Dalam fiksi ilmiah, terutama dalam karya klasik penulis Amerika abad pertengahan, robot sangat umum digunakan. Paling sering mereka membantu seseorang, terkadang mereka hidup sendiri, dan terkadang mereka bahkan bertengkar dengan orang yang menciptakannya. Tetapi hampir selalu - ini adalah mesin antropomorfik tegak, dengan dua kaki dan dengan dua tangan. Sungguh mengejutkan betapa terus-menerus para penulis dan penulis skenario film mencoba memberikan mesin dengan fitur-fitur manusia.
Robot modern jauh lebih praktis, mereka diadaptasi secara maksimal untuk tugas yang sempit dan terlihat tidak seperti manusia.
Tetapi ada satu perusahaan yang, terlepas dari semua pertimbangan kepraktisan, menciptakan robot yang semirip mungkin dengan manusia dan hewan - Boston Dynamics. Dan baru-baru ini mereka mengajari robot mereka menari!
Lihat video ini di bawah potongan.
Terlepas dari semua kesulitan dan banyak penjualan kembali perusahaan di tangan yang berbeda, BD tidak berkecil hati. Dia punya rencana yang ambisius. Penelitian ilmiah sedang berlangsung seiring dengan kegiatan komersial, sebagaimana dibuktikan oleh video yang menghasut yang beberapa minggu lalu, pada Tahun Baru, benar-benar meledakkan Internet. Saat ini, ia memiliki lebih dari 25 juta tampilan, dan popularitasnya tidak surut.
Ini bukan grafik komputer, video dibuat dengan robot nyata yang benar-benar melakukan apa yang terlihat di layar. Dua menit pertama difilmkan dalam satu bingkai, tanpa perekatan atau pengeditan. Bahkan rombongan dipilih secara khusus untuk mengedepankan realisme yang maksimal. Ini bukan adegan chromakey atau glamor. Ini adalah ruang uji laboratorium tanpa hiasan, di balik kacanya Anda dapat melihat beberapa jenis mesin dan mekanisme, tempat kerja biasa, tanda di lantai untuk videografer.
Gerakan yang anggun, lompatan tinggi, tindakan tersinkronisasi - semua ini dengan sempurna menunjukkan kemampuan robotika modern. Bagaimana Boston Dynamics (BD) mencapai kesuksesan ini? Dalam artikel ini, saya menawarkan Anda tur singkat tentang sejarah perusahaan, kesuksesan dan kegagalannya, dan juga sedikit tentang bagaimana robot dance ini difilmkan.
Sebagai seorang anak, saya membaca cerita fiksi ilmiah di mana seorang insinyur menciptakan robot yang dapat mereplikasi diri dan belajar sendiri, dan mereka memulai perang kecil di antara mereka sendiri, memperjuangkan sumber daya berteknologi tinggi untuk peningkatan. Dalam cerita ini, saya ingat satu detail: robot pertama, setelah memperoleh kemerdekaan, menggantikan penggerak anti-gravitasi praktis dengan kaki primitif, seperti yang dibuat oleh pembuatnya. Insinyur itu secara tegas menentang, tetapi robot itu tidak mendengarkan argumennya. Selanjutnya, ini memainkan lelucon yang kejam dengan robot tersebut: dia tersandung selama pertempuran dan dihancurkan oleh kerabatnya, yang tidak akan terjadi jika dia meninggalkan antigrav.
Hampir semua robot modern, di atas roda atau di atas rel, sederhana dan dapat diandalkan. Tidak ada masalah dengan keseimbangan, pengoperasian paling sering terbatas pada ruangan dengan lantai datar.
Robot di gudang Amazon
BD memutuskan untuk mewujudkan mimpi fiksi ilmiah:
Robot Atlas
Bagaimana semua ini dimulai
Evolusi manusia dan hewan telah dengan jelas menunjukkan betapa universal anggota tubuh. Dengan bantuan mereka, Anda dapat berjalan, berlari, mendaki lereng gunung dan batang pohon, menaiki tangga. Primata telah melangkah paling jauh dalam keserbagunaan ini.
Untuk waktu yang lama, postur tegak tidak diberikan kepada para insinyur. Giroskop terlalu besar, analog dari peralatan vestibular kompak dengan umpan balik tidak dapat dibuat karena basis teknis elektronik primitif. Tetapi kehadiran mikrokontroler yang terjangkau telah membuat impian para insinyur ini menjadi kenyataan. Dari semua kolektif yang terlibat dalam robot berjalan, Boston Dynamics paling terkenal.
Inspirasi dan pemimpin tetap laboratorium ini adalah Mark Reibert .
Mark Reibert
Pada tahun 1973 ia lulus dari Boston Northeastern University dengan gelar di bidang Teknik Elektro, dan pada tahun 1979 menerima hibah untuk mengembangkan Mesin Lompat pertama, dari ilmuwan dan penemu Amerika terkenal Ivan Sutherland .
Ivan Sutherland
Pada tahun 1980, ia berhasil menarik minat DARPA (saat itu masih ARPA)dalam pengembangannya , menerima dana pertama dari mereka dan membuka Laboratorium Kaki. Awalnya berlokasi di Universitas Carnegie Mellon, tempat Mark bekerja sebagai profesor, dan kemudian, setelah dia, pindah ke Institut Teknologi Massachusetts.
Laboratorium Kaki
Situs web MTI masih memiliki halaman tim peneliti ini, dibuat jauh sebelum desain modern dan tren pengembangan web. Web1 yang hangat dan seperti tabung terlihat cukup menyentuh. Saya sangat merekomendasikan untuk mengikuti tautan ini dan melihat dari mana sejarah tim ilmiah terkenal ini dimulai.
Pada tahun 1983, pengembangan mereka siap dengan nama "3D One-Leg Hopper":
Pelompat berkaki satu bisa menyeimbangkan atau bergerak dengan melompat ke arah tertentu dan menjaga keseimbangan jika mencoba menjatuhkannya. Metode gerakan yang tidak biasa dipilih karena paling mudah menghitung keseimbangan dengan satu kaki.
Di video selanjutnya, Anda bisa menyaksikan robot yang dibuat di Leg Laboratory. Semuanya adalah mekanisme penelitian murni, tanpa nilai praktis apa pun, dibuat secara eksklusif untuk mempelajari kerja sambungan, didorong oleh prinsip operasi yang berbeda dan algoritme gerakan matematika. Beberapa adalah bagian dari desain yang lebih kompleks. Beberapa dari mereka tidak mampu menjaga keseimbangan sendiri dan bergerak dengan bantuan bar penyeimbang. Robot "Naked" mengingatkan film tentang Terminator, dan interior laboratorium - bengkel Jaime dan Adam dari "Mythbusters"
Mark mengungkapkan pengalaman penelitiannya yang terakumulasi dalam bukunya Legged Robots That Balance , yang diterbitkan pada tahun 1986.
Dari laboratorium ke perusahaan. Bekerja untuk militer
Waktu tidak berhenti. Untuk mendapatkan lebih banyak kebebasan finansial, Mark memutuskan untuk meninggalkan Universitas pada tahun 1995. Dia akhirnya pergi ke perusahaannya sendiri yang didirikan pada tahun 1992. Nama perusahaan ini kini didengar bahkan oleh mereka yang tidak tertarik dengan teknologi modern, berkat video spektakuler yang memperlihatkan prestasi robotika modern: Boston Dynamics .
Seperti di awal karirnya, Mark menerima dana dari militer. DARPA memberikan tugas kepada perusahaannya untuk mengembangkan "bagal pekerja" yang dapat membawa beban signifikan di daerah yang tidak dapat dilalui kendaraan konvensional. Menurut TK, robot harus mampu memanjat, mengatasi kemiringan yang signifikan, mengatasi semak belukar, melewati permukaan yang licin dan lepas, yaitu, dapat melakukan segala sesuatu yang dapat dilakukan oleh seorang infanteri atau ... seekor keledai.
Menyelesaikan tugas ini tidaklah mudah. Baru pada tahun 2005 model BigDog diperkenalkan .
Proyek itu sangat ambisius. Itu adalah rencana pertama yang dikembangkan dan kesuksesan medianya melebihi semua harapan. Berita tentang robot dapat didengar dari setiap besi, dan banyak video menerima tayangan rekor.
Hingga saat ini, model robot berjalan yang paling terkenal adalah produk hiburan murni saat bergerak, canggung, dan canggung. Mereka jatuh karena shock sekecil apapun, dan hanya bisa bergerak di atas lantai yang rata sempurna. Tapi BigDog tampak seperti mesin dari masa depan, serba guna dan praktis. Orang-orang terpesona oleh tontonan mekanisme otonom yang berjalan seperti makhluk hidup dan mampu membawa beban yang signifikan. Gagasan perusahaan Mark sepenuhnya sesuai dengan legenda Arthur Clarke yang legendaris: "Setiap teknologi yang cukup maju tidak dapat dibedakan dari sihir." Bahkan sampai pada titik di mana orang-orang merekam parodi makhluk mekanis ini:
Sayangnya, robot itu secara teknis tidak sesukses yang ditunjukkan dalam video. Bahkan generasi kedua yang dirilis tahun 2008 memiliki banyak kekurangan. Pada 2013, Departemen Pertahanan AS menolak melanjutkan program ini. Salah satu masalah utama adalah suara mesin pembakaran internal yang kuat dan terbuka, yang tidak dapat disingkirkan oleh para insinyur. Masalah kedua adalah, meskipun penugasan teknis telah diimplementasikan secara formal, karakteristik robot masih belum cukup untuk berpartisipasi penuh dalam misi pertempuran nyata. Kelulusannya mengesankan, tetapi militer kekurangannya. Otonomi hanya 30 km, robot menempuh jarak ini dengan kecepatan pejalan kaki. Karena robot secara teknis sangat kompleks, prototipe memiliki masalah keandalan yang serius.Versi pertama hampir bertahan setengah jam kerja terus menerus sebelum sesuatu rusak dalam mekanisme, dan itu menjadi tidak mampu berfungsi lebih lanjut. Model robot terbaru bekerja dengan percaya diri hingga tiga jam, tetapi ini masih sangat kecil, dan hampir tidak mungkin untuk memperbaiki perangkat yang begitu rumit di lapangan. Kerusakan akan membahayakan operasi tempur yang sebenarnya jika memiliki harapan tinggi untuk asisten ini. Selain itu, pembuatan robot itu sangat, sangat mahal.Kerusakan akan membahayakan operasi tempur yang sebenarnya jika memiliki harapan tinggi untuk asisten ini. Selain itu, pembuatan robot itu sangat, sangat mahal.Kerusakan akan membahayakan operasi tempur yang sebenarnya jika memiliki harapan yang tinggi untuk asisten ini. Selain itu, pembuatan robot itu sangat, sangat mahal.
Namun demikian, meskipun pengembangan model ini ditinggalkan, militer tidak berhenti bekerja dengan BD. Sebagai kelanjutan dari penelitian, beberapa jenis robot berjalan, berlari, bahkan melompat dan merangkak dilepaskan.
Di atas alas berdiri Little Dog (adik kandung BigDog), Spot, BigDog, WildCat, LS3 (kakak militer BigDog)
SANDFLEA - Kutu.
Robot bayi (tinggi 15 cm) yang mampu melompati dua meter dengan sekaleng gas terkompresi.
RHEX.
Tentang ukuran SANDFLEA, ia dapat memanjat rintangan kecil dan merangkak bahkan di medan berawa.
Pertanyaan keuangan
Bekerja dengan militer, perusahaan berpindah tangan beberapa kali. Pada akhir 2013, Google membeli perusahaan tersebut. Sulit untuk mengatakan mengapa mereka melakukannya. Mungkin hanya dalam proses membeli perusahaan yang berbeda bersama dengan beberapa perusahaan robotika dan startup lainnya, mungkin dalam mengejar portofolio paten dan mengandalkan keuntungan. Selama kolaborasi, BD dan Google tidak dapat menemukan bahasa yang sama. Setelah Google meninggalkan Andy Rubin, yang memulai transaksi, masa depan perusahaan ditangguhkan. Andy sendiri mengaku kecewa dengan kecepatan perkembangannya, karena memang riset pendahuluannya memakan waktu yang sangat lama. Raksasa internet tidak ingin menginvestasikan begitu banyak uang di perusahaan yang hasil komersialnya harus menunggu 10 tahun atau lebih. Selain itu, video robot humanoid terbaru yang didorong dan dibongkar tidak disukai oleh departemen periklanan Google.
(Pada 1,22, robot didorong dengan pentungan dan "memilih" kotak, pada 2.04 robot dijatuhkan dengan dorongan di belakang)
Selain itu, antropomorfisme robot membangkitkan empati yang luar biasa di antara penonton, yang melihat demonstrasi algoritma keseimbangan - ejekan dan simpati dengan robot.
Sebuah surat yang ditulis oleh kepala departemen PR Google Courtney Hone masuk ke Internet , di mana dia menulis bahwa robot humanoid mengganggu orang karena mereka melihatnya sebagai ancaman, seolah-olah robot ini dapat mengambil pekerjaan mereka. Akhirnya di tahun 2016, Google memutuskan untuk menjual BD. Menurut rumor yang beredar, Amazon dan Toyota ingin membeli perusahaan tersebut. Akibatnya, itu pergi ke Softbank pemegang Jepang.
Petualangan finansial BD tidak berakhir di situ. Baru-baru ini, diketahui bahwa perusahaan tersebut sekali lagi dijual. Pada Desember tahun lalu, Softbank dan Hyundai menyepakati jumlah sederhana sekitar $ 1 miliar.
Meski demikian, semua ini tidak menghalangi perkembangan robot baru. Selain Atlas, yang diejek dengan tongkat, robot dengan mode gerakan hybrid dikembangkan: Handle. Kaki robot diakhiri dengan roda, yang memungkinkannya bergerak cepat di permukaan datar, menuruni tangga. Dia bahkan bisa melompat jika perlu.
Model komersial pertama
Baru-baru ini, bagian dengan toko dibuka di situs web perusahaan , dan BD, untuk pertama kalinya dalam hampir 30 tahun, menawarkan model komersial: Spot. Terlepas dari nama anjingnya (Spot - bintik), robot ini ditawarkan untuk penggunaan komersial di fasilitas industri dan tidak dimaksudkan untuk penggunaan rumah tangga. Dimensi sederhana (robot ini sedikit lebih besar dari Anjing Gembala Jerman), menyarankan kemungkinan yang sederhana: hanya satu setengah jam dalam mode aktif, sementara baterai mengisi daya selama dua jam.
Desainnya dikerjakan dengan sangat baik. Robot tersebut tidak lagi menyerupai Terminator dan bergerak cukup anggun, anggota tubuhnya tidak treadmill, seperti pada robot berkaki empat versi sebelumnya. Harga dasar - $ 75.000. Sulit untuk mengatakan apakah ini banyak atau sedikit, karena penawaran seperti itu di pasaran dapat dihitung dengan jari satu tangan. Meskipun pandemi dan resesi umum, perusahaan mengatakan telah memproduksi sekitar 400 robot model ini dan tidak akan berhenti di situ.
Menari
Setelah mengenang sejarah perusahaan dan mempertimbangkan beberapa model robot, Anda bisa sedikit berbicara tentang bagaimana tarian pembakar diciptakan. Untuk melakukan ini, saya menyiapkan versi ringkasan dari wawancara dengan Aaron Saunders , wakil presiden teknik di Boston Dynamics, diambil darinya oleh majalah IEEE Spectrum, diterbitkan oleh American Institute of Electrical and Electronic Engineers .
Single rock'n'roll yang ditampilkan dalam video direkam oleh The Contours pada tahun 1962. Lagu "Do You Love Me" adalah salah satu karya mereka yang paling terkenal. Koreografernya adalah Monica Thomas dari MAD KING THOMAS .
Hingga saat ini, robot dan insinyur BD belum pernah melakukan hal seperti ini. Rentang gerakan yang tersedia mencakup banyak elemen berjalan, berlari dan melompat, beberapa latihan dari senam dan bahkan parkour. Tapi belum ada yang mencoba membuat mekanismenya menari. Awalnya, tarian tersebut dibuat dengan menggunakan program simulasi komputer, di mana gerakan tarian manusia disesuaikan dengan kemampuan fisik robot. Setelah memilih gerakan tertentu, simulasi diperlihatkan kepada para insinyur. Mereka melihat ke layar dan mengatakan sesuatu seperti: "Ini akan mudah!", Atau: "Ini akan sulit!", Atau: "Ini membuatku takut!" Saat kami mengerjakan proyek tersebut, seperangkat alat dikembangkan dengan bantuan gerakan balet robot yang diprogram pada tingkat tinggi. Jadi, tarian yang ditampilkan dalam video tersebut bukanlah sebuah naskah,di mana semua detail terkecil direkam secara manual, ini adalah produk pipeline perangkat lunak yang menggabungkan elemen yang dikembangkan secara terpisah dan mengubahnya menjadi serangkaian data, yang kemudian dimuat ke dalam mesin.
Hal yang paling sulit adalah memprogram gerakan rotasi, karena keduanya paling berbeda dari elemen yang digunakan saat berlari dan melompat. Namun, ketangkasan dan keseimbangan yang dibutuhkan untuk melakukan gerakan yang sudah dilatih terbukti cukup untuk memprogram tarian. Sebelum percobaan ini, penekanan utamanya adalah pada gerakan kaki, melompat dan berlari. Dalam hal ini, bagian bawah tubuh robot paling banyak digunakan. Langkah selanjutnya dalam meningkatkan kompleksitas pola perilaku adalah mengembangkan gerakan tari, menggunakan tangan untuk mendorong atau menarik. Salah satu tantangan baru bagi tim adalah memperluas mobilitas dengan tubuh bagian atas robot.
Atlase tidak menggunakan pengontrol pembelajaran mesin, tetapi mereka menggunakan apa yang oleh perusahaan disebut kontrol refleksif (pengontrol prediktif yang bekerja dengan model prediktif yang memperhitungkan dinamika dan keseimbangan, mengoptimalkan lintasan dalam mode online dan offline).
Eksperimen ini memungkinkan untuk mempelajari banyak hal tentang keandalan robot dan kemampuannya. Robot komersial Spot, berbeda dengan model Atlas penelitian murni, dirancang untuk operasi berkelanjutan. Dia menunjukkan hasil yang sangat baik dan bisa menari sepanjang hari hampir tanpa perawatan. Hanya beberapa salinan atlas yang telah dibuat; tidak dimaksudkan untuk pengoperasian yang lama dan berkelanjutan. Dalam hal ini, mereka lebih seperti helikopter, yang memiliki waktu persiapan dan pemeliharaan lebih banyak daripada waktu penerbangan. Sebuah tempat lebih seperti mobil yang mengemudi lebih dari yang dilayaninya.
Atlas harus dimodifikasi secara khusus untuk program ini, meningkatkan kekuatannya. Meskipun trik dan lompatan yang diperagakan robot-robot ini sangat tajam, gerakan tarian membutuhkan kecepatan dan kekuatan yang lebih besar.
Sulit untuk mengatakan bagaimana perusahaan akan berkembang lebih jauh. Mark sendiri sudah tidak muda lagi, usianya sudah 71 tahun. Google tidak dapat menemukan potensi komersial di BD. Ketika Softbank membeli perusahaan tersebut, jumlah kesepakatan tidak diungkapkan, jadi sulit untuk mengatakan apakah penjualan BD ke raksasa otomotif Korea itu menguntungkan atau tidak. Tampaknya tidak ada keberhasilan komersial khusus yang diamati selama masa perusahaan dengan Softbank. Hyundai berharap dapat menggunakan perusahaan untuk mengembangkan pilot otomatis di mobilnya dan mengotomatiskan produksi. Mungkin dia bisa mendapatkan keuntungan praktis dari aliansi dengan BD.
Faktanya adalah Mark dan rekan-rekannya adalah Ilmuwan, dengan huruf kapital. Mereka melakukan penelitian dalam bentuknya yang paling murni, tanpa memikirkan untuk menghasilkan uang dari pengetahuan mereka. Pengetahuan teoritis yang diperoleh selama tiga puluh tahun sangat besar. Sangat sulit untuk mengatakan apakah mereka akan menemukan aplikasi praktis dalam waktu dekat. Meskipun tampaknya ini adalah penelitian teknik terapan, pekerjaan yang telah tidak diklaim selama berabad-abad, yang jauh dari fisika teoretis dan matematika tingkat tinggi, mereka memiliki banyak kesamaan. Misalnya, salah satu batasan utamanya adalah nutrisi. Robot Cheetah Eksperimental bahkan tidak dianggap untuk penggunaan yang berdiri sendiri. Itu adalah bangku uji untuk pembobolan teknologi, tidak berfungsi tanpa koneksi permanen ke stopkontak. Bagi Anjing Besar, masalah utamanya adalah mesin pembakaran dalam, untuk otonomi Pyatnyshka (hanya satu setengah jam, bahkan tanpa memperhitungkan keterikatan), dan kecepatan seperti pejalan kaki.
Mungkin penggunaan pembelajaran mesin dalam pengontrol akan mengarah pada terobosan teknis lain, mungkin mereka akan menciptakan catu daya yang lebih luas dan ringkas. Masa depan perusahaan sulit diprediksi. Semoga mereka beruntung!
