Робот подаст чай, не наливая, даже если стакан налит «с горки».
Наклонный стол был изобретен много веков назад. Математика маятника была описана 300 лет назад. Все пригодилось для робототехники
Может ли робот быть хорошим слугой? Чтобы ответить на этот вопрос, д-р Луис Фигередо установлены робот-манипулятор на робота компании Franka Emika и подключил к компьютеру. Рука робота берет стакан, до краев наполненный водой, поднимает его вверх и, слегка встряхивая, несет, не пролив ни капли. «И делает все это быстрее и точнее, чем человек», Он говорит Луис Фигередо.
Как робот научился из чашки марокканского чая
Горничная с марокканской миской
Кадр из катушки. Технический университет Мюнхена
Как это работает? Команда просто накормила робота алгебраическими формулами, которым несколько веков. Он основывал свои расчеты на марокканской чайной чашке, в которой используется принцип сферического маятника.
Робототехники «вписали» динамику сферического маятника в программу управления роботом. «Когда вы понимаете, как движется маятник, все становится очень просто», — говорит Фигередо.
Маятниковая математика: простое решение сложной задачи
«Некоторые подходы были сосредоточены на ограничении ускорения, чтобы держать плещущуюся жидкость под контролем. Другие работали с гидродинамикой для расчета поведения жидкости», — объясняет Фигередо. «Это займет как минимум несколько минут, если не часов, и результат пока неясен». Уравнения сферического маятника решаются практически мгновенно, что позволяет роботу балансировать чашкой над жидкостью.
Применение для здоровья и опасных жидкостей
В качестве практического применения своей работы ученые рассматривают инновационную роботизированную поддержку для пожилых людей и тех, кто нуждается в уходе. Такой робот вполне способен подать стакан воды.
«Отрасли, занимающиеся транспортировкой биологически опасных и химически опасных материалов, также, вероятно, будут заинтересованы в таком решении», — говорит Фигередо.
Безопасность остается критическим вопросом: в идеале робот должен уметь распознавать опасные ситуации. «Для этого нам нужно лучшее восприятие», — говорит Фигередо. Нужны датчики, позволяющие машине не только распознавать людей, но и предсказывать их движения. Только так можно полностью исключить коллизии. Пока что в качестве механизма безопасности робот использует тактильные датчики: рука робота моментально убирается назад при столкновении, но робот сохраняет равновесие и не проливает жидкость.
