Robot za 400 dolarů chodí po dvou nohách a myslí telefonem za 50

Telefon se zasune do plastového pouzdra nad boky, podobně jako do držáku na řídítkách kola. Malý dvounohý robot ožije, postaví se a vykročí za člověkem. Žádné kabely mezi nimi nevedou: stačí telefon vyndat a je to zase obyčejný mobil, ze kterého se dá volat. Robot se jmenuje PhoneBot, součástky na něj vyjdou zhruba na 400 dolarů a nejlevnější telefon, se kterým chodil, stál 50 dolarů. A chůze takovému telefonu ukrojí méně než desetinu procesoru.

Postavili ho v laboratoři RoMeLa Dennise Honga na Kalifornské univerzitě v Los Angeles (UCLA), první autor preprintu je Ruochen Hou. V prosinci 2010 ukazovala stejná laboratoř na konferenci v Nashvillu robota téměř stejné výšky, DARwIn-OP. Hong mu tehdy říkal své „nové dítě“, jak psal IEEE Spectrum. DARwIn-OP vezl uvnitř samostatný počítač a hotový kus stál 12 000 dolarů.

V čem je telefon lepší než robot

Každý chytrý telefon už má všechno, co inženýři robotů léta kupovali zvlášť. Kameru, aby viděl. Procesor, aby myslel. Wi-Fi, aby přijímal příkazy. Displej, aby ukázal obličej nebo nabídku. A čidlo, bez kterého dvounohý robot spadne hned při prvním kroku. Je to inerciální jednotka, tedy akcelerometr s gyroskopem: v telefonu otáčí obraz, když ho položíte na bok, a robotovi hlásí, že se tělo naklání a je čas přenést nohu.

V PhoneBotovi dělá telefon skoro všechno. Dvěstěkrát za sekundu čte své čidlo náklonu, padesátkrát za sekundu rozhoduje, kam natočit každý ze 13 kloubů, a tato rozhodnutí posílá přes Wi-Fi malé desce dole. Deska jen předává příkazy motorům.

Nejlépe je to vidět, když robot jde za člověkem. Kamera telefonu ho drží v záběru. Dokud se člověk posouvá do strany, PhoneBot se jen otáčí v pase a nohy zůstávají na místě. Přešlapovat začne, teprve když člověk uhne do strany o víc než 55 stupňů. Když robot spadne obličejem k zemi, sám se zvedne. Uměl to i jeho předchůdce z roku 2010.

Skoro celý rozpočet jde na nohy. Každý ze 13 servomotorů stojí 23,90 dolaru, dohromady zhruba 310. Zbylých asi 90 dolarů je plastové pouzdro, elektronika a baterie. Pouzdro se tiskne na 3D tiskárně a výkresy i nákupní seznam leží na stránkách projektu.

Na chůzi stačí desetina procesoru

Chodit se robot neučil na podlaze, ale v simulátoru. Jde o posilované učení: virtuální PhoneBot udělá stovky milionů simulovaných kroků a za povedené pohyby dostává odměnu, dokud si nevypěstuje chůzi. Hotový program se pak přenese do skutečného robota.

Jeden trik z článku působí skoro dětsky. Vědci ukazovali programu každý pokus dvakrát: tak, jak byl, a v zrcadle, kde si levá a pravá noha vymění místa. Bez toho byla chůze křivá: jedna noha se zatěžovala znatelně víc než druhá. Se zrcadlem se zátěž vyrovnala téměř úplně.

Zdá se, že udržet rovnováhu na dvou nohou je nejtěžší. Pro telefon je to ale právě nejlehčí úkol: program chůze zabírá na moto g 2024 asi 6 % procesoru. Mnohem těžší je pro něj rozhlédnout se, tedy poznat člověka v záběru a podle kamery sestavit mapu místnosti. Když sečteme všechny řádky tabulky zátěže, vyjde, že rozpočtový telefon je vytížený zhruba na 60 % a rezerva mu zůstává.

Dědeček v srovnávací tabulce

Aby ukázali, o kolik je PhoneBot levnější, sestavili autoři do tabulky pět malých výzkumných humanoidů s cenou od 3 500 do 13 800 dolarů. Nejdražší z nich, ROBOTIS OP3, je vnukem téhož DARwIn-OP: podle popisu výrobce se DARwIn-OP později prodával jako ROBOTIS OP, po něm přišel OP2 a pak OP3. Další účastník tabulky, robot BRUCE za 9 000 dolarů, také vzešel z Hongovy laboratoře v roce 2022. Nový robot tak soutěží s vlastním rodokmenem.

Srovnání je nespravedlivé a autoři to přiznávají. OP3 má dvacet kloubů, ruce a výkonný počítač, PhoneBot toho umí míň. Ale třicetinásobný rozdíl v ceně říká to hlavní: školní robotický kroužek si robota za 400 dolarů dovolit může, za 13 000 ne.

Starý telefon, nebo nový za 50 dolarů

New Atlas napsal, že robotovi poslouží jako mozek váš starý zaprášený telefon. To je pravda jen zpola. Vědci vyzkoušeli čtyři chytré telefony a starý byl jen jeden, Honor 9 z roku 2017, koupený z druhé ruky. Další tři koupili nové v září 2026: moto g 2025 za 50 dolarů, Galaxy A16 5G a moto g 2024 za 50 až 90 dolarů. V USA jsou takové telefony levnější než obvykle, protože fungují jen se SIM kartou jednoho operátora na předplaceném tarifu.

Chodit a poznat člověka v záběru dokázaly všechny čtyři. Starý Honor nedokázal sestavit mapu místnosti, a to ne kvůli procesoru. K tomu jsou potřeba služby Google, které na tomto modelu v USA nejsou. S jakýmkoli telefonem s Androidem to fungovat autoři neslibují.

A přesto má nápad se zásuvkou reálný základ. Podle odhadu OSN a WEEE Forum se jen v roce 2022 mělo přestat používat zhruba 5,3 miliardy telefonů. Většina z nich podle očekávání expertů skončí v zásuvkách, komorách nebo na skládce. V průzkumu téměř devíti tisíc evropských domácností 46 % lidí vysvětlilo, proč nepotřebnou techniku schovávají: „třeba se ještě bude hodit“. Robot, který potřebuje telefon s kamerou a Wi-Fi, je přesně takové „hodí se“.

Notebook za scénou

Nejslabší místo PhoneBota je slyšet, když se s ním mluví. Telefon řeč jen nahrává, rozpoznává ji a vymýšlí odpověď notebook v sousedství: běží na něm program na rozpoznávání řeči a jazykový model. Který přesně, to se v článku neuvádí. Hotová odpověď se vrátí do telefonu a ten ji přečte syntetickým hlasem. Bez notebooku robot chodí a sleduje člověka, ale mlčí.

Další omezení uvádějí autoři sami. Nemá ruce, takže předmět zvednout nemůže. Chodit se učil jen po rovné podlaze a slabé levné motory neunesou náklad ani skok. Natáčení videa a „telepřítomnost“ článek zmiňuje na začátku, ale v praxi je nezkouší. A konečně je to preprint: nezávislí recenzenti ho zatím nečetli. Autoři chtějí do budoucna přidat lehké ruce a přenést jazykový model přímo do telefonu, aby se notebook obešel.

Počítač už je v kapse

V roce 2010 byla nejdražší a nejchytřejší částí malého robota jeho počítač. Za šestnáct let se všechno obrátilo. Mozek teď stojí 50 dolarů, méně než večeře pro dva v restauraci. Nejvíc stojí v PhoneBotovi třináct motorů, které umějí jen natočit se o zadaný úhel: 310 ze 400 dolarů.

Preprint neklade další otázku, ale sama se nabízí: co se s takovými roboty začne dělat, až zlevní i nohy?