[Видео] История компании Boston Dynamics

Несмотря на упорство писателей фантастов и сценаристов множества современных фильмов, где они наделяют роботизированные машины человеческими чертами и, даже настолько высоким интеллектом, что они решают открыто объявить войну человечеству, в реальной жизни все проще и практичнее.

Фантастика и реальность

Исходя из эволюционного развития человека, многие инженеры пытались оснастить своих роботов такими же универсальными конечностями, благодаря которым можно было беспроблемно передвигаться, бегать, шагать по лестнице и, даже карабкаться по склону горы. Но проблему прямохождения долго не удавалось решить. Оказалось, что достаточно сложно создать совершенную систему кодов, чтобы вестибулярный аппарат идеально воспринимал все команды и мог удерживать равновесие. Только с развитием электронно-технической базы и появлением микроконтроллеров этот вопрос удалось урегулировать, и воплотить в реальность мечты многих инженеров и фантастов.

Большинство разработок выпускаемых современной промышленностью роботов предназначены для решения узкоспециализированных задач и, по внешнему виду, даже отдаленно не напоминают человека. Практически все они оснащены колесами или гусеницами вместо ног, что более надежно и не создает проблем с равновесием, поскольку эксплуатируются они наиболее часто в помещениях с ровным напольным покрытием, как например, данные устройства, перемещающие товар на складе.

Все просто, практично, и надежно.

Невероятные роботы Boston Dynamics

Однако существует уникальная компания, которая, пренебрегая соображениями практичности, и получения быстрой прибыли, создает роботов почти классического формата, невероятно напоминающих человека или животных. Ее название — Boston Dynamics. Их невероятные разработки не просто выполняют определенные задачи, но по-своему грациозны, и даже умеют танцевать!

Для продвижения своей продукции они выкладывают видеоролики в интернете, которые буквально взрывают онлайн сообщество. Например, последний из видеороликов, появившийся на YouTube перед Новым годом уже набрал больше 30 миллионов просмотров и число его фанатов только растет.

Для скептиков, считающих этот ролик обычной компьютерной графикой, подчеркиваем, что здесь сняты самые настоящие роботы, созданные компанией Boston Dynamics и они в реальности, могут выполнять все действия, которые зритель видит на экране. Причем съемки проводились в испытательном зале лаборатории, где буквально за стеклом расположены рабочие станки и механизмы.

Безусловно, невероятная грация этих механических устройств и изящность движений, способны вызвать огромное удивление. Но все эти высокие прыжки и отличная синхронность действий – не что иное, как достижения современной робототехники, созданной группой ученых компании Boston Dynamics. Как же им удалось добиться такого успеха, и кто эти гении, способные создавать такие шедевры?

Boston Dynamics: сложные этапы развития

Несмотря на огромное количество уникальных разработок, в истории компании было множество взлетов и падений, успешных проектов и неудач.

Научные исследования – это всегда разработки, требующие крупных финансовых вложений, возврат которых может затянуться на десятки лет. Далеко не все коммерческие предприятия готовы к таким инвестициям. Поэтому, в истории компании, много очень сложных моментов с перепродажей ее в разные руки. Но ее разработчики – истинные фанаты своего дела, не позволяющие себе и многочисленным поклонникам робототехники унывать, и, в перспективе, у них весьма амбициозные планы.

Как все начиналось

Большинство разработчиков создают роботов достаточно примитивными, но вполне адаптированными для узконаправленной деятельности. Компания Boston Dynamics одна из немногих, которые целенаправленно создают шагающих роботов.

Главным идеологом и бессменным руководителем ее с самого основания, является Марк Рэйберт, закончивший в свое время по специальности «Электротехника» Бостонский Северо-Восточный университет.

Создание роботов стало интересовать его еще в университете и уже через шесть лет после его окончания он получает грант на разработку прыгающей машины в 1979 году. Средства на исследования были выделены известным американским ученым и изобретателем Айвеном Сазерлендом.

Leg Laboratory и ее одноногий прыгун

Разработкой Марка Рэйберта заинтересовалось солидное исследовательское управление DARPA, работающее в системе министерства обороны США, выделив финансовые средства в 1980 году. Это позволило группе молодых изобретателей создать клуб единомышленников с названием Leg Laboratory. Первоначально местом их дислокации стал университет Карнеги-Меллона, где в тот период, работал Марк, а затем группа перебралась в Массачусетский Технологический.

На сайте учебного заведения до сих пор можно найти страничку Leg Laboratory, где отлично отражена вся история этой инженерной группы.

К 1983 году одноногий робот прыгун, получивший название «3D One-Leg Hopper», был готов.

Он мог передвигаться прыжками по заранее заданному направлению, сохраняя при этом равновесие и балансировать. Почему молодые исследователи решили создать уникального робота, передвигающегося на одной ноге? Ответ очевиден – просчитать балансировку на одной опоре было проще всего.

И пусть данный робот был исключительно исследовательским механизмом, без какой-либо практической ценности, его создание заложило основу очень важных дальнейших исследований по изучению работы суставов, и разработке математических алгоритмов движения.

Последующие годы были направлены на создание различных сложных конструкций, способных передвигаться, сохранять равновесие и выполнять множество других заданий.

Часть данных механических конструкций хорошо держит равновесие, другая может осуществлять движения только при поддержке штанги, но робот, способный прыгать на одной ноге, при этом сохраняя равновесие, стал важным шагом в роботостроении.

Вышедшая в 1986 году книга Марка Рэйберта Legged Robots That Balance, отлично отразила все сложности проводимых исследований.

Boston Dynamics: выход за рамки лабораторных исследований

Компания Boston Dynamics, появившаяся в 1992 году, стала логическим продолжением лаборатории LegLab, созданной при Массачусетском технологическом институте, полностью отделиться от которого получилось только в 1995.

Сегодня о роботах данной фирмы известно каждому человеку, кто хотя бы поверхностно интересуется современными технологиями. Зрелищные видео, с демонстрацией достижений современной робототехники от Boston Dynamics покорили не только реальный, но и виртуальный мир.

Получив от Управления перспективных исследовательских проектов, работавшего при Министерстве обороны США, заказ на создание робота, способного переносить по сложно проходимой местности тяжелое снаряжение, компания в 2005 представила свою оригинальную модель, назвав ее BigDog. Амбициозность проекта была зашкаливающей. Шутка ли: робот должен уметь одолевать пересеченную местность с зарослями кустарников, непроходимую для машин, карабкаться в горы, передвигаться по песчаной и заснеженной местности. Другими словами, делать все то, на что способны пехотинцы, еще и тащить на себе тяжести, как мул.

Данная разработка была первой и абсолютно уникальной, поскольку такие роботы могли приносить реальную пользу, а интерес к освещению ее в масс-медиа превзошел все ожидания.  

Большинство моделей роботов, созданных до этого, были достаточно неуклюжими и неповоротливыми, несмотря на умение шагать и передвигаться в вертикальном положении. BigDog на их фоне выглядел универсальной разработкой из будущего, максимально эффективной и практичной. Зрителей завораживала их манера передвижения и невероятные возможности.

Это было живое воплощение идей легендарного Артура Кларка, утверждавшего, что любая достаточно развитая технология сродни магии.

Эволюция моделей роботов

Среди гениальных разработок компании множество невероятных образцов, которые не оставят равнодушными даже далеких от технологий людей. Большинство механических роботов Boston Dynamics достаточно достоверно повторяют движения людей и животных, что отражено и в названиях моделей.

BigDog

Рассмотрим подробнее ранее уже упоминавшуюся модель BigDog, разработанную для министерства обороны США. Целью его создания было облегчить передвижение солдат в условиях бездорожья, взяв на себя переноску тяжелого снаряжения и припасов.

Созданная модель BigDog имела уникальные характеристики:

•       робот передвигался со скоростью более 6 км/ч;
•       мог переносить грузы в пределах 150 кг;
•       поднимался вверх под уклоном 35 градусов.

Но, в тот период, компания создавала роботов, приводимых в действие бензиновыми двигателями внутреннего сгорания, что делало данные устройства невероятно шумными и о тайных операциях можно было забыть. Да и цена на них оказалась очень высокой. Даже в модели второго поколения, выпущенной в 2008 году, сделать робота более тихим не удалось, и армии пришлось отказаться от BigDog.

Компания закрыла проект в 2015 году. Но многие полученные за то время технические наработки, стали важным активом в последующих механизмах роботов.

Cheetah

Гепард — это еще одна модель, созданная по заказу DARPA. Бегущий на четырех конечностях робот мог развивать невероятную скорость в пределах 45 км/ч, а уникальная гибкая конструкция спины делала его похожим на гепарда. Возможно, именно благодаря данной особенности, модель получила такое название.

Однако этот проект остался экспериментальным, поскольку робот не мог передвигаться без подключения к стационарному источнику питания.

WildCat 

Дикий кот— еще одна модель из семейства кошачьих, созданная на базе Гепарда, но способная передвигаться автономно. Хорошая скорость перемещения, в пределах 25,7 км/ч, открывает неплохие перспективы применения робота для проведения разведывательных операций в опасных для человека зонах.

Spot

Следующая модель от разработчиков Boston Dynamics, ставшая достаточно коммерчески успешной, получила название Spot. Наличие электрического двигателя обеспечило ему более бесшумное передвижение, чем у модели BigDog. Да и по размерам робот был значительно меньше своего старшего собрата. Переноска больших грузов на нем невозможна, но устройство показало отличную устойчивость.

Недавно компания представила обновленную версию – Enterprise Spot, для промышленных и гражданских служб.

Внешне он практически идентичен оригинальному Spot, но дополнен разъемом для зарядки и док-станцией. Теперь робот, выполнив поставленное перед ним задание, может самостоятельно возвращаться к док-станции и пополнить заряд на двух зарядных конусах. Наличие интернет-порта и поддержка Wi-Fi дают возможность быстро скачать данные, собранные в период выполнения задания, или какой-либо миссии, и передать их.

Компания впервые за 30 лет открыла продажу своих четвероногих роботов модели Spot летом 2020, и в этом году первым российским покупателем данного робота стал «Сбербанк».

Как утверждают представители компании, Enterprise Spot им нужен для образовательных и исследовательских целей в сфере взаимодействия роботов и людей. Стоимость робота Spot, созданного Boston Dynamics, составляет 74,5 тысяч долларов.

SpotMini

Это уменьшенная версия Spot, которому разработчики добавили механическую руку, визуально больше напоминающую голову экзотического животного с длинной шеей. Благодаря руке робот может брать и аккуратно перемещать небольшие предметы, а также вставать в случае падений.

Его можно назвать наиболее тихо работающим роботом из всех представленных компанией, причем аккумулятор может держать заряд при автономной работе в течении полутора часов.

Sand Flea

Среди разработок специалистов Boston Dynamics можно встретить не только роботов крупных размеров, но и более компактные модели механических устройств. Интересным представителем этого класса является Sand Flea, или по-другому – песчаная блоха. Робот имеет четыре колеса и работает на радиоуправлении. Он оснащен специальным устройством, работающем на сжатом газе, благодаря, которому может подпрыгивать вверх на высоту до 9 метров. Это и делает модель похожей на блоху.

Он достаточно просто запрыгивает на высокие стены и различные препятствия, поэтому может быть востребован для разведки, но, к сожалению, сжатого газа в баллоне хватает только на 25 прыжков.

Petman

Petman — стал первой антропоморфной разработкой инженеров компании, созданной специально для испытания костюмов химзащиты. И хотя инженеры Boston Dynamics относятся с определенной долей скептицизма к антропоморфным роботам, как и сам основатель компании, Марк Рэйберт, здесь они постарались сделать испытательную модель максимально схожей с человеком, не только по внешним параметрам, но и двигательным функциям.

Atlas

Изобретатели Boston Dynamics придерживаются правила, что нет особой необходимости делать робота, внешне схожим с человеком, из определенных этических норм. И разработка двуногого Атласа, способного ходить, сохраняя равновесие по пересеченной местности и не падать даже от толчков, подтвердила это.

Впервые модель представили в 2013 году. Необычный робот умело передвигался на двух конечностях, идентичных ногам, сохраняя равновесие, даже когда его пинали.

Но антропоморфность модели, при просмотре демонстрационного ролика, где механизм толкали и пытались сбить с ног, вызвала такую невероятную волну сопереживания у зрителей, разглядевших издевательства в простой демонстрации системы баланса, что они стали высказывать сочувствие роботу.

Handle

Уникальный робот, передвигающийся на колесах, прикрепленных к нижним конечностям, может даже подпрыгивать на метр, при необходимости. Скорость его передвижения составляет до 4 м/с, а верхними конечностями он может захватывать и переносить различные небольшие грузы и предметы.

Отличная скорость, в сочетании с антропоморфностью, сделали его самой функциональной моделью, из созданных компанией. Хотя Марк Рэйберт, во время демонстрации робота инвесторам, назвал детище своих инженеров «роботом ночных кошмаров».

Stretch

В конце марта этого года компания представила нового робота, уделив больше внимания его логистическим функциям, а в частности: перемещению коробок на складах.

Роботу дали название Stretch и на этот раз он не выглядит так впечатляюще, как последние модели до него. Он не создан по подобию человека или животного, главная его цель – быть максимально практичным.

Мобильное основание в виде куба с колесным ходом и роботизированная рука с семью степенями свободы и набор присосок на конце которые помогают перемещать коробки весом до 23 килограммов.

Единственное что его роднит с другими разработками Boston Dynamics – это технологии. У Stretch установлен целый набор датчиков и камер. За счет них робот может работать даже там, где нет вспомогательной инфраструктуры. Например в контейнере или кузове автомобиля.

Работает Stretch от батареи в течении 8 часов, при этом может самостоятельно переключаться на питание от кабеля. По словам разработчиков робот может перемещать до 800 коробок за один час.

Финансовые вопросы

Основным источником финансирования компании оставалось долгие годы минобороны США, хотя, и при работе над военными заказами, компания несколько раз меняла владельцев.

Приобретая в 2013 году несколько роботостроительных стартапов, Google решила купить заодно и Boston Dynamics. Сложно сказать, чем руководствовались представители интернет-гиганта, но взаимовыгодного сотрудничества у них не получилось. Основной целью Google всегда являлось создание коммерчески успешных проектов, а инженеров Boston Dynamics больше заботила идея создания более совершенных роботов, независимо от их коммерческого успеха на рынке.

Интернет-гигант не готов оказался вкладывать огромную сумму денег в разработки, коммерческую прибыль которые могут принести через 10 и более лет. В итоге Google решает избавиться от BD и продать ее японскому холдингу Softbank за $500 млн. 

Японская корпорация давно проявляла огромный интерес к различным компаниям, работающим в сфере IT-исследований, вкладывая в них миллиарды долларов. Благодаря их сотрудничеству на сайте BD появился интернет-магазин, где впервые за 30 лет была выставлена на продажу коммерческая модель Spot, размерами чуть больше немецкой овчарки. 

Но на этом приключения с перепродажами Boston Dynamics не закончились. Не так давно стало известно, что Softbank и Hyundai заключили соглашение в декабре минувшего года, о продаже фирмы. Стоимость сделки составила порядка миллиарда долларов.

Тем не менее, в компании работают истинные фанаты своего дела, которых даже постоянные перепродажи не могут отвлечь от разработки новых моделей. Чего только стоит зажигательный танец роботов, который мы показывали вначале. Ведь до этого заставить роботов танцевать, двигаясь настолько грациозно, еще не удавалось никому!

Подводя итоги

Регулярно демонстрируемые Boston Dynamics ролики не дают сомневаться в гениальности работающих в компании энтузиастов, но из-за постоянных перепродаж сложно предсказать ее будущее.

Марк Рэйберт и его коллеги, действительно увлеченные своим делом люди, которых интересуют исследования в чистом виде, без оглядки на монетизацию их разработок.  Тридцатилетний исследовательский опыт ученых сложно оценить с коммерческой точки зрения, и не менее сложно сказать, удастся ли найти практическое применение их разработкам в крупных масштабах в ближайшем будущем. Много инженерных исследований оказываются невостребованными из-за технических ограничений на практике. Одной из главных проблем является автономное питание, которое значительно ограничивает использование моделей без подзарядки. 

Например, экспериментальную модель Гепард, даже не рассматривали для автономного использования, поскольку из-за большого расхода энергии робот мог работать только как стендовая модель, с постоянным подключением к источнику питания. Не говоря уже о Большом Доге, вообще работавшем на двигателе внутреннего сгорания. Возможно, со временем, произойдет очередной технический прорыв и будут созданы компактные источники питания большой мощности.

Google не удалось извлечь из разработок компании коммерческую выгоду. Находясь под руководством Softbank, компании удалось создать свою первую коммерческую модель и выйти с ней на технологический рынок. Чем закончится покупка компании корейским автомобильным гигантом Hyundai, пока сказать сложно. Известно, что автогигант заинтересован в роботизации производства, а также создании самоходных машин. Но насколько будет успешен данный союз, сказать на сегодняшний день достаточно проблематично.

Остается только пожелать этим гениальным ученым удачи!