История создания «многоногих» роботов

Однако не менее интересно вернуться к истории создания первых шагающих роботов. Существует несколько вариантов историй современных механизмов - обычная, которую мы изучаем по курсу физики, и неофициальная - история человеческих фантазий, которую можно проследить по множеству фантастических романов, кинофильмов, исторических материалов. И совсем не ясно, за какой из них - истина. Взять хотя бы рисунки Леонардо Да Винчи, по которым построили велосипед и вертолет, или произведения Жюля Верна, в которых присутствовало большое множество неизвестных его современникам устройств, ничего особенного на сегодняшний день не представляющих. И вы думаете, читая или смотря кинофильмы о роботах, киборгах, андроидах и прочих новомодных устройствах, их не увидят наши потомки? Отнюдь. Не так давно прошла новость о том, что в Японском Национальном институте современных промышленных наук и технологий (AIST) при сотрудничестве компании Kawada Industries был создан очередной робот человеческого типа. У него такой же рост (154 см) и вес (58 кг). Он может самостоятельно ходить, садиться, ложиться и вставать, и даже носить груз, правда, пока не слишком тяжелый - 6 кг. Но, как вы понимаете, это не предел. Поэтому весьма правдоподобным представляется появление в течение ближайших 10-20 лет первого человекоподобного существа с развитым искусственным интеллектом.

Но первыми кончено были идеи. На рисунке из XVIII века изображена машина, передвигающаяся с помощью ног и колес (авторство рисунка не установлено). Причем главным движущим механизмом являются именно ноги. Думается, это была традиционная для того времени идея, поскольку люди перемещались на телегах, каретах и т.п. И что первое придет в голову, если захочется модернизировать данный вид транспорта?

Вторая, более знаменитая идея, принадлежит Джорджу Муру (The Steam Man - 1893 год) - это был андроид образца XIX века. Правда, реализоваться данный проект не смог, хотя и получил большую известность.

В 1983 году имела место еще одна очень интересная идея - совмещение лошади и велосипеда - The Mechanical Horse (рис.3). Принадлежит она Л. А. Риггу. Вслед за механизацией телеги или кареты изобретатель предложил модернизацию лошади. Интересно, почему проект заморозили?

И действительно, во время первой мировой войны данные футуристические идеи стали реализоваться. Первым стало появление уже сконструированного и собранного механизма Walking Machine, показанного на рисунке. Данная машина передвигалась только с помощью большого количества ног, работающих практически по принципу гусеничного механизма...

Другой вариант - это шагающий трактор, разработанный в это же время. Как мы можем видеть, сзади у механизма находятся две шагающие ноги, приводящие механизм в движение, а спереди - колеса. Получается телега наоборот. Это была первая реализация сочетания механических ног и колес в одной.

На какое-то время в истории шагающих машин наступило затишье вплоть до технологического прорыва 60-70-х. На рисунке вы можете увидеть изобретение 1966 года, реализованное МакГи и Франком в университете Южной Калифорнии. К этому стоит добавить, что это первое изобретение подобного рода, предусматривающее компьютерное управление. Называется оно Phoney Poney.

В 1968 году Р. Мошер завершил работу над созданием настоящего четырехногого монстра с ручным управлением под названием General Electric Walking Truck. Кстати, его изображение можно часто увидеть на многих научных и околонаучных сайтах. Что интересно, у Phoney Poney, так же, как и у General Electric Walking Truck, было по четыре ноги.

В 1973 году целая команда советских ученых завершила работу над практической реализацией шестиногой машины (доктор наук, профессор В.С. Гурфункель, доктор наук А. Ю. Шнейдер, доктор Е.В. Гурфункель и коллеги).

1977 год был весьма урожайным на всевозможные реализации шагающих роботов. Началось своего рода соревнование между США и СССР, что было нормально для того времени. С американской стороны выступал тот же МакГи со своей командой, с советской - профессор Гурфункель и коллеги. Причем русские "шестиноги" назывались очень просто - "Маша". Их мы можем увидеть на рисунках.

В ответ на "Машу" МакГи и команда предложили свою версию шестиногого робота, которая весила всего... 136 кг.

С 1976 года по 1979 в исследовательском центре Komatsu Ltd. (Япония) разрабатывался супер-робот. Таким образом, можно отметить, что, начиная с этого периода, к гонке среди разработчиков присоединяются японцы. Устройство под названием ReCUS (Remotley Controlled Underwater Surveyor) имело восемь ног, 8 метров длины, 5,35 ширины и 6,4 метра высоты. Весить такая конструкция должна была порядка 29 тонн. Максимальная скорость - 0,07 м/с. До нас же дошли только чертежи.

В 1979 году к московским разработкам профессора Гурфункеля присоединился Санкт-Петербург (тогда Ленинград). Там был также разработан и сконструирован "шестиног", но с гораздо более скромными параметрами: вес - 40 кг, длина - 60 см, ширина - 25 см, высота ног - 20 см. И, кстати, такое стремление к минимализму очень свойственно для многоногих устройств. Во-первых, они проще в реализации. Во-вторых, в большинстве своем такие устройства имели чисто научное значение.

Но вместе с тем в период 1980-1983 гг. американцы продолжили развитие тяжелых роботов с большим количеством ног. Изобретатели Сазерленд и Спрулл создали машину длиной в 2,4 метра, развивающую скорость 0,11 м/с.

Далее свою веху в историю вписывают японцы. Живая легенда - TITAN III и TITAN IV (TITAN - аббревиатура от Tokyo Institute of Technology, Aruku Norimono). Ноги TITAN III были оснащены специальными сенсорами, которые были связаны со специальной электронной системой управления, именуемой PEGASUS (Perspective Gait Supervisory System). Данная система позволяла адаптировать движение механизма относительно изменений поверхности. Этот этап можно смело назвать этапом внедрения интеллекта в шагающие машины. Длина ног у TITAN III была 1,2 м и весил он 40 кг. Глядя на рисунок, нельзя не вспомнить персонажа мультипликационного фильма "Тайна третьей планеты". Может быть, TITAN III был прототипом...