Робот-скалолаз LEMUR учится у людей-альпинистов

Этого четвероногого робота-альпиниста когда-нибудь можно было бы высадить на Марсе или другой планете. Оттуда автономная машина, для которой лучше гор могут быть только горы, передала бы уникальные данные. Пригодится такой робот и на Земле. Но ко всему этому он ещё не готов.
Паукообразный робот, названный LEMUR (Limbed Excursion Mobile Utility Robot — путешествующий на своих конечностях полезный мобильный робот), разрабатывается группой инженеров под руководством Тимоти Бретля (Timothy Wolfe Bretl) в Стэндфордском университете (Stanford University).

Работы ведутся совместно с лабораторией реактивного движения NASA (Jet Propulsion Laboratory — JPL), из недр которой "вылетели" марсоходы Spirit и Opportunity.


Кстати, ситуация с последним ровером как нельзя лучше иллюстрирует потребность в альпинисте, вроде LEMUR.


Напомним, что Opportunity оказался на краю очень глубокого кратера. А учёные, в свою очередь, оказались перед нелёгким выбором: позволить ли роботу спуститься в этот кратер, где он может остаться навечно, или оставить его на поверхности.


В конце концов, было решено отправить машину в кратер, выбраться из которого марсоход, скорее всего, не сможет.


Если бы на месте Opportunity был LEMUR, такой дилеммы не возникло бы — он бы вылез. По идее.

Итак, LEMUR — это опытный образец полностью автономного скалолаза.


Как и человек, он имеет четыре конечности. Поэтому и его манера покорения вершин во многом напоминает человеческий альпинизм.


Машина с телом, напоминающим барабан, хватается за выступ одной "рукой", потом другой, ставит на подходящий выступ ногу, подтягивает свой вес и так далее.


Выглядит занятно, видеоролики можно найти на этой странице — LEMUR ползает по наклонной деревянной панели в Стэнфорде.


Никаких присосок или магнитов у робота нет — он цепляется в буквальном смысле когтями своих "трёхчленных" конечностей.


Разработчики говорят, что LEMUR похож на скалолаза-человека, использующего при восхождении один единственный палец.


В настоящий момент робот не может "видеть", куда он лезет, и где находятся точки опоры. Покамест в его бортовой компьютер загружена компьютерная модель поверхности с координатами этих точек.


Проще говоря, опытный образец ещё не способен на автономные действия и действует по заданной программе.


Это потом у него появятся глаза-камеры, датчики контакта и достойный компьютер, в реальном времени просчитывающий идеальный маршрут подъёма, решая, каким будет каждый шаг.
Правда, контактные датчики есть у LEMUR и сейчас, но используются они только для того, чтобы удостовериться в том, что каждая точка опоры надёжна и безопасна.

О том, каким в идеале должно быть программное обеспечение автономного альпиниста, можно судить по примерному алгоритму его действий: зафиксироваться одной конечностью на новой точке, а потом, перемещая другие три члена, одновременно перенести вес, поддерживая при этом баланс.


Потребуются сложные непрерывные вычисления, но на "обдумывание" каждого последующего шага может понадобиться несколько минут.


И с этим придётся смириться, ведь LEMUR, как сапёр, может ошибаться только один раз — сорвётся и всё, пиши пропало.


С другой стороны, на том же Марсе роботу не нужно будет особо торопиться и разгоняться — это не соревнование на скорость, а исследование.


Быстрота может пригодиться LEMUR на Земле, где для него работа также найдётся. Планируется, что механический скалолаз может оказывать помощь жертвам землетрясения, к примеру.

В ближайших планах LEMUR — поездка в Сингапур на международный симпозиум по экспериментальной робототехнике ISER 2004, который пройдёт с 18 по 21 июня.

Такого рода мероприятия, благодаря обмену опытом между создателями, обычно идут машинам на пользу. Возможно, и робот-альпинист научится чему-нибудь новому.

Фотографии:
1.Опытный образец пока может взбираться только по сооружённой в университете "горе", причём по заранее заданной программе (фото с сайта stanford.edu).
2.Руководителю группы разработчиков Тимоти Бретлю пришлось самому полазать по скалам, чтобы понять, как научить альпинизму четвероногого робота (фото с сайта stanford.edu).
3.Покорение настоящих вершин у LEMUR ещё впереди (фото с сайта newscientist.com).
4.Примерная схема робота-альпиниста в будущем (иллюстрация с сайта newscientist.com).