Гигантские механические членистоногие скоро появятся в сельском хозяйстве — видео
Быть длинным, тонким и извивающимся — стратегия, которая остается невероятно успешной для животных с тех пор, как они вообще появились. Вечно завидующие им робототехники потратили десятилетия на создание роботизированных версий змей, саламандр, червей и других существ — и даже добились некоторых успехов.
Дэн Голдман из Технологического института Джорджии работает над вдохновленным природой движением роботов так же долго, как и его коллеги, но в отличие от них гораздо дальше продвинулся в сугубо прикладном направлении своей деятельности — его стартап занимается внедрением гигантских роботизированных членистоногих в сельском хозяйстве.
Впрочем, сам Голдман не считает свои детища копиями природных оригиналов — по его словам, это скорее «робофизические» модели живых систем. «Мне нравится идея тщательного изучения животных, — признается он. — Мы используем модели для проверки биологических принципов, открываем с их помощью новые явления, а затем воплощаем эти идеи в надежных роботах, которые могут работать вне лаборатории».
Роботы-сороконожки для пересеченной местности
Механические помощники фермеров не так сложны по меркам робототехники — голова с датчиками и несколько одинаковых сегментов с ногами. Но такая конструкция дает множество степеней свободы — при этом без значительного усложнения управления.
«Роботы-сороконожки, как и роботы-змеи, по сути — пловцы», — говорит Голдман.
Огромное преимущество таких роботов в том, что добавление ног расширяет спектр сред, по которым они могут перемещаться, а движение таких устройств становится более стабильным и надежным — и все сильнее напоминает жидкость.
«Мы создали новый механизм, который переносит привод с центральной линии робота на боковые стороны, используя кабели, — объясняет Голдман. — Если все настроить правильно, робот становится не жестким, а односторонне податливым. И тогда происходит почти магия — эта штука проплывает через сколь угодно сложную среду без всякого „мозга“».
Сельское хозяйство, безусловно, можно отнести к сложной среде. Ведь речь не о ровных колхозных полях — там давно все автоматизировано. Многолетние культуры вроде растущего на крутых и каменистых склонах винограда — вот где роботы Голдмана могут принести весомую пользу.
«Робототехники обычно рассматривают свои разработки как разовые демонстрации теории или принципа. Ты заставляешь эту штуку функционировать, отправляешь статью на конференцию по робототехнике, а затем берешься за следующую идею. А нам пришлось сразу закладывать надежность, потому что наши роботы — инструменты экспериментальной физики. И тогда мы увидели, что эти роботы могут быть не просто лабораторными игрушками, а минимально жизнеспособным продуктом», — говорит ученый.
Автоматизированные решения для борьбы с сорняками
Эффективного автоматизированного решения для борьбы с сорняками вокруг кустистых или вьющихся растений (например, черники, клубники или винограда), до сих пор нет, и фермерам приходится платить огромные деньги за то, чтобы люди ползали по земле и пололи сорняки. Не самая приятная работа, и найти тех, кто готов ее выполнять, становится все сложнее.
Для такого применения многоногие роботы подходят идеально, уверен разработчик: «Мы хотим, чтобы робот подбирался как можно ближе к растениям. И в то же время не нужна громоздкая машина, которая испортит посадки».
И вот тут самым очевидным образом встает вопрос размеров. Большой робот может нанести ущерб, маленьким, сопоставимым по размеру с препятствиями, сложно управлять. Множество ног эту проблему решает кардинально, доволен Голдман: «Можно добиться надежного движения вообще без датчиков, если у нас много ног».
Вопреки ожиданиям, такие роботы стоят вполне посильных денег — вероятно, в пределах тысячи долларов, потому что сами модули ног относительно дешевы, а большая часть интеллекта заложена в механике, а не в датчиках или вычислениях. Децентрализованный рой многоногих механических крестьян может работать в полях круглосуточно — пока только для разведки (что уже имеет значительную ценность), а затем и для физического уничтожения сорняков с помощью мощных челюстей или даже лазеров.
Стартап Дэна Голдмана уже наладил сотрудничество с фермером, выращивающим чернику, и владельцем виноградника в Джорджии по реализации пилотных проектов по улучшению мобильности и возможностей датчиков роботов, а планы у него — более чем амбициозные.
Новый змееподобный робот на 3D-принтере печатает собственное тело — видео
Робота научили распознавать растения на ощупь