Танцюючі роботи — не комп’ютерна графіка

танцюючі роботи від Boston Dynamics полонили Інтернет

У січні 2021 року в блозі робототехніки, автоматизації і штучного інтелекту IEEE Spectrum з’явилась стаття, у якій йдеться про танцюючі роботи, що виробляють дивовижні па під музику. Ролик з кібертанцюристами став надзвичайно популярним і навіть набув ознак вірусного. На ньому під хіт 60-х років XX сторіччя «Do Do You Love Me» групи «The Contours» витанцьовують пара кіборгів типу Atlas, робот-пес Spot та робот на колесах Handle.

В українському сегменті Інтернету цей відеоролик набув поширення на основі пісні «Орися», що її співає гурт «Мандри» (у нашій групі у FaceBook він поширювався двічі — 13 січня та 27 лютого). Так ось, друкована версія даної статті вийде у світ за березень поточного року під назвою «Boston Dynamics & Hyundai: Let’s Dance». Ми ж коротенько познайомимо наших читачів з персонажами, про яких у ній йдеться.

Що собою уявляють танцюристи з ролика

Одразу ж зазначимо, що це — не комп’ютерна графіка, а справжня матеріалізація розробок інженерної компанії Boston Dynamics. Її було створено у 1992 році шляхом згуртування групи інженерів Масачусетського Технологічного Інституту навколо ідеї створення спочатку інтерактивних комп’ютерних симуляторів, а згодом для військових цілей і роботів. З моменту створення компанію по черзі купували Google Inc., японська інвестиційна компанія SoftBank і корейський автоконцерн Hyundai. Останньому придбання Boston Dynamics обійшлося в майже мільярд доларів США ($921 млн).

За час існування Boston Dynamics робототехніками компанії створено дев’ять кібернетичних «організмів»

Це:

  • 2005 р. чотириногий робот BigDog, здатний зі швидкістю до 6,4 км/год. переносити на собі сильно пересіченою місцевістю вантаж до 150 кг і долати при цьому підйоми та спуски крутизною до 35°;
  • 2010 р. повністю автономний робот LittleDog, здатний обирати раціональний маршрут руху на основі даних, що надходять з відеокамери і датчиків, встановлених на кінцівках;
  • 2011 р. гуманоїдний робот PETMAN, який створено для випробувань засобів індивідуального захисту людини; технологічно створений на основі «Великого Собаки», добре тримає рівновагу, може ходити на двох кінцівках зі швидкістю 5 км/год., вміє повзти;
  • 2012 р. чотириногий CHEETAH з «гнучкою спиною», який біговою доріжкою пересувається зі швидкістю 45,06 км/год. і живиться від стаціонарного гідравлічного джерела;
  • 2013 р. WildCat, який по суті є автономною модифікацією CHEETAH;
  • 2016 р. чотириногий 25-кілограмовий «пес» Spot, здатний рухатися зі швидкістю 5,76 км/год. і з допомогою стереокамер, які забезпечують йому кут огляду у 360°, ретельно вивчати незнайому місцевість;
  • 2017 р. невеликий за розмірами (25 см) і вагою (2 кг) шестиногий робот RiSE, який, застосовуючи гачки на кінцівках, здатний зі швидкістю 1,08 км/год. видиратися на дерева, долати вертикальні перешкоди (паркани, стіни тощо);
  • 2018 р. антропоморфний Atlas, створений для проведення пошукових і рятувальних операцій та надання екстреної допомоги, має «людський зріст» (1 м 80 см), може підніматися промисловими драбинами, пробивати інструментом стіни, навіть водити вантажівку;
  • 2019 р. «колісна» модель Handle, призначена для роботи в галузі логістики, має руку-маніпулятор, якою може збирати та розбирати вантажі на палетах; запасу ходу йому вистачає на 24 км.

Що такого нового відбувається у популярному відеоролику

Власне кажучи, все, що відбувається у відео, не є новаторським. Маємо на увазі, що ми не бачимо, щоб хтось із роботів демонстрував якісь принципово наднові можливості. Але цей факт не повинен затьмарювати того, наскільки це видовище є вражаючим. Ми бачимо дивовижний танок найсучасніших роботів у галузі гуманоїдної робототехніки, чотириногої та колісної робототехніки.

Можливо, вам сподобається і стаття про визнання прав роботів. Радимо з нею ознайомитися!

Ми вже знали, що Атлас може виконувати деякі практичні завдання, може робити гімнастику та паркур. Але танці, безумовно, стали чимось новим та набагато складнішим, ніж може здатися на перший погляд.

Кілька фрагментів інтерв’ю з віце-президентом Boston Dynamics

IEEE Spectrum: Ми ще не бачили, щоб Атлас рухався таким чином — як Ви це зробили?

Аарон Сондерс: Ми почали з роботи з танцюристами та хореографом, щоб створити початкову концепцію танцю. Це було доволі рутинним. Однією із проблем, і, мабуть, основною проблемою для Атласу, було налаштування людських танцювальних рухів, щоб їх можна було виконувати роботу.

Для цього ми застосовували прискорену симуляцію рухів, вимагаючи від хореографа віднайти поведінку, яку Атлас мав би силу та швидкість виконати. Це було дуже ітеративно — симулятори витанцьовували те, що ми хотіли б побачити, а інженери дивились на екран і констатували: «це було б легко зробити» або «це було б важко досягти» або іноді навіть «це нас лякає». На завершення спільно обговорювалися різні речі в моделюванні та вносилися корективи, щоб знайти прийнятний набір рухів, які ми могли б втілити у виконанні Атласом.

Протягом проекту часові рамки для створення танцювальних рухів ставали все коротшими й коротшими. Врешті-решт ми змогли створювати цілі ланцюжки балетних ходів Атласу всього за один день. Отже, застосована нами технологія — це не рукописний сценарій або ручне кодування. Це — конвеєр, який дозволяє виконувати різноманітний набір рухів, що можна описати за допомогою різних інструкцій і задати на виконання роботу.

IEEE Spectrum: Чи були речі, які було особливо важко було повторювати Атласу за танцюристами? Або речі, які Атлас міг би робити краще людей?

Аарон Сондерс: Деякі обертальні «па» в танцювальних партіях потребували більше ітерацій, щоб приступити до їх відтворення, оскільки були надто далекими від стрибків і бігу. Ми однозначно навчилися з повагою оцінювати, наскільки гнучкими та сильними є танцюристи. А покладання того, що виробляють елітні спортсмени і танцюристи, на робота — це складна проблема.

Принципово, я не думаю, що Атлас володіє ширшим діапазоном руху чи більшою потужністю, ніж спортсмени. Але ми продовжуємо розвивати «вправність» своїх роботів в напрямку того, що ми вважаємо перспективним з точки зору комерційного попиту. Врешті-решт у побуті вони повинні мати такий рівень продуктивності, як і люди.

Єдина річ, у якій роботи дійсно добре справляються, це робити одні й ті ж самі рухи знову і знову та точно так само. Тож коли ми склали танок, який хотіли зробити, то змогли знімати його з різноманітних ракурсів стільки разів, скільки це було потрібно. Роботи ж з невимовною точністю і невтомно повторювали свої танцювальні кроки, па, жести тощо.

IEEE Spectrum: Ви згадали, що Спот здатний танцювати цілий день, а як щодо Атласу? Якби продовжувати замінювати його батареї, чи міг би він також танцювати цілий день?

Аарон Сондерс: Атлас, як машина, все ще є, знаєте…[недосконалою, авт.] у світі їх небагато, вони складні, і надійність не була нашим головним акцентом. Ми б точно час від часу ламали робота. Але надійність апаратного забезпечення в контексті того, що ми намагалися зробити, була справді великою.

Та й без подібної надійності ми взагалі не змогли б зробити відео. Я думаю, що Atlas трохи більше схожий на вертоліт, який має вищий коефіцієнт співвідношення між часом, який витрачається на технічне обслуговування, та часом, що витрачається на експлуатацію. У той час Spot більше схожий на автомобіль, на якому можна довго їздити, перш ніж знадобиться його обслуговувати.

IEEE Spectrum: Коли ви вчите Атласа робити нові речі, чи використовуєте машинне навчання? Якщо ні, то чому ні?

Аарон Сондерс: Atlas зараз не використовує контролер навчання. Я сподіваюся, що настане день, коли ми будемо вдаватися і до цього. В поточному танцювальному виконанні Атласа використовується суміш того, що ми воліємо називати рефлексивним управлінням. Воно уявляє собою комбінацію реакції на сили, оптимізацію траєкторії онлайн та офлайн, а також моделювання прогностичного управління.

Згадані методи ми використовуємо, оскільки вони є надійним способом реалізації високоефективних речей. І ми розуміємо, як насправді важливо добре володіти цими інструментами.

З повною версією інтерв’ю можна ознайомитися у статті «Як Boston Dynamics навчила своїх роботів танцювати» (How Boston Dynamics Taught Its Robots to Dance).

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *