бывало.
Ноги
Прежде всего обращают на себя внимание ноги робособаки: все четыре ее колена сгибаются назад. Примерно такое решение нашла когда-то и эволюция. У настоящих собак роль колена выполняют заплюсневые (скакательные) суставы, на которые приходится основная нагрузка при беге, и сгибаются они тоже назад, давая импульс вперед при каждом шаге. Такая конструкция помогает распределить нагрузку между обоими суставами, коленным и бедренным. Если бы колени Spot сгибались вперед, основную часть работы пришлось бы выполнять только одному суставу – верхнему.
Кроме того, благодаря сгибающимся назад коленям робот способен взбираться по наклонной поверхности и ступенькам, не упираясь в них ногами. Правда, при спуске такая анатомия создает проблемы. С этим сталкиваются и реальные собаки, которые сбегают по лестнице далеко не так уверенно, как поднимаются. Разработчики Spot решили не заморачиваться с поиском решения: при необходимости робопес просто разворачивается и спускается спиной вперед – так, чтобы его колени по-прежнему сгибались в свободном переднем направлении. Ориентацию в пространстве машина, в отличие от живой собаки, при этом не теряет: у нее сзади есть пара глаз-камер.
Каждая нога робособаки приводится в действие тремя электродвигателями: два из них управляют бедренным суставом, один – коленным.
Мышцы
Каждым суставом робота управляет отдельный электродвигатель, который играет роль сразу двух мышц – сгибателя и разгибателя. Верхний, бедренный двигатель утоплен в корпусе и связан с бедром планетарной передачей, благодаря которой он напрямую вращает свой сустав, отклоняя его на угол до ±91 градуса от вертикали. Нижний двигатель, манипулирующий голенью, расположен не в колене, а тут же, возле бедренного. Это позволяет уменьшить массу ноги, которую приходится поднимать при каждом шаге. А с голенью его связывает винтовая передача, проходящая через все бедро. Она напоминает длинный винт с гайкой, зажатой между пальцами: вращение двигателя заставляет гайку ползти по резьбе, перемещаясь вперед или назад. Благодаря этому вращательное движение переходит в линейное, позволяя сгибать или разгибать коленный сустав.
Но бедренный двигатель не только заставляет ногу ходить вперед-назад, но и сам может разворачиваться за счет связанного с ним третьего двигателя в теле Spot. Его ось параллельна телу робопса и позволяет разводить конечности в стороны на 45 градусов, чтобы принять устойчивую позу. Такое положение можно заметить на видео в моменты, когда машина пытается устоять при боковых ударах по корпусу и отводит противоположную пару ног подальше от тела. Если же это не помогает и робот все-таки падает, третьи двигатели позволяют ему встать на ноги. Они разворачивают пару конечностей с одной стороны так, чтобы упереться ими в землю и, разгибая суставы, встать.
Нервы и кости
Для уменьшения массы и инерции конечностей их «кости» сделаны из тонких, легких и прочных углепластиковых балок. И конечно, каждый сустав снабжен «нервным узлом» – датчиками, которые непрерывно отслеживают нагрузку и угол сгибания. Датчики связаны с управляющей системой, которая координирует работу всех восьми двигателей. Здесь уже вступают в дело нейросети, обученные выбирать такие углы сгибания суставов, при которых Spot сохраняет вертикальное положение и двигается вперед по поверхности с разными препятствиями и уклонами.
Коленный сустав связан со своим двигателем с помощью винтовой передачи бедренный – через планетарную передачу.
Система умеет использовать два варианта походки. «Рысца» с одновременным перемещением пары противоположных конечностей – то передней правой и задней левой, то передней левой и задней правой, – подходит для сравнительно быстрого бега. «Ползание», при котором в каждый момент робот стоит не менее чем на трех ногах, перемещая лишь четвертую, – для медленного движения по особо сложной пересеченной местности. За походку полностью отвечает электроника. Но без сложной инженерной анатомии, без его «костей» и «мускулов» эти 3D-модели и нейросети не имели бы никакого значения.
Spot Gamma
Степень защиты: IP54 (пыле-, брызгозащищенность в любом направлении)
Длина, ширина: 1100х500 мм
Высота при ходьбе: 610 мм
Высота (min/max): 191/700 мм
Масса (включая батарею): 32,7 кг
Грузоподъемность: до 14 кг
Скорость: до 1,6 м/с
Ступеньки: до 300 мм; уклон: до ±30°
Стоимость: около 75 тыс. долл.
Ответ на пост «Необычные перила»
Дрессировка робо-собаки в качестве обходчика завода полупроводниковых микросхем
Компания GlobalFoundries начала тестирование робота-собаки Boston Dynamics Spot для инспекции завода по производству чипов. Исследования ведутся совместно с фирмой Levatas, занимающейся созданием программным обеспечением на базе искусственного интеллекта. Главная задача – научить робота считывать показания датчиков и осуществлять тепловой контроль агрегатов. О подробностях этого эксперимента сообщает Дэн Суинхо (Dan Swinhoe) – обозреватель журнала Data Center Dynamics.
На заводе по производству 200-мм плат микросхем в Берлингтоне в штате Вермонт, установлены тонны оборудования с очень длительным жизненным циклом и низкой скоростью изменений данных. Для него невыгодно ставить датчики (сенсоризировать) на каждую деталь огромного объекта. Более практично и вероятно даже проще реализовать подход мобильной робототехники, использующей один набор датчиков, чем ставить фиксированные датчики в каждой точке.
Однако есть нюансы. Разработчик ПО, компания Levatas протестировала робота и сообщает, что Spot обладает удивительным интеллектом … но он необязательно осознает, на что он смотрит. Требуется “дрессировка” робо-пса, с тем, чтобы он, во-первых, понимал на что смотрит, а во-вторых, принимал решения на основе увиденного, например, сигнализировал о том, что какой-то агрегат перегрелся. Это поможет людям принимать решения прежде, чем оборудование выйдет из строя и тем самым сократить время простоя оборудования.
Помимо считывания показания приборов и измерения температуры агрегатов робот может ретранслировать оповещения для персонала, с тем, чтобы люди могли что-то оперативно предпринять.
===
Ранее мы рассказывали о перспективах инспектирования ЦОДов робо-собакой и о роботизации дата-центров в целом. Предполагается, что умные собаки смогут измерять температуру машинных залов и осуществлять контроль доступа, пропуская своих и сигнализируя о присутствии чужаков. Кто знает, может быть со временем четвероногие кибер-помощники будут полноправными членами и нашей команды. Возможно даже к ним подключатся дроны, по крайней мере разработчики уже изучают возможность инспектирования объектов с помощью Inspire 2 от DJI.
Поясняющее видео находится по ссылке.
Материал подготовлен дата-центром ITSOFT
Роботы Boston Dynamics на службе SpaceX
Робопсы «Зевс» и «Аполлон» производства Boston Dynamics инспектируют космодром SpaceX, когда там проходят тестовые испытания прототипов сверхтяжелой ракетной системы Starship и людям находиться опасно.
Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!
Хорошо разбираетесь в звездах и юморе?
Тогда этот вызов для вас! Мы зашифровали звездных капитанов команд нового юмористического шоу, ваша задача — угадать, кто возглавил каждую из них.
Переходите по ссылке и проверьте свою юмористическую интуицию!
Парень модифицировал робота от Boston Dynamics, чтобы тот "мочился" пивом
Действительно полезное применение робособаки Spot. Когда робот обнаруживает стакан на полу, то подходит к нему и наливает пиво, что больше похоже на мочеиспускание
Оригинал видео — https://youtu.be/tqsy9Wtr1qE