...
...

Как далеко ушел прогресс

Известно, что современная статистика "знает все". В частности, она знает, что примерно треть своего активного времени человек проводит за наведением порядка в своей обитаемой зоне, и чем эта зона обширнее, тем этого времени требуется больше. Еще писатели-фантасты годов пятидесятых сделали вывод: тот, кто придумает бытовых роботов, способных выполнять повседневную работу по дому, просто озолотится. Вероятнее всего, специалисты американской компании Probotics этих писателей читали много и вдумчиво, так как именно Probotics представила недавно новую модель роботизированной системы Суе, официально преподнесенной как "домашний робот широкого профиля"

Вообще-то, Суе умеет не слишком много. На плечи "железного друга" можно переложить только мытье посуды, уборку и чистку ковров. Тем не менее, и это уже является весьма выдающимся прорывом научно-технического прогресса в бытовой сфере, так как еще совсем недавно, если роботы что и умели, так это размахивать манипулятором, на конце которого закреплен агрегат точечной сварки или краскопульт. Да и по своим размерам они куда как превосходили крошку Суе, который в длину - десять дюймов, в ширину - шестнадцать, и в высоту - пять. Общий вес полностью снаряженного робота не превышает девяти фунтов. Правда, это не совсем все. В комплект к собственно Суе входит этакий поддон, выполняющий роль "базы" или гаража для робота. Эта база через стандартный интерфейс RS232 подключается к персональному компьютеру, в котором инсталлируется специализированное программное обеспечение, как раз и отвечающее за все те чудеса, на которые способен малыш Суе.

Как и с живой домработницей, перед полноценным применением Суе нуждается в предварительном обучении. Для этого следует запустить управляющую программу и в ее удобном графическом интерфейсе провести робота буквально вдоль всех углов, дверей и прочих препятствий, непреодолимых для этой крохи. По мере прохождения софт автоматически строит контур зоны, в которой в дальнейшем будет перемещаться робот, и устанавливает границы всех препятствий. Следует отметить, что нет необходимости подробно указывать роботизированному комплексу на абсолютно все препятствия. В конце концов, Суе умеет думать и делать выводы, что не только можно, но даже нужно использовать. После "замыкания" внешнего периметра и выявления наиболее крупных препятствий робота можно отправить на некоторое время в свободное плавание. В течение некоторого времени этот совок на колесах, что тот щенок, впервые попавший в квартиру своего хозяина, будет тыкаться в разные места и находить оптимальные маршруты их обхождения. В это время программное обеспечение, основываясь на показаниях сенсорной системы робота, разобьет всю квартиру на зоны и зальет их черным цветом. По мере того как робот будет находить возможности проникать в разные места квартиры, черные области постепенно уступят место белой заливке. Примерно через час на плане "местности" черными останутся только те места, которые заняты абсолютно непреодолимыми препятствиями, например, креслами, диванами или шкафами, сквозь которые Суе не имеет никакой возможности проехать. Кроме самих препятствий, программа установит некоторое количество так называемых контрольных точек, необходимых для точного управления процессом движения робота в пространстве. При желании или в случае такой необходимости пользователь также может вручную переопределить местоположение этих точек и даже задать свои собственные. Необходимость в "контрольных точках" вызвана тем обстоятельством, что Суе не оборудован автономной сенсорной системой для определения своего истинного положения в пространстве. С одной стороны, разработчикам это показалось слишком большой роскошью, никак не совместимой с ценой робота, которая составляет всего шестьсот девяносто пять долларов. С другой стороны, все подобные системы не отличаются умеренностью аппетита к электроэнергии и слишком быстро съедают ресурсы батарей, что является крайне критичным для полностью автономного робота небольших размеров. Поэтому было использовано другое, не менее эффективное, решение. Физическое положение Суе определяет путем учета количества оборотов, сделанных каждым своим колесом. Так как подобная схема имеет свойство слишком сильно зависеть от накапливающихся в процессе ошибок, то для их коррекции и применяются контрольные точки, координаты которых известны точно. При этом робот "общается" с базой при помощи радиосигналов десять раз в секунду на частоте 900 MHz, что в значительной мере компенсирует системные недостатки такого механического метода контроля своего местоположения. Зато потенциал бортовых аккумуляторов обеспечивает Суе непрерывную работу в течение 20 часов, включая возможность пылесосить ковер со "средним вакуумом" в течение 30 минут или с "глубоким вакуумом" (то есть пылесосить сильно загрязненный толстый ковер) в течение 20 минут. Не так уж и мало для такой крохи.

Так как Суе все-таки робот, то на него, соответственно, распространяются все понятия, касающиеся программируемости действий. Формально, Суе - это своего рода подвижная умная платформа, на которую можно установить разнообразное оборудование. Смонтируйте надежную горизонтальную поверхность - получите автоматический сервировочный столик. Установите любой бытовой пылесос - получите автоматизированную пылеуборочную систему. Правда, в этом случае возникают некоторые ограничения, вызванные тем, что питание пылесоса производится все равно по электропроводу, подключенному к розетке. Но тут на помощь как раз и приходит программирование. Помимо того, что Суе может выполнять программы, вызываемые по "свистку" компьютерного таймера, он может также выполнять конкретные программы, зависящие, так сказать, от типа "навесного оборудования". В случае с пылесосом пользователь может погонять робота так, чтобы учитывать тянущийся за ним "хвост", а потом использовать этот маршрут в качестве эталона для работы с пылесосом. Причем, что любопытно, Суе не просто выполняет все инструкции программы, он постоянно анализирует окружающее его пространство и оптимизирует маршрут движения, что позволяет самостоятельно находить выход из таких ситуаций, которым "его не учили". Например, если вы отодвинули в сторону стул и положение его ножек стало отличаться от эталонной карты, хранящейся в компьютере, то вам не придется заново учить Суе обходить препятствия. Программное обеспечение постарается проанализировать характер преграды и выяснить, похожа ли она на что-нибудь из того, с чем робот уже сталкивался ранее. Если да, то будет использовано уже имеющееся решение для аналогичных ситуаций.

Суе - это весьма и весьма забавная штука, у которой скорее всего большое будущее. Понятно, что пока его возможности слишком скромны. Однако его разработчик, Генри Торн, уверен, что дорогу себе Суе проложит сам, прежде всего потому, что он является открытой системой. Это означает, что любой желающий может разработать свои собственные программы для робота, реализующие огромный внутренний потенциал этой разработки. Мало того, что Суе оборудован собственным бортовым компьютером, так применяемый для его управления язык, хотя и содержит пока ограниченное количество команд, тем не менее, является достаточно широкофункциональным, чтобы с его помощью можно было реализовать самые разные задачи. Суе имеет разъем RJ45, через который можно добиться программного управления не только поведением самого робота из какого-нибудь внешнеустановленного блока, но и управления навесным оборудованием, подключенным к роботу через этот разъем. Особую надежду Генри Торн возлагает на энтузиастов робототехники всего мира, тратящих миллиарды часов на создание своих собственных роботов либо на расширение сферы применения имеющихся. Учитывая низкую сцену, Суе вполне заслуживает того, чтобы стать своего рода полевой лабораторией, объектом для экспериментов или платформой для установки программно управляемого оборудования собственной разработки. Можно ожидать, что в самое ближайшее время миллионы энтузиастов всего мира научат Суе гораздо большему, чем только подносить тапочки или таскать на себе пылесос.

В настоящее время разработчики Суе также заняты усовершенствованием своего детища. Дело в том, что пока, увы, этот робот не имеет своего голоса и в состоянии лишь попискивать на манер первых персональных компьютеров, например, РС/ХТ. Компания Probotics считает, что уже в следующем году удастся оборудовать Суе полностью голосовым управляющим интерфейсом, позволяющим отдавать роботу управляющие команды обычным человеческим голосом и даже воспроизводить голосовые ответы. Пока не известно, идет ли речь о разработке компанией собственной революционной технологии машинного синтеза речи или робот станет лишь манипулировать неким заранее заданным набором готовых фраз. Однако если посмотреть, как изящно Probotics разработала собственную систему глобального позиционирования, мало уступающую по эффективности системе GPS, при куда как меньшей стоимости, ожидать можно буквально всего, что угодно

Как я уже говорил ранее, Суе определяет свое местоположение исходя из количества оборотов каждого из своих колес. Остальное делает разработанная Генри Торном технология, названная "ded-расчет". Это даже не одна, а целых пять взаимосвязанных технологий, которые, при всей своей внешней простоте и реализуемости ценой весьма незначительных аппаратных ресурсов, обеспечивают примерно такую же точность позиционирования объекта, какую обеспечивает GPS, при том, что они отслеживают даже ошибки, вызываемые, к примеру, такими причинами, как проскальзывание колес (то есть, когда колесо вроде бы вращается, а значит счетчик оборотов изменяет свое значение, а сам робот не перемещается в пространстве). Пятьсот раз в секунду, основываясь на своем прошлом местоположении, направлении движения, скорости движения и всяким поправкам, внутренний процессор Суе производит перерасчет "ded-алгоритма". Точность и надежность расчетов основаны как на программных решениях, так и на особенностях конструкции самого робота. Суе создан по концепции детского трехколесного велосипеда, разве что развернутого на сто восемьдесят градусов. Боковые колеса, диаметром одна шестнадцатая дюйма, являются несущими. На них ложится вся нагрузка корпуса робота, что обеспечивает, с одной стороны, надежный контакт с полом (что является необходимым условием адекватности расчетов, основанных на учете количества оборотов колеса), а с другой - чрезвычайно низкое усилие для сдвига всей системы с места. Колеса выполнены из негнущейся пластмассы, с выступающими шипами, покрытыми чрезвычайно липким уретаном, обеспечивающим высокий коэффициент трения. Следовательно, конструкторы сделали все возможное, чтобы обеспечить надежное сцепление робота с полом, вне зависимости от типа покрытия этого пола. Однако, для компенсации возможных коллизий, которыми, как известно, изобилует реальная жизнь, Суе производит дополнительный учет проскальзывания через каждые десять футов пройденного пути, да еще и полный перерасчет своей позиции после прихода в контрольную точку.

Надо сказать, что семьсот долларов, это, так сказать, стартовая цена за робота. Представители компании Probotics заявляют, что есть все основания ожидать уже в самое ближайшее время заметного снижения цены, так как конструкция Суе изначально создавалась исходя из максимальной простоты и применения наиболее простых и недорогих материалов, узлов и блоков. Таким образом, по мере расширения производства Суе есть все основания ожидать его удешевления.

В общем, в интересное время живем, товарищи. Тридцать-сорок лет назад мечтатели от литературы придумали в бурном полете неуемной фантазии таких удобных и таких нужных роботов, а спустя всего несколько десятков лет, в принципе, в пределах срока жизни всего одного поколения, эти совершеннейшие мечты стали приобретать вполне реальные материальные очертания. Нельзя сказать, чтобы Суе возник совсем ниоткуда, только благодаря изобретательности Генри Торна или прозорливости компании Probotics. На самом деле мы являемся свидетелями того, как всякие там "побочные явления" становятся источниками самостоятельных проектов. Вот и с Суе случилась та же история. Дело в том, что компания Probotics очень и очень немало сделала в космической и военной областях: ракетная телеметрия и дистанционно управляемые устройства для работы в открытом космосе, управляемые роботы специального назначения (например, полицейские роботы-сапеты) и системы обеспечения искусственного интеллекта, такие, как электронное зрение, например. Это далеко не полный список тех областей, в которых работает Probotics. Однако отрадно, что среди всех этих чрезвычайно серьезных программ Probotics нашла время и деньги на проект Суе, больше пока похожий на жутко умную игрушку, чем на полноценного домашнего помощника.

Александр Запольскис

© Компьютерная газета

полезные ссылки
Ремонт ноутбуков, компьютеров, мониторов