В MIT разработали уникальный человеко-машинный интерфейсВ Массачусетском технологическом институте представили дистанционный способ управления, обеспечивающий оператору возможность непосредственно чувствовать положение робота и удерживать его равновесие при любых манипуляциях.
Проект получил название HERMES (Highly Efficient Robotic Mechanisms and Electromechanical System) – это действительно «высокоэффективные роботизированные механизмы» на базе электромеханической системы реального времени.
Интересно, что сами роботы при этом используются максимально дешёвые. В отличие от разработок Boston Dynamics, полагающихся на мощный ИИ, роботам под управлением HERMES не требуется сложная электроника. Их постоянно чувствует и корректирует живой человек.
Автором изобретения стал Джо Рамос. Он начал разработку как научный сотрудник MIT вместе с доцентом кафедры машиностроения Сангбае Ким. Теперь он сам стал доцентом Иллинойсского университета, где продолжил с Ким совместную работу над проектом HERMES.
Его основой стал безвентиляторный одноплатный компьютер sbRIO 9082 производства National Instruments. Это довольно мощная (хотя и морально устаревшая) управляющая система с Windows Embedded Standard 7, содержащая как ЦП, так и ПЛИС.
Она построена на базе процессора Intel Core i7-660UE, имеет ОЗУ объёмом 2 Гбайт (DDR3) и 32 Гб флэш-памяти, а также ПЛИС Xilinx Spartan-6 LX150, порт MXI-Express, USB-хаб, гигабитный Ethernet и восемь последовательных портов RS-485/422 (DTE) для подключения контролируемых устройств.
Благодаря тензорным датчикам, подключаемым к телу оператора и опоре, компьютер отслеживает положение туловища и нижних конечностей человека. Одновременно с помощью сервоприводов он постоянно обеспечивает силовую обратную связь.
Основной модуль похож на бронежилет, к которому сзади крепятся две подвижные штанги на раме. Он обеспечивает 5 степеней свободы и требуется для быстрой реакции оператора на потерю роботом равновесия.
Дополняет его 6-осевая опора с тензорными датчиками, передающая информацию о наклонах робота и его касаниях поверхности при каждом шаге. По сути HERMES обеспечивает рефлекторное (а потому – быстрое) управление, где основную работу выполняет спинной мозг и проприорецепторы человека.
Для интуитивного контроля положения ног робота используются подвижные рычаги из углепластика с тремя соединениями. Они крепятся к ногам оператора, обеспечивая 3 степени свободы и позволяют удалённо чувствовать даже прыжки.
Локальное управление системами демонстрационного робота осуществляется гораздо более простым одноплатником – NI sbRIO 9606. На первый взгляд его характеристики не впечатляют (ЦП 400 МГц + ОЗУ 256 Мб), но всё дело в ПЛИС Spartan-6 LX45 и высокоскоростном разъеме RIO Mezzanine Card.
В целом такого решения оказалось достаточно для создания устойчивой силовой обратной связи между роботом и оператором в реальном времени.
В ходе демонстрации робот смог выполнить различные практические задачи, требующие как большой амплитуды движений при сохранении баланса, так и развитой мелкой моторики. Он без проблем налил кофе в чашку, нарубил дрова топором и потушил демонстрационный очаг возгорания при помощи огнетушителя, который сам же и принёс.
По мнению разработчиков, последний сценарий наиболее близок к реальному применению. Дешёвые роботы смогут выполнять тушение пожаров и ликвидировать последствия аварий на производствах, не подвергая опасности ни людей, ни дорогую электронику с ИИ.
Источник:
https://news.sky.com/story/remote-controlled-humanoid-robots-are-a-step-closer-11850014https://news.sky.com/story/remote-controlled-humanoid-robots-are-a-step-closer-11850014