Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o niesamowitych odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.
Austin, Teksas
CNN
—
Ludzie wykonujący prace domowe lub budujący siedliska na Księżycu mogą brzmieć jak coś z science fiction. Ale zespół start-upu robotyki w Austin aptroniczny Wyobraża sobie przyszłość, w której roboty ogólnego przeznaczenia będą wykonywać „nudne, brudne i niebezpieczne” prace, dzięki czemu ludzie nie będą musieli tego robić.
W środę zaprezentowano projekt najnowszego humanoidalnego robota firmy Apptronik, nazwanego Apollo.
Robot ma mniej więcej tę samą wagę co człowiek, ma 1,7 metra wzrostu i waży 72,6 kilograma.
Apollo mógł unieść 55 funtów (25 kilogramów) i został zaprojektowany z myślą o masowej produkcji i bezpiecznej pracy z ludźmi. Robot wykorzystuje energię elektryczną zamiast hydrauliki, które nie są uważane za bezpieczne, i ma czterogodzinny akumulator, który można wymienić, dzięki czemu może pracować przez 22 godziny na dobę.
Aby uniknąć „doliny niesamowitej” – zjawiska, w którym ludzie czują się niekomfortowo z powodu ludzkiego wyglądu robota, firma Argodesign z siedzibą w Austin wyposażyła Apollo w funkcje, które mają sprawiać wrażenie przyjaznego, a nawet przyjaznego.
Robot ma na piersi cyfrowe panele, które zapewniają przejrzystą komunikację dotyczącą pozostałego czasu pracy baterii, bieżącego zadania, nad którym pracuje, kiedy zakończy i co będzie dalej robić. Apollo ma także twarz i celowe ruchy, takie jak obracanie głowy, aby wskazać, dokąd zmierza.
Początkowym celem Apollo jest działalność w logistyce i podejmowanie wymagających fizycznie ról w magazynach, aby usprawnić łańcuch dostaw poprzez rozwiązanie problemu niedoborów siły roboczej. Zespół Aptronic ma jednak długoterminową wizję Apollo, która obejmuje co najmniej następną dekadę.
„Naszym celem jest zbudowanie wszechstronnych robotów, które zrobią wszystko, czego nie chcemy robić, aby pomóc nam tutaj na Ziemi, a ostatecznie pewnego dnia odkryją Księżyc, Marsa i jeszcze dalej” – powiedział Jeff Cardenas, współzałożyciel i dyrektor generalny firmy Apptronik. .
Przed założeniem Apptronik w 2016 roku członkowie zespołu pracowali w laboratorium robotyki skoncentrowanej na człowieku na Uniwersytecie Teksasu w Austin.
„Laboratorium skupiło się na interakcjach ludzi i robotów w przyszłości” – powiedziała Cardenas. „Jako istoty ludzkie, naszym najcenniejszym zasobem jest czas, a nasz czas tutaj jest ograniczony. Jako twórcy narzędzi możemy teraz sami budować narzędzia, które dadzą nam więcej czasu”.
Podczas pobytu w laboratorium zespół został wybrany do pracy nad robotem NASA Valkyrie podczas konkursu DARPA Robotics Challenge w latach 2012–2013.
Robot, który ma 1,9 m wzrostu i waży 300 funtów (136 kg), jest dwunożnym robotem zdolnym do zręcznej manipulacji i chodzenia (w tym pokonywania przeszkód i wokół nich), przenoszenia przedmiotów i otwierania drzwi. Według Seana Azimiego, lidera zespołu zwinnej robotyki w Johnson Space Center w Houston w NASA.
Robot elektryczny był udoskonalany i ulepszany od czasu jego debiutu w 2013 roku i rzeczywiście tak jest Obecnie jest testowany Jako zdalny administrator bezzałogowych i morskich obiektów energetycznych w Australii.
Apollo ma swoje korzenie w projektowaniu Valkyrie, a zespół Apptronik spędził lata na budowaniu unikalnej robotyki i komponentów, których kulminacją było stworzenie robota, który może działać w środowiskach zaprojektowanych dla ludzi. Cárdenas powiedział, że roboty linii montażowej są często instalowane na podłodze lub mocowane do ściany i mogą działać tylko w przestrzeniach przeznaczonych dla nich.
Cardenas stwierdziła, że zamiast wysoce wyspecjalizowanych robotów, które mogą służyć tylko jednemu celowi, Aptronic chciał, aby Apollo był „iPhonem robotów”.
„Celem jest zbudowanie jednego robota, który będzie mógł wykonywać tysiące różnych czynności” – powiedział. „To aktualizacja oprogramowania związana z nowym zadaniem lub zachowaniem”.
Docelowo cena Apollo będzie niższa niż przeciętnego samochodu. Konwencjonalne roboty opierają się na częściach o wysokiej precyzji. Jednak wprowadzenie kamer i systemów sztucznej inteligencji umożliwiło rozwój robotów, które w mniejszym stopniu polegają na wstępnym programowaniu, a zamiast tego lepiej reagują na otoczenie, co oznacza, że części używane w produkcji są tańsze, stwierdziła Cardenas.
W tym roku Apptronik koncentruje się na zabezpieczaniu klientów komercyjnych i produkcyjnych zainteresowanych tym, jak Apollo może usprawnić ich logistykę. Celem spółki jest osiągnięcie pełnej komercyjnej produkcji do końca 2024 roku.
Apollo rozpocznie pracę w ustawieniach fabryki i magazynu, aby wykonywać proste zadania, takie jak przenoszenie skrzyń i pchanie wózków. Jednak z biegiem czasu funkcjonalność Apollo zostanie rozszerzona o nowe modele i ulepszenia do tego stopnia, że będzie można go stosować w budownictwie, produkcji elektroniki, powierzchniach handlowych, dostawach do domu, a nawet opiece nad osobami starszymi.
Sercem projektu Apollo są siłowniki, czyli mięśnie robota. Zespół Apptronik pracował nad ponad 35 wersjami podstawowych siłowników, które umożliwiają Apollo chodzenie, zginanie ramion i chwytanie przedmiotów jak człowiek.
„Ludzie mają około 300 mięśni w naszym ciele” – powiedział dr Nick Payne, współzałożyciel i dyrektor ds. technologii firmy Apptronik. „Jako inżynierowie naszym celem jest uproszczenie złożoności, dlatego robot Apollo ma w swoim systemie około 30 różnych grup mięśni, których potrzebuje do wykonywania podstawowych czynności i czynności”.
Przed Apollo firma Aptronic skupiała się na tym, co nazywała szybko ewoluującym robotem humanoidalnym. Chociaż obejmował on ograniczone możliwości obsługi i proste ramiona, podczas projektowania skupiono się na poprawie lokomocji robota.
„Sposób, w jaki rozwijamy robotykę, polega na tym, że naprawdę staramy się, aby sprzęt i oprogramowanie współdziałały ze sobą” – powiedział Payne.
Głowa Apolla zawiera kamerę obrazującą, a czujniki na jego tułowiu pomagają robotowi mapować 360-stopniowy widok otoczenia i decydować, gdzie może się poruszać. W jego klatce piersiowej znajduje się także „mózg” robota, czyli główny komputer.
Czujniki pomagają robotowi utrzymać pozycję pionową podczas pokonywania przeszkód lub omijania ich. Ten rodzaj ruchu będzie kluczowy, gdy Apollo uda się pewnego dnia do mniej znanych miejsc, takich jak otwarta przestrzeń, a nawet powierzchnia Księżyca.
„Roboty muszą być w stanie działać w takim samym chaosie i niepewności, z jakim mogą żyć ludzie” – powiedział Payne.
Ostatecznie Apollo będzie autonomiczny, ale zespół Aptronic nadal chce, aby istniał pewien poziom kontroli nad tym, co zrobi robot. Cardenas powiedziała, że chociaż sterowanie będzie początkowo odbywać się za pośrednictwem tabletów lub urządzeń inteligentnych, w przyszłości człowiek powinien mieć możliwość skontaktowania się z Apollem i powiedzenia mu, co ma robić.
Na Księżyc i nie tylko
Apptronik jest jednym z partnerów NASA pracujących nad projektami robotów humanoidalnych. Ziemia jest poligonem doświadczalnym dla Apolla i pewnego dnia futurystyczna wersja robota będzie mogła działać w niebezpiecznych warunkach kosmicznych, dzięki czemu ludzie nie będą musieli.
Przygotowanie humanoidalnych robotów do działania w próżni kosmicznej wymagałoby kilku etapów rozwoju, powiedział Payne, aby Apollo mógł jako pierwszy udać się na Międzynarodową Stację Kosmiczną.
„Aby badać przestrzeń kosmiczną, naprawdę potrzebujemy systemów posiadających więcej niż jedną umiejętność, które są elastyczne i można je dostosować do różnych zadań, o których wiemy, lub być może do niektórych zadań, których nie spodziewalibyśmy się, dopóki faktycznie nie pojawią się w trakcie eksploracji” – powiedział Azimi.
Azimi powiedział, że obecna architektura programu Artemis NASA, którego celem jest powrót ludzi na Księżyc i ostatecznie wylądowanie z załogą na Marsie, przewiduje ciśnieniowy łazik księżycowy, gdy misja Artemis VI zostanie zaplanowana na lata 30. XXI w. Ten okres eksploracji Księżyca przypada na początek lat 30. XXI w. Lata 30. XXI w. to czas, kiedy Azimi uważa, że roboty takie jak Apollo również mogą się przydać.
Zaletą stosowania w kosmosie robotów humanoidalnych, takich jak Apollo, jest to, że można ich używać do budowania i testowania środowisk zaprojektowanych z myślą o ludziach, takich jak siedliska na Księżycu i Marsie, przed przybyciem astronautów. Jednak roboty staną przed wyzwaniami i będą musiały projektować z mniejszymi ograniczeniami niż ich odpowiedniki na Ziemi. Na przykład zautomatyzowany robot może potrzebować wczołgać się do środowiska łazika o wielkości podobnej do pojazdu rekreacyjnego, a mimo to mieć siłę i elastyczność, aby otwierać drzwi pod ciśnieniem, powiedział Azimi.
„Moją nadzieją i marzeniem jest to, że w ciągu najbliższych 10 lat będziemy mieć roboty ogólnego przeznaczenia wysłane w przestrzeń kosmiczną i będziemy w stanie wykorzystać niektóre korzyści wynikające z posiadania systemów robotycznych, które pozwolą załodze skupić się bardziej na tym, co ludzie robią najlepiej. badamy i dokonujemy odkryć” – stwierdziła Azimi. „naukowo”.
