Poppy: двуногий робот-гуманоид от французских робототехников

Группа французских робототехников из компании INRIA Flowers создала двуногого робота-гуманоида Poppy, одной из главных особенностей которого является то, что его корпус (или тело, кому как удобнее) созданы благодаря технологии 3D-печати. Что интересно, производство робота обошлось примерно в 8 тысяч евро (включая стоимость сервомоторов), что на треть дешевле любого доступного на рынке робота подобного размера и намного дешевле более компактных гуманоидов, вроде того же NAO, от компании Aldebaran Robotics. Но самое важное заключается в том, что команда французских инженеров-робототехников хотят сделать дизайн их робота открытым для всех желающих.

Главным преимуществом, благодаря которому робот получился относительно дешевым в производстве, является то, что он использует легковесные материалы, а следовательно требует менее мощные (и дешевые) сервомоторы для работы. Высота Poppy составляет 84 сантиметра, при весе 3,5 килограмма. Для сравнения: робот QRIO от японской компании Sony, при росте 26 сантиметров весит в два раза больше, чем Poppy. И тем не менее, большая часть робота приходится на 25 сервомоторов, которые здесь используются: 21 из них это Dynamixel MX-28s; два MX-64s и два AX-12s. Робот управляется одноплатным компьютером Raspberry Pi, оснащен 16 силоизмерительными датчиками, двумя HD-камерами, стереомикрофоном и инерционным измерительным устройством. В качестве «лица» у Poppy используется LCD-экран, на который могут выводиться «эмоции» или информация об ошибках.

Одной из причин, из-за которой ребята из INRIA Flowers (FLOWing Epigenetic Robots and Systems) решили создать своего робота, по их словам, является то, что на рынке до сих пор нет коммерчески доступных роботов, которые были бы созданы на основе формы биологического строения. В свою очередь Poppy не только легок (относительно) в строительстве, но и может предложить некоторые новые дизайнерские решения при конструировании подобных устройств.

Во-первых, робот имеет позвоночник, роль и функции которого выполняют пять моторов (что практически немыслимо для роботов подобного размера). Позвоночник позволяет Poppy не только двигаться более естественно, но и помогает ему удерживать равновесие, когда робот просто стоит на месте. Улучшенная подвижность также помогает в случае физического взаимодействия с Poppy. Взяв робота за руки, его можно вести за собой. Кстати, в настоящий момент такой способ передвижения для него является единственным из доступных.

На его ногах имеются «сухожилия», чьи функции тоже выполняют специальные сервомоторы. Напряженность «суставов» позволяет удерживать ноги робота в правильном положении и делать более естественные шаги. Ступни Poppy получились заметно меньшего размера по сравнению с роботами подобного типа. А его пальцы настолько тонкие, что могут сгибаться. Большинство роботов при ходьбе просто двигают свои ноги вперед, однако Poppy передвигается более естественно, ступая сначала на пятку, а затем на носок. И вы только посмотрите, какие чудесные на нем детские ботинки! Они тоже не простые. В подошве каждого ботинка имеются по пять датчиков давления, которые передают роботу полезную информацию.

Еще интереснее выглядит верхняя часть ног Poppy. В то время как большинство роботов имеют полностью ровные нижние конечности, у Poppy конструкция «бедренных костей» имеет угол отклонения в 6 градусов. При сгибании нижних конечностей расстояние между ногами уменьшается, что помогает ему более грамотно распределять центр своей тяжести. Кроме того, это увеличивает его равновесие при ходьбе и когда робот стоит на одной ноге.

Огромная разница между направленными внутрь коленями (слева) и полностью прямыми ногами (справа)

Ребята из INRIA создали две версии Poppy: одна имеет прямые бедра, вторая — более естественные, изогнутые. Эксперименты показали, что робот с изогнутыми бедрами намного лучше удерживает равновесие и меньше качается при ходьбе. Тем не менее, пока Poppy не может самостоятельно держать равновесие, и поэтому в этом деле ему нужен человек для поддержки.

В будущем французы хотят научить Poppy ходить полностью самостоятельно и поделиться дизайном его производства с другими командами робототехников, чтобы те на его основе сами создали более биологически соответствующих двуногих роботов.