За последние годы компания Boston Dynamics опубликовала много демонстрационных роликов с участием своих невероятных роботов. Особой популярностью пользуются видео с четвероногим роботом Spot Mini, который внешне очень напоминает собаку. Профессор робототехники Нейтан Кау из Стэнфорда пришел к выводу, что многим его студентам и просто заинтересованным людям хотелось бы иметь свою собственную собаку-робота, но цена Spot Mini слишком высока. И тогда появился Stanford Pupper – маленький четвероногий робот с открытым исходным кодом на платформе ROS (Robot Operating System), разработанный Нейтаном Кау для того, чтобы студенты могли вовлечься в захватывающие исследования робототехники.

При поддержке компании Cypress Software и MangDang изобретение Кау поступило в продажу как комплект деталей, из которых можно самостоятельно собрать Stanford Pupper примерно за 8 часов. Прилагались также инструкция по сборке и репозиторий исходного кода.
В течение года MangDang собирала обратную связь от пользователей Pupper по всему миру в целях создать более совершенную версию собаки-робота. И вот, в июне 2021 года на платформе Kickstarter был представлен Mini Pupper – общедоступный четвероногий робот по цене менее $ 500. Для работы с таким роботом уже не обязательно быть студентом специализированного колледжа.
Mini Pupper создан, чтобы упростить изучение робототехники для всех желающих, в особенности, для детей.

У робота простая, стабильная и красивая механическая конструкция. Он достаточно прост в сборке, устойчив во время передвижения и не нуждается в дорогостоящем ремонте. В отличие от других 3D-печатных роботов, здесь используются металлические резьбовые вставки, чтобы пользователи могли легко разбирать и собирать Pupper, если потребуется. Все детали закреплены качественными крепежными элементами, что обеспечивает отличную функциональность и долговечность устройства.
Более чистая сборка достигается за счет индивидуальной длины кабеля сервопривода и интеграции IMU в основной корпус. IMU – инерциальные измерительные модули, основанные на многоосевой комбинации высокостабильных гироскопов, акселерометров, магнетометров и датчиков давления. Такое решение позволило уменьшить количество необходимых проводов и получить компактного робота (165 мм в высоту, 209 мм в длину, 109 мм в ширину, а вес – всего 560 г)
Mini Pupper не требует подсоединения провода питания, у него есть удобная кнопка включения, а внутри корпуса  расположен аккумулятор, который  заряжается без необходимости извлекать его из робота. Если устройству потребуется подзарядка, бортовые вольтметры подадут сигнал тревоги и предупредят пользователя об этом.

Сервопривод в Mini Pupper обладает высоким крутящим моментом, что позволяет собаке двигаться быстро и стабильно. Роботу доступны три типа передвижения: «рысь» (диагональные пары), «темп» (боковые пары), и «связка» (передние и задние пары).
Также как и свой предшественник, Mini Pupper работает на платформе ROS и имеет открытый исходный код. ROS можно установить на любую Unix-подобную систему, например на Ubuntu, и программировать робота на свой вкус. Может получиться маленький охранник, шпион-лазутчик, робот-нянька или даже танцор.

Mini Pupper поддерживает SLAM (одновременная локализация и картирование местности), он может составлять карту окружающей среды и учиться в реальном времени, взаимодействуя с пространством вокруг. Делает он это благодаря датчику камеры и технологии Lidar (измерение расстояния с помощью луча света).
Mini Pupper поддерживает новейший модуль 3D-камеры OpenCV, названный OAK-D LITE. С помощью этого модуля робот может выполнять обнаружение и распознавание лиц, рук и других движущихся объектов. Зрение OAK-D-Lite позволяет роботизированной собаке подняться до уровня бордер-колли, которые удивительны тем, что могут распознавать и изучать даже самые специфические сигналы рук.

Mini Pupper имеет 12 DOF (степеней свободы), в отличие от 8 DOF, доступных в аналогичных проектах. Число степеней свободы – это количество значений, необходимых для описания местоположения объекта в пространстве. Чем выше это число, тем гибче и пластичнее может двигаться объект. Преимущества четвероногих с 8 DOF, казалось, выгодны только производителю, поскольку стоимость робота и необходимых деталей в таком случае меньше. Но MangDang хотели предоставить своим клиентам самого качественного робота с наилучшими характеристиками в этом ценовом диапазоне. И хотя это было непросто, Mini Pupper всё же стал первым в мире потребительским четвероногим роботом с двенадцатью степенями свободы.

ЖК-дисплей HMI (Human-Machine-Interface) - еще одна замечательная функция. Собранный из кучи винтиков и моторов, Mini Pupper приобрёл анималистический вид. С ним можно общаться и играть, как с живым питомцем, настроив лицевую анимацию на дисплее.

Основанный на плате Raspberry Pi, робот Mini Pupper является бесконечно расширяемым, а пределы его возможностей пока невозможно определить.
Производители MangDang сообщают, что не планируют останавливаться на достигнутом. Чтобы сделать процесс изучения робототехники с Mini Pupper еще проще и удобнее, компания уже взялась за разработку образовательных курсов. Выпускаться они будут шаг за шагом и подробно объяснять такие важные области робототехники как механика, аппаратное обеспечение, ROS, SLAM, навигация, и функции искусственного интеллекта.
Благодаря таким проектам, как Mini Pupper, у каждого из нас появляется возможность погрузиться в мир кибернетики, минуя долгие годы профессионального образования. Все, что от нас требуется – это доступ в сеть, интерес и желание учиться чему-то новому. Всё остальное уже сделали доступным.

Джейсон Барнс с детства мечтал стать профессиональным барабанщиком. Но его мечта оказалась под угрозой, когда в январе 2012 в возрасте 22 лет, очищая систему вентиляции в ресторане, он получил мощный удар током. Его правая рука оказалась так сильно повреждена, что после многочисленных сложных операций (в том числе по пересадке кожи) врачи не смогли найти лучшего решения, кроме как ампутировать Джейсону всю кисть.
Парень должен был смириться с трагедией музыканта – вместо ударных партий рок-н-ролла, ему выпал рок судьбы. Казалось, что это перечеркнет не только его музыкальные амбиции, но и значительную часть возможностей обыденной жизни. Сперва так оно и было.
Из больницы Джейсон выписался с медицинскими счетами на полмиллиона долларов и незначительной компенсацией от работодателей. Ему пришлось бросить работу, отказаться от своего жилья и переехать к маме. Подавленный и искалеченный он сходил с ума от скуки.
Но уже через три недели после выписки, Джейсон собрал свою старую барабанную установку в гараже матери, примотал барабанную палочку к своей культе скотчем и попробовал сыграть. Из-за боли он смог продержаться всего минуту, но эта минута определила его будущее.
Сначала Джейсон заказал себе протез в компании TRS Inc., занимающейся производством приспособлений для стрельбы из лука, тяжелой атлетики, рыбалки и других увлечений. Он модифицировал полученное устройство с помощью самодельных механизмов из пружин. Его целью было создать обратный импульс в палочке, чтобы протез имитировал отдачу в хватке барабанщика.
Джейсон тренировался с этим приспособлением около года и в результате прошел прослушивание в Институте музыки и медиа Атланты (Atlanta Institute of Music and Media). Преподаватель по ударным Эрик Сандерс был впечатлен решимостью и упорством парня, и осенью 2013 Джейсона зачислили на первый курс.

Но несмотря на все старания, оставались такие вещи, которые Джейсон не мог делать. Хватка барабанщика может сжиматься или ослабевать, но без пальцев хватка остается неизменной.

Джейсон начал изучать миоэлектрические протезы. Такими протезами можно управлять с помощью электрических импульсов, генерируемых мышцами тела. Парень предположил, что сможет использовать мышечное напряжение в правом предплечье, чтобы посылать сигналы механической руке, и тем самым контролировать хватку барабанной палочки.
Когда Джейсон рассказал о своей фантазии Эрику Сандерсу, тот заявил, что схожие идеи уже имеют вполне оформленную концепцию. Так Сандерс познакомил Джейсона с Гилом Вайнбергом – джазовым пианистом, профессором и изобретателем, обладающим крайне нестандартным мышлением.
Если Джейсон представлял себе устройство, способное повторять движения обычной руки, то идеи Вайнберга шли еще дальше. Профессор хотел создать что-то сверхчеловеческое, что-то, что могло бы играть на барабанах так, как не играл ещё никто.

Вайнберг получил грант от Национального научного фонда на реализацию проекта и приступил к созданию руки для Джейсона стоимостью $ 50 000. Профессор планировал представить свое изобретение на фестивале науки в Атланте, до которого оставалось менее восьми месяцев, поэтому сроки были сжатыми.
В распоряжении изобретателя были все силы и возможности компании Meka Robotics. Используя легкую алюминиевую раму, Вайнберг собрал миоэлектрический протез с крошечными, но мощными реверсивными электродвигателями, которые обеспечивают работу колес с ременным приводом, необходимых для большей подвижности палочки. В устройство была встроена вторая барабанная палочка, которую Джейсон мог использовать по своему усмотрению, но которая также обладала собственным искусственным интеллектом, могла подстраиваться под действия Джейсона и даже импровизировать.
«Музыка очень чувствительна ко времени. Вы можете услышать разницу между двумя ударами, даже если их разделяет несколько миллисекунд», – говорит Вайнберг – Если мы используем машинное обучение, реагирующее на микроимпульсы в мышцах Джейсона, чтобы определить, когда он собирается ударить, то палочка ударяет в этот самый момент, и игра обеих рук становится согласованной».

Вайнберг заявляет, что такая технология синхронизации может быть использована в будущем для управления встроенной третьей механической рукой в операциях, требующих особого временного контроля. Например, алгоритмы миоэлектрического предвидения Вайнберга могут быть использованы, чтобы помочь астронавтам или хирургам выполнять сложные физические задачи синхронно с роботизированными устройствами.
Для Джейсона все дело, конечно же, в музыке. Поскольку встроенный чип может контролировать скорость барабанных палочек, протез можно запрограммировать на игру двумя палочками в разном ритме. Он также может двигать палочками быстрее, чем это возможно для человека – около 20 ударов в секунду.

Двести человек пришли в Государственный университет Кеннесоу, чтобы услышать выступление молодого киборга-барабанщика на открытии первого научного фестиваля в Атланте.
Джейсон сел за свою ударную установку и сыграл перкуссионный дуэт с Сандерсом, а после версию классической песни Майлза Дэвиса "So What?" в сопровождении Вайнберга за фортепиано.
Затем профессор объявил, что скачал несколько ритмических рисунков, созданных ученым (и барабанщиком) Ричардом Фейнманом, и загрузил эти ритмы в руку Джейсона. Это позволило парню сыграть дуэтом с уже ушедшим физиком-теоретиком.

И хотя стать первым музыкантом-киборгом было очень весело и необычно, роботизированная рука не решила всех проблем Джейсона.
Дело в том, что дорогостоящий протез принадлежит не самому парню, а Технологическому институту Джорджии. И хотя Джейсон благодарен судьбе за участие в эксперименте Вайнберга, очевидно, что он отдает предпочтение своему старому протезу. Возможно, его старая рука-палочка и не обладает собственным разумом, но зато она легче и проще в обращении. Протез Вайнберга, в свою очередь, весит почти два килограмма – это все равно что держать кварту пива на расстоянии вытянутой руки, пытаясь играть музыку.
Жизнь музыканта – это вызов, а для барабанщиков плавание еще сложнее, учитывая популярность электронной танцевальной музыки и компьютеризированных ритмов.
«Наверняка некоторые барабанщики позавидуют тому, что я теперь могу делать», – сказал как-то Джейсон – «Скорость - это хорошо. Быстрее всегда лучше».