Fascynująca technologia: ten robot złapie wszystko, co rzucisz. Nawet rakietę tenisową!

Co potrafią współczesne roboty? Przykładem tego, jak szybko rosną ich możliwości, jest mechaniczne ramię zdolne do błyskawicznych reakcji i łapania nadlatujących przedmiotów o nieregularnych kształtach. To robi wrażenie!

Jeszcze całkiem niedawno zachwycaliśmy się mechanicznymi rękami, które z różnym skutkiem naśladowały najdoskonalsze dzieło inżynierii - ludzką dłoń. Mechaniczne dłonie, wyposażone w palce i zdolne do precyzyjnego manipulowania drobnymi przedmiotami, nadal robią wrażenie, ale zespół naukowców z Learning Algorithms and Systems Laboratory (LASA) z Politechniki Federalnej w Lozannie zaprezentował niedawno coś, co nie przestaje mnie zachwycać.

Ramię, którego pierwsze próby pokazano dwa lata temu, intrygowało wówczas możliwością chwytania w locie rzuconych w jego kierunku butelek.

Od tamtego czasu sprzęt został znacząco ulepszony, a opublikowany niedawno film z testów udoskonalonego ramienia pokazuje, na jakim poziomie znajduje się współczesna robotyka.

Maszyna jest rezultatem współpracy naukowców z Lozanny z niemiecką firmą KUKA, odpowiedzialną za mechanizm przegubowego ramienia, oraz koreańską firmą SimLab, która dostarczyła dłoń o nazwie Allegro Hand. Jest ona bardzo podobna do dłoni człowieka, ale zakończona czterema palcami. W połączeniu z algorytmami opracowanymi w Szwajcarii dało to niesamowity rezultat: robot łapie wszystko, co rzuci się w jego kierunku.

Jest to możliwe dzięki temu, że każdy z rzuconych przedmiotów jest śledzony przez robota. Obliczając trajektorię lotu, potrafi on przewidzieć, gdzie znajdzie się przedmiot i w którą stronę będzie odwrócony. Efektem jest możliwość łapania nie tylko przedmiotów mieszczących się w dłoni, jak np. niewielka piłka, ale również tych o nieregularnych kształtach, jak np. rakieta tenisowa.

Robot bez problemu radzi sobie również z przedmiotami o zmieniającym się środku ciężkości, jak np. w połowie pusty karton mleka. Zespół z Lozanny uzyskał te imponujące rezultaty metodą prób i błędów. Przez długi czas badacze, bazując na ludzkich odruchach i ocenie odległości, ręcznie ustawiali ramię robota tak, aby maszyna mogła złapać nadlatujący przedmiot. Dlaczego zastosowano taką metodę? Wyjaśnia to Aude Billard, szefowa Learning Algorithms and Systems Laboratory:

Aude Billard, LASA:

Współczesne maszyny mają problem z szybkim przetwarzaniem zmieniających się danych. Konsekwencją jest ciągłe, ponowne obliczanie trajektorii, co wymaga zbyt dużo czasu w sytuacji, gdy ułamek sekundy może okazać się decydujący.

W tym czasie robot obserwował nadlatujące obiekty, analizował ich trajektorię i porównywał ją z aktualnym ustawieniem ramienia, tworząc wzorce ruchów optymalne do różnych sytuacji. Zastosowaną metodę można porównać do tego, jak uczy się i zdobywa doświadczenie małe dziecko.

Mechaniczne ramię łapiące wszystko, co nadlatuje w jego kierunku, wygląda ciekawie, ale czy ma jakieś praktyczne zastosowanie? Poza ogólnymi stwierdzeniami, że roboty muszą umieć szybko reagować i uchylać się lub łapać zagrażające im przedmioty, zespół z Lozanny wskazuje na dość nietypowy obszar: eksplorację Kosmosu. Podobne ramiona miałyby w przyszłości chronić statki kosmiczne i satelity przed drobnymi obiektami nadlatującymi z losowych kierunków.

Przyznam, że trudno mi to sobie wyobrazić, ale jeśli uda się zbudować ramię reagujące odpowiednio szybko, to dlaczego poprzestać tylko na obiektach kosmicznych? Może - puszczając wodze fantazji - podobne urządzenie sprawdziłoby się w roli niezawodnego ochroniarza, który chroniłby np. osoby występujące publicznie przed rzuconymi z tłumu jajkami albo nawet wyłapywał wystrzelone przez zamachowców pociski?

Brzmi nierealnie? Teraz tak, ale jeszcze parę lat temu równie nierealny wydawał się robot, którego można zobaczyć na powyższym filmie. A mechaniczne ramię mogło być najwyżej przedmiotem żartów, takich jak choćby te z "Teorii wielkiego podrywu":

W artykule wykorzystałem informacje z serwisów Slate, SimLab, KUKA-Labs, Factor-Tech i École polytechnique fédérale de Lausanne.