Блог компании Газпромбанк. Автор: @sacredtree. Роботы — друзья человека. Создают их обычно для того, чтобы человеку было проще справляться с рутинными задачами (скажем, с поддержанием чистоты в доме) или с трудными, требующими точности и концентрации: например, со сварочными работами на сборочной линии автозавода. Они трудятся в call-центрах, помогают автоматизировать то, на что обычно уходят тонны человеческого времени и вообще приносят всяческую пользу.

Однако бывают случаи, когда люди создают роботов просто потому, что могут. У таких изделий не всегда есть понятное практическое назначение, а их главная отличительная черта — странность. И таких роботов немало!

Начнем с робота, который помогает решать детские головоломки Where is Wally/Waldo? Это популярная в англоязычных странах серия книг-головоломок автора Мартина Хэндфорда. Их суть заключается в поиске изображения Уолли (или Уолдо на некоторых рынках) на картинке с большим количеством похожих на него людей. Сам Уолли — это паренек в шляпе, очках и полосатом красно-белом свитере. Казалось бы, отличная игра на внимательность для детей. Но, видимо, что-то с ней не задалось в детстве у Мэтта Рида, специалиста по креативным технологиям медиаагентства Redpepper. Он взял роборуку uArm Swift Pro, портативный компьютер Raspberry Pi, подружил это всё с камерой, способной распознавать лица, натренировал алгоритм на сотне изображений Уолли и создал робота, который… указывает пользователю, где на конкретной картинке находится искомый персонаж.

По утверждению изобретателя, робот, получивший имя There is Waldo, способен обнаружить Уолли менее чем за 4,5 секунды на любой картинке, где он присутствует. Сам изобретатель заявил, что вдохновился системой от компании Amazon, предназначенной для распознавания знаменитостей на изображениях. Он задался вопросом, можно ли повторить это, если знаменитость не реальная, а нарисованная, и придумал проект робота-указателя.

Еще одно многим знакомое детское развлечение воплощено в следующем роботе. Его зовут Skippa, и он был создан для одной-единственной цели: «печь» идеальные «блинчики» (также известные как «лягушки») из камней на водной глади. Вряд ли найдётся кто-то, кто в детстве не пытался удачно швырнуть плоский камешек с берега, но для создателя Skippa это занятие — не просто развлечение у воды, но настоящий вызов. Бывший инженер NASA Марк Робер задумал своего робота, чтобы выяснить, какими должны быть идеальный угол броска и угол, под которым камень соприкасается с водой, чтобы вышло как можно больше «блинчиков». Устройство создано на основе машины для запуска глиняных мишеней для стрельбы. К ней Марк добавил специальные деревянные «руки» и механизм настройки углов броска. В итоге Роберу и его многочисленным племянникам и племянницам, помогавшим ему с проектом, удалось найти идеальные параметры, при которых снаряды (для бросков изобретатели наделали болванок из глины) проделывали более шестидесяти касаний воды за один бросок! Главный практический результат работы этого робота: в процессе строительства и настройки дети, помогавшие инженеру, сами научились неплохо пускать камни по воде. Кстати, это тот самый Робер, который умудрился «инфильтрировать» в индийский мошеннический call-центр несколько девайсов, которые выпускали тараканов, воняли скунсом и всячески портили жизнь жуликам. В общем, если не знали про его канал, рекомендую подписаться.

Разработчик программного обеспечения из США Майкл Ривз тоже достиг практического результата: какое-то время своей жизни он чаще, чем другие люди, наблюдал в поле зрения точки, какие бывают, если посмотришь на яркий свет. Майкл сконструировал робота, главная цель которого в том, чтобы найти лицо с глазами и посветить в них лазерной указкой. Для создания робота Ривз использовал обычную веб-камеру, лазерную указку, миниатюрный электродвигатель, который помогает роботу целиться, коробку из-под пиццы и программное обеспечение собственного авторства. Софт анализирует изображение с камеры, распознаёт на нём лицо и подсказывает поворотному механизму, в какую сторону переместить указку. Как признавался изобретатель в своём видеоблоге на YouTube, робота этого он создал, когда понял, что в его жизни не хватает тех самых ярких точек.

А вот специалисты из Инженерного колледжа при Университете Калифорнии озаботились другой проблемой — развязанными шнурками. Они создали робота, предназначенного исключительно для их завязывания. Сама задача может показаться тривиальной только для тех, в чьем распоряжении есть пара высокочувстительных манипуляторов с нейроинтерфесом (также известных как «руки»), да и то не для всех. Если таких манипуляторов нет, то завязать две тонкие верёвочки в особый узел, имея в арсенале только 600 долларов (которые потратили на компоненты для робота) и смекалку нескольких талантливых инженеров — это большая задача.

Робот действует на базе компьютера Arduino и использует всего два мотора для привода четырех миниатюрных «коробок передач» — по две на каждой стороне специальной платформы для обуви. Благодаря сложной системе шестерней и валов подвижные части робота способны двигаться горизонтально и вертикально, а также делать поворотные движения для специфических манипуляций шнурками.

Процесс завязывания шнурков таким образом занимает около четырех минут. Прямо скажем: в чемпионате по завязыванию шнурков на скорость этот робот вряд ли занял бы призовое место, но учитывая ограниченные ресурсы, с которыми создатели подошли к вопросу, результат впечатляет. Сами создатели робота утверждают, что решили его сделать потому, что не смогли найти в Интернете ничего по запросу «машина для завязывания шнурков», и это показалось им неправильным.

Очевидно, не было в поисковой выдаче и робота, способного играть на укулеле. И тогда студенты Краковского научно-технического университета сделали его. Конструкция UkuRobot`а содержит в себе компьютер Arduino, Bluetooth-модуль, несколько моторов, детали лего, деревянные крепления и, собственно, сам музыкальный инструмент. Специальные манипуляторы оригинального дизайна зажимают струны на нужных ладах, а роботизированные «пальцы-медиаторы» дёргают их в необходимом ритме, и получается мелодия. В собственном канале на YouTube UkuRobot играет темы из фильмов «Крёстный отец», «Гарри Поттер», «Пираты Карибского моря» и «Реквием по мечте», но вообще создатели робота написали программу, с помощью которой его можно научить играть любую мелодию.

Так что машину вполне можно научить играть что-нибудь, что развеет грусть, хотя ещё эффективнее в этом смысле работают объятья. Психотерапевты как-то выяснили, что для нормального психологического состояния человеку необходимо обниматься 7–8 раз в сутки. Есть исследования, показывающие, что объятья снижают давление и повышают уровень окситоцина (одного из «гормонов счастья») в крови. Сотрудники Института интеллектуальных систем Макса Планка в Штутгарте взялись исследовать любопытную гипотезу: сумеет ли робот обниматься так хорошо, что людям это понравится, и они смогут наконец получать свою ежедневную норму обнимашек без участия другого человека? Для этого они модифицировали робота PR2 (открытая аппаратная платформа для экспериментов от компании Willow Garage), добавив ему различные мягкие покрытия и научив его выполнять соответствующие объятьям движения. HuggieBot обнял 12 раз каждого из тридцати участников эксперимента, и они больше всего оценили лёгкие и непродолжительные объятья, а от тех, что покрепче, впадали в панику. Так что разработка идеального робота-обниматора продолжается.

А учёные из Корнеллского университета тем временем сумели объединить в одну систему робототехнику и… попкорн. Они приспособили кукурузу в качестве актуатора для роботов. Актуаторы — важная деталь почти любого робота. Она переносит усилие с управляющего компонента на исполнительный, то есть заставляет двигаться ту деталь, которая должна это делать. Тепловое воздействие на зёрна кукурузы заставляет их резко увеличиваться в объеме, и именно это свойство привлекло учёных. Они показали несколько прототипов роботизированных манипуляторов, двигающихся за счёт актуаторов на взрывающейся кукурузе. Да, подобные механизмы способны сработать всего раз (ведь схлопнуться обратно в зерно попкорн не может), что, казалось бы, ставит крест на любом практическом применении этого решения, но на деле прикладной потенциал у изобретения всё же есть. Например, в случаях, когда в конструкции робота предусмотрены «блокирующие» актуаторы — то есть такие, которые должны сработать только однажды и больше не двигаться. Самое то для горсти зёрен, взрывающихся только раз! К тому же кукуруза — экологически чистый, биоразлагаемый и очень дешёвый материал, что делает её потенциально применимой в недорогих экодружественных роботах. Над подобными проектами уже работают: например, агентство DARPA в рамках проекта ICARUS разрабатывает одноразовые дроны, которые будут разлагаться без следа после выполнения своей задачи. Воздушная кукуруза тут, как ни странно, может прийтись ко двору.

Роботы и природа вообще нередко идут рука об руку. Правда, не всегда очевидными путями. Проект медиапроизводственной компании Jon Downers Production под названием Spy in the Wild — как раз такой пример. Специалисты компании создали целую серию различных роботизированных диких животных для одной-единственной цели — шпионить за их живыми собратьями в их естественной среде и поведенческом контексте. Гипотеза, которую доказывают разработчики этих устройств, проста: дикие животные ведут себя иначе, если рядом находится их собрат, нежели в присутствии оператора с камерой. Кроме того, искусственное животное вероятнее привлечёт внимание своих живых собратьев и спровоцирует их на естественное поведение, чем просто какая-нибудь GoPro на триподе.

В арсенале Spy in the Wild самые разные робоживотные: от щенка дикой собаки и суриката до орангутана и дельфина. Для того чтобы шпионы сходили за своих среди живых животных, их снабжают реалистичным внешним видом, запахами и набором движений, характерных для конкретного вида. В результате получаются уникальные фильмы о живой природе, которые невозможно снять на обычную камеру, а роботы-шпионы в них выступают операторами. И хорошо, что не героями, потому что, несмотря на усилия специалистов компании по маскировке, выглядят они примерно так, как если бы Джеймс Кэмерон решил снять версию «Терминатора» для сурикатов.

Кстати, о роботах-убийцах. Компания из Детройта Carbon Robotics разрабатывает и успешно продаёт как раз такого. Они называют своё детище Laserweeder, и оно предназначено для уничтожения сорняков с помощью машинного зрения и лазеров. На деле всё выглядит так: трактор тащит робота по полю над грядками, где только-только начинают пробиваться молодые побеги культурных растений и, конечно же, сорняки. В нижней части робота установлены 42 камеры высокого разрешения, которые снимают грядки, а уникальный софт распознаёт среди правильных растений сорняки и даёт команду тридцати лазерам мощностью 150 ватт открыть огонь. Для справки: лазером такой мощности при желании можно разрезать дерево или пластик, так что Carbon Robotics решила не давать сорнякам ни малейшего шанса.

По заверениям производителя, лазеры способны стрелять каждые 50 миллисекунд, а сам робот хоть и стоит 1,2 миллиона долларов, способен заменить собой работу тридцати человек в круглосуточном режиме. Наконец, этот робот потенциально позволяет отказаться от использования отравляющих почву и культурные растения гербицидов. Так что Laserweeder только выглядит как машина Судного дня для растений. На самом деле он заботится о природе.

Заботится о ней и робот, созданный специалистами Технологического института Джорджии. Он провёл более года среди ветвей Ботанического сада Атланты, собирая информацию о загрязнении воздуха, температуре и других климатических параметрах. Создатели придали ему форму ленивца, и, следуя своей природе, робот медленно перемещался по специальному кабелю, чтобы найти место под солнцем и зарядить аккумуляторы через солнечные панели на корпусе. Создатели робота-ленивца рассчитывали, что он сможет автономно проработать не более нескольких месяцев. Однако, ко всеобщему удивлению, жизненно важные системы устройства отказали лишь через 13 месяцев после запуска. За то время, что он провёл в саду, SlothBot прослыл любимцем посетителей, и поэтому разработчики пообещали сделать новую версию.