# Почему роботы будущего не будут похожи на людей? Источник: https://www.youtube.com/watch?v=eLVAMG_3fLg Канал: Veritasium Опубликовано: 31.07.2024 --- Эллиот Хоукс (Elliot Hawkes) разрабатывает роботов, которые растут подобно растениям или прыгают выше десятиэтажного здания. Он утверждает, что будущее робототехники принадлежит не человекоподобным машинам, а узкоспециализированным мягким устройствам, способным выполнять задачи, недоступные людям. ## 🌿 Робот-лиана: движение через рост [[JUMP:02:04]] Дерек Мюллер (Derek Muller) продемонстрировал устройство, которое способно увеличиваться в сотни раз, проникая через узкие зазоры и липкие поверхности [02:10]. Механизм работает на сжатом воздухе и «растет» из кончика, что позволяет ему огибать острые шипы и не застревать в колесах или механизмах [02:36]. Идея возникла у Эллиота Хоукса во время наблюдения за ростом комнатной лианы, которая тянулась к солнечному свету [03:43]. Технические особенности конструкции: * Основа: воздухонепроницаемая трубка, сложенная внутрь себя (принцип «водного червяка»). * Маневрирование: использование «искусственных мышц» или надувных сегментов из нейлона рипстоп [08:21]. * Устойчивость: робот продолжает движение даже при проколах, если поддерживается достаточное давление [03:02]. * Грузоподъемность: при давлении в 0,1 атмосферы надувная подушка площадью один квадратный метр поднимает до 1000 кг [05:41]. Устройство уже применялось в археологических исследованиях в Перу для изучения узких шахт храма, построенного между 1500 и 500 годами до н. э. [09:26]. В медицине миниатюрная версия робота используется для быстрой интубации пациентов [10:18]. В испытаниях с участием парамедиков устройство обеспечило 90% успеха при введении трубки всего за 20 секунд [16:42]. ## 🚀 Рекордные прыжки и «умножение работы» [[JUMP:20:24]] Крошечный робот весом 30 граммов установил мировой рекорд, подпрыгнув на 31 метр [20:45]. Это достижение почти в десять раз превышает предыдущий результат в 3,7 метра. На Луне, при силе тяжести в одну шестую земной, такое устройство способно подпрыгнуть на 125 метров в высоту и переместиться на полкилометра вперед [23:29]. Ключевые факторы эффективности: 1. **Материалы:** Гибридная пружина из углеродного волокна и натурального латекса, способного запасать до 7000 джоулей на килограмм [26:20]. 2. **Вес:** Использование сверхлегкого мотора и аккумулятора; сама структура корпуса служит пружиной [26:07]. 3. **Умножение работы (Work multiplication):** В отличие от животных, которые используют разовое сокращение мышц, робот накапливает энергию от множества оборотов двигателя в течение минуты [28:17]. В момент старта робот разгоняется до 100 км/ч за 9 миллисекунд, испытывая ускорение в 300 G [25:40]. Эллиот Хоукс отметил, что создание устройства заняло годы из-за постоянных поломок углеродного волокна при работе на пределе прочности материалов [34:58]. Сейчас ученый работает над новым проектом прыгающего робота без использования пружин [32:47]. ## 🐁 Micromouse: «Формула-1» среди лабиринтов [[JUMP:38:26]] Соревнования Micromouse проводятся с 1977 года, оставаясь старейшим в мире конкурсом робототехники [43:06]. Робот должен быть полностью автономным и найти центр лабиринта размером 3 на 3 метра в кратчайшие сроки [42:39]. Современные «мыши» проходят лабиринт менее чем за 6 секунд [38:50]. Эволюция технологий в Micromouse: * **Алгоритм Flood-fill:** Робот строит «оптимистичную» карту без стен, обновляя её при столкновениях и рассчитывая кратчайший путь по числовым значениям ячеек [46:48]. * **Дигонали:** Внедрение диагонального движения (впервые в модели Mitee 3) позволило превратить ломаный путь в одну прямую линию [52:47]. * **Вакуумная прижимная сила:** Использование пропеллеров (как в модели Mokomo08) создает прижимную силу, в пять раз превышающую вес робота [58:08]. Это позволяет проходить повороты с ускорением до 6 G [59:29]. Победитель 2017 года, робот Red Comet, выбрал путь на 5,5 метров длиннее кратчайшего, так как алгоритм рассчитал, что меньшее количество поворотов позволит развить более высокую среднюю скорость [49:31]. ## 🏗️ Гибкие механизмы и безопасность ядерного оружия [[JUMP:1:04:24]] Профессор Хауэлл (Howell) разрабатывает «податливые механизмы» (compliant mechanisms), которые обеспечивают движение за счет изгиба материала, а не за счет шарниров [1:04:46]. Эти устройства не имеют люфтов, не требуют смазки и могут изготавливаться как единая деталь [1:10:23]. Примеры применения: * **Ядерная безопасность:** Правительство США использует такие механизмы для блокировки ядерных боеголовок. Отсутствие подвижных деталей исключает случайное срабатывание от вибраций или землетрясений [1:15:05]. * **Микроэлектроника:** Переключатели, вытравленные на кремниевых чипах методами фотолитографии [1:12:10]. * **Космос:** 3D-печатные титановые детали от NASA, способные изгибаться на 180 градусов, заменяя подшипники в солнечных панелях [1:12:37]. Титановый привод для маневровых двигателей спутников позволяет одному соплу выполнять работу двух за счет точного изменения угла наклона всей конструкции [1:13:44]. ## 🎈 Изопериметрические мягкие роботы [[JUMP:1:16:26]] Зак Хэммонд (Zach Hammond) из Стэнфорда продемонстрировал роботов, состоящих из надувных тканевых трубок, соединенных моторами и роликами [1:20:52]. Устройства могут кардинально менять форму: становиться высокими для обхода препятствий или плоскими для проезда под ними [1:22:42]. Особенности «колбасных» роботов: * **Безопасность:** Мягкая структура исключает травмы при столкновении с человеком [1:18:26]. * **Постоянный периметр:** Суммарная длина всех ребер робота остается неизменной (принцип изопериметрии) [1:21:33]. * **Транспортировка:** Робот в сдутом состоянии занимает минимальный объем, что критически важно для отправки грузов ракетами [1:23:06]. * **Автономность без электроники:** Существуют версии, где логические цепи полностью пневматические, что позволяет работать в условиях сильных магнитных полей МРТ или во взрывоопасных шахтах [1:18:01]. В отличие от жестких систем Boston Dynamics, мягкие роботы лучше адаптируются к неровностям поверхности, буквально обтекая камни и предметы при захвате [1:24:43].