В конструкциях большинства современных роботов, в зависимости от их размеров и функциональных возможностей, используются десятки и даже сотни самых разнообразных датчиков. Эти датчики установлены на корпусах роботов и буквально опутывают все их конечности, передавая центральной системе управления данные о текущем состоянии и о положении каждого узла и механизма робота. Обработка этих данных позволяет роботам рассчитывать свои дальнейшие движения, удерживать равновесие, совершать перемещения и другие действия. Но группа исследователей из Токийского университета, возглавляемая профессором Масатоши Ишикоа (Masatoshi Ishikawa), продемонстрировала, что наличие датчиков не является необходимым условием для успешного функционирования робота.

Но все вышеперечисленное не является самым главным. Самым главным является то, что в конструкции робота ACHIRES нет ни одного датчика.

Вместо этого у робота имеется высокоскоростная камера, способная снимать со скоростью 600 кадров в секунду.

Поток данных с этой камеры поступает в компьютер системы управления, который по изображению с высокой точностью вычисляет положение самого робота и его конечностей в режиме реального времени. Эти данные используются для включения или отключения быстродействующих стабилизирующих приводов, благодаря которым робот может держать равновесие, быстро бегать, перебирая ногами со скоростью шесть шагов в секунду, и совершать сложные акробатические трюки.

Быстродействия камеры и системы управления робота ACHIRES достаточно даже для мгновенного обеспечения стабилизации его положения во время выполнения акробатических трюков. Это достигается за счет использования вышеупомянутых стабилизационных приводов и ног, длина которых составляет 14 сантиметров, и которые продолжают двигаться даже тогда, когда робот находится в прыжке.

Рис. 1.

Демонстрацией нового подхода к реализации конструкции робота стал созданный группой профессора Ишикоа робот ACHIRES (Actively Coordinated High-speed Image-processing Running Experiment System). Этот небольшой робот, способен бегать, разгоняясь до максимальной скорости 4.2 километра в час, что делает его одним из самых быстрых миниатюрных роботов в мире, и совершать некоторые акробатические трюки, к примеру, прыжок с переворотом. Для дополнительной поддержки равновесия и для снабжения робота энергией он крепится к поддерживающей конструкции, расположенной над беговой дорожкой при помощи гибких кабелей и растяжек.

Рис. 2.

В настоящее время робот ACHIRES в силу некоторых ограничений может двигаться непрерывно всего в течение десяти секунд. Но группа профессора Ишикоа работает над этой проблемой, планируя в самом скором времени значительно увеличить время непрерывного движения робота.

Параллельно с этим исследователи работают над некоторыми усовершенствованиями опорно-двигательного аппарата робота и его системы визуальной обратной связи. Все это позволит еще больше ускорить движения робота ACHIRES, выполнять боле сложные акробатические трюки с уровнем ловкости и пластики, превышающим возможности даже хорошо тренированного человека.

Рис. 3.

В заключение хочется отметить, что японцы создавали робота ACHIRES далеко не ради развлечения.

Разработанные ими принципы построения робототехнических устройств, использующие исключительно быстродействующую визуальную обратную связь, могут стать и наверняка станут основой для создания промышленных и бытовых роботов следующего поколения, которые будут намного дешевле, более надежны и более гибки, нежели существующие сейчас подобные роботы.