Без названия

Естественные формы жизни всегда вдохновляли изобретателей. За последние годы появилось множество машин, имитирующих анатомию животных: собаки, кошки, кенгуру, гепарды, яки и даже козлы.

Четвероногие роботы обладают большей устойчивостью, нежели двуногие. Они очень перспективны для использования в реальных природных условиях и разнообразных ландшафтах. Такие крупные машины как BigDog и ANYmal, демонстрируют прекрасную адаптивность, выносливость и грузоподъёмность, а маленькие роботы типа Sub-2g (жукообразные) весьма проворно передвигаются по узким тоннелям.

Но до сих пор в мире не было робота, удачно совмещающего в себе силу и ловкость. В данном случае крысы, живущие в пещерах, внезапно оказались наиболее подходящими кандидатами на роль прототипа. Они давно привлекают к себе внимание робототехников, благодаря непревзойденной ловкости, силе и гибкости. Было предпринято множество попыток сымитировать анатомию и характеристики движений этих грызунов. В этом месяце ученые из Пекинского института технологий под руководством профессора Цин Ши представили новейшую разработку – SquRo. Это биомиметическая (заимствующая структуры органической системы) роботизированная крыса, способная выполнять множество сложных движений и переносить грузы.

CW ROBOT RAT OFF PLAT

Робот готовится пройти испытание

SQuRo – это сокращение от Small-sized Quadruped Robotic Rat (малогабаритная четвероногая роботизированная крыса). Профессор Цин Ши более десяти лет занимался кибернетикой, еще будучи аспирантом Университета Васэда. Потратив значительное время на воспроизведение определенных свойств и функций биологических систем, он вместе с командой спроектировал множество роботов по образу и подобию животных. Поставив перед собой задачу создать робота-крысу, команда Ши взяла на вооружение биоинспирированные алгоритмы (изучение форм жизни, возникновения и поведения видов с целью компьютерного моделирования живых явлений).

Сначала на свет появился колесный робот. Он уже был способен к различным видам крысоподобного поведения. Но когда создатели заменили колеса на лапы, чтобы улучшить маневренность движения, результаты оказались впечатляющими. Свои экспериментальные исследования команда Ши опубликовала в журнале IEEE Transactions on Robotics. Согласно полученным данным, конечности SQuRo способны с высокой точностью воспроизводить движения настоящих крыс.

Robot rat e1636013160135

Робот-крыса с колёсами вместо задних лап

Известно, что эти грызуны перемещаются в тесных пространствах благодаря вытянутой тонкой форме тела и гибкому позвоночнику. Поэтому, чтобы скопировать ловкость их движений, учёные по максимуму воспользовались известной анатомией. Они разработали механические суставы и спроектировали по 2 степени свободы (DOF) на каждую конечность. Системы свободы 2 DOF в талии и в голове обеспечили возможность гибких движений позвоночника. SQuRo может сгибаться, разгибаться и очень быстро поворачиваться, подстраиваясь под изменчивость окружающего мира.

NINTCHDBPICT000727882454

Феноменальная гибкость SQuRo

Особенности крыс заключаются не только в анатомии, но и в специфических движениях, называемых локомоцией. Учёным потребовалось создать многоуровневый контроллер с открытым контуром, чтобы достичь мультимодального движения всех частей робота и воспроизвести локомоцию живой крысы. Мультимодальность в робототехнике означает совокупность различных каналов получения информации и выбора действия. Её наличие в системе гарантирует высокий уровень ИИ.

Система управления SQuRo состоит из трех уровней:

1) Мультимодальный планировщик с четырьмя основными режимами движения и прямой связью между переменной управления и ответными реакциями робота на соприкосновение с поверхностью;

2) Оптимизация параметров с учетом стабильности и пределов срабатывания;

3) Генерация траектории каждого сустава.

Благодаря биомиметической структуре и мультимодальному управлению движением, SQuRo может выполнять такие выкрутасы, как приседания, ходьба, ползание, резкие повороты и вращения. Он может даже восстанавливаться после падений, управляя конечностями и шейными механизмами для соответствующей регулировки центра масс. В ходе экспериментов SQuRo успешно прошел через изменяющийся тесный проход шириной всего 90 мм, преодолел препятствие высотой 30 мм и достиг стабильного передвижения по склону 15 градусов.

NINTCHDBPICT000727882444

SQuRo успешно прополз под навесом

По сравнению с современными четвероногими роботами аналогичных габаритов, роботизированная крыса имеет более вытянутое тонкое тело и меньший вес. Но при этом может устойчиво передвигаться с грузом, равным 91% её собственного веса, что демонстрирует превосходство проекта перед жукообразными роботами Sub-2g.

Все эти качества позволяют роботу SQuRo проворно пролезать через узкие щели, двигаться по пересечённой местности и выполнять такие задачи, как обнаружение и транспортировка грузов.

Команда профессора Ши надеется, что в скором будущем их изобретение окажется задействовано в поисково-спасательных операциях. Но область применения такого юркого роботизированного создания со временем наверняка станет ещё шире.

Без названия

У него даже усы есть, приглядитесь

Пока весь мир ждёт выпуска SquRo в широкие массы, мы предлагаем вам воспользоваться полученной информацией в целях создания собственного роботизированного устройства. Есть идеи? Поделитесь с нами!

Опубликовано в Технологии
Четверг, 11 ноября 2021 14:35

FluentPet: поговорить с питомцем

image

Мы знаем, что собаки и кошки понимают, что мы им говорим. Порой нас удивляет сообразительность наших питомцев и то, как точно они улавливают смысл сказанных нами слов. Однако мы сами не всегда понимаем, что наш питомец хочет нам сказать, или понимаем абсолютно не правильно.

Американская компания CleverPet, разрабатывающая обучающие программы для домашних животных, бросила вызов этой проблеме и представила на рынке новую технологию FluentPet, благодаря которой наши питомцы могут научиться говорить.

fluentpet bunny homepage bodybanner 750x

В основу системы FluentPet легли идеи когнитивных наук и исследований из области логопедии. Компания заявляет, что на разработку данной технологии их вдохновила Кристина Хунгер – врач-дефектолог, пациентами которой являются дети с ограниченными вербальными возможностями.

EJQJBLYVYBANNJRHSEVGBUWRQY

Осенью 2019 года Кристина показала, как инструменты, помогающие этим детям общаться с окружающими, могут быть применены при взаимодействии с собаками. В частности, Кристина научила говорить свою собаку Стеллу, используя Talk Buttons (кнопки с функционалом записи и воспроизведения коротких аудиофайлов). Свой опыт Кристина подробно описала в книге («How Stella Learned To Talk», 2021) и запустила свой проект Hunger For Words, осуществляющий производство и продажу Talk Buttons.

Insert 014 9780063046832 1024x768

Компания CleverPet взяла за основу идеи Хунгер, развила и усовершенствовала ее технологию. Результатом стала общедоступная интерактивная игра, которая быстро набрала популярность среди владельцев собак и кошек.

FluentPet представляет собой плоскую шестигранную платформу (HexTile) диаметром 20 см, на которую крепятся круглые кнопки со встроенным динамиком и микрофоном. На каждую отдельную кнопку записывается одно слово (например, «вода», «спать», «хотеть»). При нажатии на кнопку, записанное слово громко воспроизводится.

Кнопки имеют небольшой размер, всего 4,8 см в диаметре, поэтому на одной платформе их можно разместить до 6 штук, а спроектированы они так, что их легко нажимать даже самым маленьким питомцам. Работает такая звуковая панель на щелочных батарейках AG13, способных обеспечить сотни воспроизведений.

Get Started Kit Top 1800x1800

FluentPet – гибкая система, ее можно настроить под особенности и больших и маленьких лап, расположив составляющие звуковой панели как угодно. Плиток HexTile может быть несколько и они могут скрепляться друг с другом в единую сетку, визуально напоминающую соты. Пока нет точных научных доказательств преимущества шестигранника перед квадратом, но специалисты компании опираются на многолетний опыт разработки учебных алгоритмов для собак. Они уверены, что метод организации панели HexTile будет проще восприниматься собаками, нежели обычная квадратная сетка, и способствовать более быстрому запоминанию слов.

Платформы HexTile предназначены не только для надёжной фиксации звуковых кнопок на полу, но и для организации слов по категориям. Например, на одной плитке крепятся кнопки со словами из категории «места», а на другой - из категории «глаголы». В таком случае фоновый рисунок на первой плитке будет существенно отличаться от фонового рисунка на второй. Всего разработано шесть уникальных фонов для шести основных категорий слов: субъекты, объекты, места, глаголы, описания и общение. Общая визуальная картина, окружающая слова из одной категории, облегчает «ученику» запоминание того, какая кнопка где находится. Также это повышает вероятность распознавания категории конкретного слова.

FluenPet HexTileandButton Diagram db700423 a658 4153 aae5 6a8ed876d719

Приобрести стартовый набор любой желающий может за 79,95 €. В такой набор входит 3 платформы HexTile, 6 звуковых кнопок, 18 уже установленных щелочных батареек и 67 наклеек с идеограммами (их можно наклеить на кнопки просто для красоты, или можно визуально обозначить слова, чтобы самому не запутаться, где какое слово записано). Начальный набор позволяет обучить своего питомца таким базовым понятиям, как «еда», «туалет», «на улицу», «спать» и т.д., оставляя возможность для дальнейшего расширения словарного запаса.

GetStartedWithBox 1800x1800

В основе своей технология не отличается особой сложностью, поэтому можно попробовать самостоятельно собрать для своего питомца такой интересный подарок. Самой важной составляющей устройства является система записи и воспроизведения звука, по сути диктофон, изготовить который можно, например, с помощью платформы Arduino. А всё остальное уже касается дизайна, и здесь можно по-максимуму проявить фантазию.

Пока трудно судить об эффективности Talk Buttons с научной точки зрения, технология еще не прошла проверку временем. Но даже если процесс обучения не увенчается видимым успехом, все равно для нас и наших четвероногих друзей это отличная возможность провести больше времени вместе и лучше узнать друг друга.

Опубликовано в Технологии

Кендра Хэйст создала свою первую проволочную скульптуру более 20 лет

Опубликовано в Арт
Понедельник, 21 сентября 2015 17:25

3D моделинг от Максима Шкрета

Многие утверждают, что в наше прекрасное время информации, можно получить практически любую профессию мечты. Особенно, если она предполагает какой-либо уровень творчества. Даже с учетом, что это ваша страсть, понадобится огромное терпение и настойчивость, чтобы уверенно двигаться вперед и постоянно профессионально расти.

Опубликовано в Арт

Ссылки