Роботы на «поводке»
Одна из профессий ПК — управлять бытовыми роботами

Признаться, создается впечатление, что в сфере коммерческих (то есть доступных в продаже) бытовых роботов наметился определенный застой. Так, за прошедшие три-четыре года (а это огромный срок для компьютерного рынка) никаких принципиальных подвижек в коммерческой робототехнике не произошло — ни новых ярких игроков, ни новых массовых моделей. По-прежнему основную массу информационных поводов создают конструкторы корпорации Sony, которые постоянно модернизируют домашнего робота AIBO. Заметно активизировались также производители роботов-пылесосов (несколько моделей уже поступило в продажу). Ведущие японские разработчики, как обычно, анонсировали несколько экспериментальных моделей роботов. А на остальных фронтах — почти полное затишье.

Бытовые роботы

Коммерческие роботы Sony AIBO

Редкое реально доступное сегодня семейство домашних программируемых роботов. В мае сего года «щенки» AIBO (www.us.aibo.com) отметили свой четырехлетний юбилей. Разработчики ознаменовали это событие выпуском обновленного программного обеспечения AIBO EYE, которое позволяет щенкам делать фотоснимки по запросу и отправлять их хозяину. Кроме того, команды роботу теперь можно давать по e-mail. Из новых возможностей, реализованных в AIBO, можно отметить автоматический поиск зарядного устройства: робот-щенок сам заранее чувствует, когда аккумуляторы садятся, и устремляется к розетке. В прошедшем году AIBO научили уверенно узнавать хозяина среди группы людей (по лицу и голосу) и подарили им скейтборд (AIBO Speedboard), на котором «песик» может кататься, подчиняясь командам хозяина.

Программируемые роботы Lego MindStorms

Довольно динамичная серия сборных игрушек на базе патентованного микрокомпьютера RCX. Роботы Lego MindStorms (www.lego.com) программируются пользователем самостоятельно — при помощи специального поставляемого программного обеспечения. Считается одной из лучших серий развивающих игрушек.

«Выставочные» роботы

Речь идет преимущественно об имиджевых моделях, недоступных в продаже. К ним относится большинство основных ньюсмейкеров — Honda Asimo, Sony SDR-4Х I/II, Fujitsu HOAP-1, Kawada HRP-2P, NEC R100 и другие. Сами разработчики говорят, что эти модели являются экспериментальными и предназначены для того, чтобы тестировать потенциальный потребительский спрос. Массовое производство таких роботов не ведется, и в магазинах их не купишь при всем желании. Скорее всего, главное назначение подобных роботов — служить ярким образцом технологической мощи японских разработчиков и привлекать журналистов (в данном обзоре будет рассказано только о новых «выставочных» моделях: Dr.Robot, Fujitsu Maron-1, Sanyo/TMSUK Banryu T72S, Toshiba ApriAlpha).

Домашние Интернет-аватары

К этому классу можно отнести роботов на механизированной платформе, снабженных видеокамерой и управляемых хозяином с помощью Интернета или с домашнего ПК через радиоинтерфейс. Эти устройства рассчитаны главным образом на то, чтобы перемещаться по дому с банкой пива на спине и посматривать по сторонам. Поэтому, развесив по дому несколько дешевых Web-камер, можно компенсировать до 80% их функциональности. Роботов данного типа производит, к примеру, американская компания ActiveMedia Robotics (www.activmedia.com).

Бытовые роботы-пылесосы

Пожалуй, в настоящий момент это один из самых востребованных и бурно развивающихся классов роботов. Модели для сбора пыли в виде черепах выпустили такие компании, как шведская Electrolux (модель Trilobite), американская iRobot (модель Roomba), а также готовят к выпуску японские и израильские производители. Роботы-пылесосы уже доступны в московских магазинах бытовой электроники.

Интерактивные куклы

Игрушки, имитирующие функциональность роботов. От робота-игрушки за 25-80 долл. вряд ли можно ожидать искусственного интеллекта и внешних средств программирования. Но за эти деньги производители предлагают ряд вполне добротных электромеханических кукол, похожих на роботов. Отдельные игрушки, например Hasbro R2-D2 Astromech Droid, снабжены средствами распознавания речи, системой реагирования, сонаром, инфракрасным сенсором. Действиями робота управляет процессор, а схемы реагирования записаны в памяти. В целом все это создает иллюзию общения с интеллектуальной машиной, по крайней мере на первое время.

К промежуточному виду (между аватаром и интерактивной куклой) принадлежит, в частности, учебный робот MyRoFriend (www.myro.ru).

Любительские роботы

К этому классу относятся обычно неуклюжие модели, созданные энтузиастами и студентами политехнических колледжей. Как правило, такие роботы создаются в учебных и исследовательских целях, существуют в единственном экземпляре и коммерческого интереса не представляют.

Данный обзор роботов посвящен преимущественно новинкам робототехники — перспективному модельному ряду нынешнего года. О других роботах можно подробно прочитать в предыдущих публикациях журналов КомпьютерПресс и «САПР и графика» (см. врезку «Что прочитать о бытовых роботах»).

Новые домашние и специальные роботы

Андроид Dr.Robot

Новая канадская компания Dr.Robot (www.drrobot.com) недавно анонсировала одноименного домашнего андроида. Модель Dr.Robot предназначена как для развлечений, так и для выполнения охранных функций. «Доктор Робот» обнаружит присутствие чужака в доме (при помощи инфракрасных датчиков) и пошлет хозяину сообщение на e-mail или на сотовый телефон. Разработчик позиционирует андроида как конкурента Sony AIBO и Probotics Cye, которые уже доступны в продаже. Данную модель планируют продавать только в конце года, причем точная цена неизвестна, а предполагаемая составляет 1500-3100 долл. Спецификации Dr.Robot пока представлены весьма скупо: высота 55 см, вес около 4 кг, встроенная CMOS-видеокамера, сонар, многочисленные сенсоры (включая датчик присутствия человека и ИК-дальномер), 22 степени свободы в скелете, встроенный микрофон и динамики. Видеоролик, опубликованный на сайте, позволяет оценить, как танцует Dr.Robot (делает он это, прямо скажем, неважно). Самая привлекательная возможность, обещанная разработчиками, — программирование и развитие (обучение) робота посредством ПК. Управлять Dr.Robot можно будет по интерфейсам Bluetooth, по инфракрасному порту и через Интернет. В целом получается, что по своим возможностям Dr.Robot приближается к Sony SDR-4X (предполагаемая цена которого составляет 60 тыс. долл.). Помимо охранных функций робот может выполнять роль шахматного партнера, учителя математики и географии, а также работать в режиме цифрового секретаря (вести график встреч и адресную книгу, следить за погодой и курсами акций). Теоретически это вполне возможно, если большая часть интеллекта робота сосредоточена в управляющем ПК. Но, признаться, верится в это с трудом. Иначе пришлось бы принять за истину, что начинающая канадская компания опередила бывалую японскую Sony.

Fujitsu Maron-1

Японская корпорация Fujitsu (www.fujitsu.com) в конце прошлого года представила на суд общественности очередную (более доступную, чем андроид HOAP-1) концепцию бытового робота. Производитель рассчитывает, что продажи начнутся в этом году, а ориентировочная цена Maron-1 составит 1625 долл. Несмотря на спорный дизайн, эта модель действительно может рассчитывать на успех, поскольку управлять роботом можно через сотовый телефон. Робот и сам может позвонить владельцу на мобильный телефон, если, к примеру, работая в режиме охраны, он заметит постороннее присутствие в помещении. В Японии, где передача фото и видео на сотовые телефоны стандарта PHS давно перестала быть экзотикой, робот сможет быть ушами и глазами хозяина, пока тот отсутствует дома. Для этого в роботе встроены две видеокамеры. Вообще, робот сконструирован для выполнения трех задач: сторожить помещение, управлять бытовой электроникой (кондиционерами, ТВ и пр.) через встроенный инфракрасный пульт и оповещать хозяина в случае чрезвычайных происшествий.

На центральной панели Fujitsu Maron-1 смонтирована сенсорная панель с пятью функциональными клавишами и четырехдюймовый ЖК-дисплей. Коммуникационный интерфейс робота — беспроводной модем стандарта PC Card для пакетной передачи данных на PHS-мобильники. В сетях NTT DoCoMo управление роботом Fujitsu Maron производится через Java-приложение, работающее на мобильном телефоне. Емкости никель-металлгидридного аккумулятора пятикилограммовому роботу хватает на 12 часов работы. Колесное шасси робота позволяет ему перемещаться только по плоским поверхностям — ступеньки для него непреодолимы.

Sanyo/TMSUK Banryu T72S

В текущем году на прилавках магазинов может появиться «сторожевой дракон» — робот Banryu T72S (www.banryu.jp), совместное детище японских компаний TMSUK (www.tmsuk.co.jp) и Sanyo (www.sanyo.co.jp), разработанное в 2001 году. Ужаснее, чем экстерьер прототипа дракона (на фото), может быть только его предполагаемая цена — около 16 400 долл. Особенность сторожевого дракона — способность при помощи специального сенсора различать запахи, например запах гари. Это позволяет использовать Banryu в качестве мобильной противопожарной системы: учуял запах гари — тут же позвонил хозяину или в пожарную охрану. Как и Fujitsu Maron-1, этот робот управляется с мобильного телефона, работающего в стандарте PHS. От робота можно получать и видеоизображение по мобильнику. В арсенале Banryu, помимо «носа», — тепловой сенсор, датчик звука и температурный сенсор. Banryu T72S — один из самых массивных и крупногабаритных бытовых роботов: при длине около 1 м и высоте 70 см он весит 40 кг. Дракон способен преодолевать препятствия высотой около 15 см, а его скорость составляет 15 м/мин. О коммерческих перспективах робота судить сложно, но сотрудничество с фирмами, специализирующимися на продаже охранных систем, может дать свои результаты.

Toshiba ApriAlpha — «робот-колобок»

В конце марта этого года японская Toshiba (www.toshiba.co.jp) представила экспериментальную модель домашнего программируемого робота ApriAlpha. Видимо, распознаванием речи и образов, а также генератором голоса японцев удивить уже трудно, поэтому Toshiba сделала ставку на экологический аспект. ApriAlpha — первый из известных мне роботов, который работает на метаноловом топливном элементе (энергия производится от разложения метилового спирта, от чего подзаряжается главная батарея). Рост робота составляет 38 см, вес — 9,5 кг. На борту ApriAlpha интегрированы одна CCD-видеокамера, шесть ультразвуковых сенсоров, три микрофона, два динамика и ЖК-дисплей. Два колесных мотора позволяют роботу Toshiba разгоняться до 0,5 м/с. Основное предназначение шарообразного робота — управление домашними сетями, в которые вскоре будут объединяться вся бытовая электроника и средства связи. Среди функциональных особенностей робота можно отметить способность читать вслух входящие электронные письма и распознавать лица 100 человек. Управлять роботом, а следовательно, и всей инфраструктурой электронного дома можно с сотового телефона (японского стандарта i-mode). ApriAlpha способен «договориться» с бытовой электроникой через встроенные инфракрасный интерфейс, Bluetooth и Wireless LAN. В режиме постоянной активности заряда двух основных литиевых аккумуляторов робота хватит на два часа непрерывной работы, а дальше подключится метаноловый элемент для подзарядки. Гордость инженеров Toshiba — аппаратно-независимое программное обеспечение для разработки новых функций робота, что означает большой потенциал в плане настройки и совершенствования его поведения.

HP eTravel: робот-«командировочный»

Атипичная пневмония, терроризм и локальные войны вынудили бизнесменов и сотрудников компаний отказаться от многих деловых поездок за рубеж. Однако требования времени не застали врасплох инженеров HP Labs: они предложили заменять человека роботом на заморских переговорах и конференциях. Робот HP eTravel конструктивно мало похож на человека, поскольку задачей разработчиков было как можно лучше имитировать эффект присутствия. Поэтому квадратная голова робота состоит из нескольких ЖК-панелей, на которых отображается лицо телесобеседника в фас и профиль, а корпус, как тележка, перемещается на колесиках. Высота робота регулируется, чтобы электронного двойника можно было усадить за стол переговоров. Многочисленные микрофоны и видеокамеры позволяют удаленному оператору (человеку) получать 360-градусный обзор аудитории и следить за дискуссией вокруг. Вся информация передается по сети в пакетном режиме, поэтому возможны небольшие задержки, но зато удается избежать дорогостоящих телефонных переговоров (как в традиционных телеконференциях).

Оператор (например, руководитель, обязанный присутствовать на официальной встрече), устраивается с комфортом перед полусферическим экраном, на который проектор выводит цветное изображение удаленной аудитории, полученное от робота. Динамики правдоподобно передают акустическую атмосферу совещания, а поворот головы робота производится при помощи джойстика. От традиционной видеоконференции (например, через Web-камеру) использование HP eTravel отличает то, что все участники совещания видят друг друга, следят за мимикой, из-за чего беседа получается вполне реалистичной. HP eTravel пока не поставляется как коммерческий продукт, но сама идея безусловно интересна.

Шасси + ПК = робот?

оль скоро «нервная система» типового робота — это смонтированный на шасси компьютер, то почему бы не выпускать шасси отдельно и дешево? Подобную идею реализовали уже несколько компаний. Так, американская Evolution Robotics (www.evolution.com) выпустила робот-шасси для обычного ноутбука — платформу ER1 (цена в США около 500 долл.). На раме, выполненной из алюминия, смонтированы видеокамера, манипулятор, инфракрасные датчики. Многие компоненты (блок питания и пр.) доступны по отдельности. Из различных элементов рамы можно собрать самые причудливые модели, как из детского конструктора. Остается установить ноутбук на посадочное место и начать программировать своего робота.

Если вы знакомы с Visual Basic, C, C++ и Java, то можно написать собственное управляющее ПО. Для большинства же пользователей реакции и поведение робота задаются через специальное программное обеспечение — Robot Control Center (RCC), которое позволяет научить робота распознавать голосовые команды, визуально различать предметы — все зависит от вашей фантазии. Кроме того, прилагаемое ПО способно превратить ER1 в настоящего цифрового секретаря, позволяя роботу работать с электронной почтой, вести список встреч, записывать/воспроизводить звук и видео. Излишне говорить, что управлять ноутбуком на колесном шасси ER1 можно дистанционно, хотя робот способен и просто бродить по квартире в автономном режиме. Словом, платформе ER1 можно эффектно скомандовать: «Эй, ноутбук, ползи сюда!» и потом похвалить за исполнительность.

Роботы-шасси разработаны не только для портативных компьютеров, но и для карманных. Честно говоря, трудно себе представить, какую функцию, кроме развлекательной, может выполнять, скажем, шасси PPRK — Palm Pilot Robot Kit, выпускаемое по лицензии компанией Acroname (www.acroname.com). По своей сути это недорогая (около 120-250 долл.) трехколесная треугольная рама с контроллером, в которую устанавливается карманный компьютер. По данным производителя, контроллеры совместимы с большинством моделей Palm (Pilot Personal — Palm VIIx) и с отдельными моделями на базе Windows CE. Дополнительные сенсоры помогут роботу обходить препятствия, а специальное программное обеспечение для настольного ПК будет управлять реакциями мини-робота. Примеров практического использования такой конструкции, помимо использования стайлуса как поводка, на сайте не приводится. Впрочем, настоящий энтузиаст сможет найти применение даже Palm-роботу.

Роботы-пылесосы

середине мая на полках европейских магазинов наконец-то появился робот-пылесос Trilobite (http://trilobite.electrolux.com/). Компания Electrolux (www.electrolux.com) почти четыре года демонстрировала этот чудо-аппарат на выставках, прежде чем позволить роботу дебютировать на массовом рынке (прототип устройства показывали еще в 1997 году). Трилобитом этого робота назвали за внешнее и функциональное сходство с одноименным древним членистоногим — морским обитателем, жившим 505 млн. лет назад. Только вместо моллюсков и планктона с морского дна Electrolux Trilobite всасывает пыль с ковровых покрытий. Перед началом работы Trilobite производит ультразвуковое сканирование помещения и составляет карту препятствий (на это уходит от 1,5 до 15 мин), но эту фазу можно и пропустить. Затем автоматический уборщик, повинуясь собственному алгоритму, самостоятельно перемещается по помещению, искусно обходя препятствия. Для того чтобы не столкнуться с напольной вазой или с торшером, робот использует ультразвуковой сонар (60 кГц). Компактный размер (35 см в диаметре) и, главное, малая высота (13 см) позволяют ему забираться под кровати и шкафы на ножках и проникать в прочие труднодоступные места. Робот сам определит, когда у него заполнится контейнер для пыли, и даст знать об этом. Если в процессе уборки у Trilobite сильно сядет аккумулятор, то робот самостоятельно направится к зарядному устройству на «заправку». Разработчики обещают, что после подзарядки робот автоматически вернется на ту точку, где была прервана уборка и продолжит работу. В целом Electrolux Trilobite обещает стать наглядной иллюстрацией того, зачем нам нужны роботы в быту. Жаль лишь, что заявленная ориентировочная цена аппарата составляет около 1500 евро, что эквивалентно стоимости 10-15 традиционных пылесосов начального уровня.

В том же ценовом диапазоне с Electrolux через два-три года будет конкурировать японская Hitachi с роботом-уборщиком собственной разработки (предполагаемая цена — 1680 долл.). Диаметр японской «черепахи» — 25 см, а высота — 13 см. Как и Trilobite, робот снабжен ультразвуковым сонаром, а также светодетектором и тепловым датчиком. По окончании работы робот-пылесос возвращается к своему зарядному устройству. Ресурса аккумуляторов хватает на 50 мин работы (около 45 м2 площади). Кроме того, хозяева могут управлять пылесосом через персональный компьютер или мобильный телефон — в конкурирующем Trilobite такая возможность не заявлена. Однако Trilobite уже продается, а пылесос Hitachi — нет.

Сегодня с роботом Electrolux Trilobite реально конкурирует другая черепаха — американская модель Roomba (www.roombavac.com), разработанная корпорацией iRobot (www.irobot.com). Черепаха Roomba не столь умна, как робот от Electrolux, но стоит почти в семь раз дешевле (в США) и успела собрать целую коллекцию наград. Эту модель можно найти и в российских Интернет-магазинах (например, на www.100watt.ru примерно за 400 долл.). Перед началом уборки на панели Roomba нужно выбрать ориентировочную площадь помещения, и тогда робот начнет раскручиваться по спирали, пока не наткнется на препятствие и не сменит курс. Одного заряда никель-металлгидридных аккумуляторов хватит на уборку трех комнат среднего размера. Чтобы ограничить зону для уборки, в комплекте с Roomba поставляется «виртуальная стена» — прибор, испускающий тепловой луч длиной 6 м, который расценивается сенсорами Roomba как препятствие. У Trilobite ту же функцию выполняют специальные магнитные полосы. Несмотря на круглую форму, оба робота-пылесоса снабжены механизмом аккуратной чистки плинтусов.

В России тоже делают роботов

ы, наверное, уже обратили внимание, что большинство роботов, упомянутых в данном обзоре, производится японскими компаниями. Это и понятно: японцы любят роботов, а разработчики пользуются государственной поддержкой и субсидиями. Правительство Японии целенаправленно стимулируют компании разрабатывать роботов для решения социальных задач (поддержка пенсионеров, обеспечение охраны и противопожарной безопасности).

Разработка роботов ведется и в России. Один из ведущих институтов в этой области — ЦНИИ робототехники и технической кибернетики (http://rtc.spbnews.ru/). В портфеле его разработок — специализированная электромеханика для космоса и специальные роботы. Названия «Разведчик» и «Циркуль» (шагающий робот) говорят сами за себя: эти дистанционно управляемые машины предназначены для проведения исследований и работ в агрессивных для человека средах. Снабженный гамма-обнаружителем и гамма-прицелом колесный робот «Разведчик» способен находить и собирать радиоактивные предметы в зонах загрязнения. Модель под именем «Легкий мобильный робот» на гусеничном шасси снабжена видеокамерой, рентгеновским и инфракрасным датчиками и предназначена для оснащения аварийно-спасательных служб и ГУВД. Комплекс «ДУМК» служит для дистанционного разминирования. Конверсия таких моделей в класс коммерческих Интернет-аватаров теоретически возможна, но пусть уж лучше каждый занимается своим делом.

КомпьютерПресс 7'2003

1999	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2000	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2001	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2002	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2003	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2004	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2005	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2006	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2007	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2008	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2009	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2010	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2011	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2012	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
2013	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

Роботы на «поводке» Одна из профессий ПК — управлять бытовыми роботами