400 долларлық робот екі аяқпен жүреді, ал 50 долларлық телефонмен ойлайды

Телефон белдемшенің үстіндегі пластик кеудеге велосипед ұстағышына қыстырылғандай орнатылады. Екі аяқты шағын робот жанданып, түрегеліп, адамның соңынан ере бастайды. Арада ешқандай сым жоқ: смартфонды суырып алсаңыз, ол қайтадан қарапайым телефон, қоңырауға жауап беруге дайын. Робот PhoneBot деп аталады. Бойы 19 дюйм (48,3 см), салмағы шамамен 4 фунт (1,8 кг). Бөлшектері шамамен 400 доллар тұрады, ал онымен жүрген ең арзан телефон 50 доллар болған. Жүру кезінде телефон процессорының ондан бір бөлігінен азы жұмсалады.

Оны Калифорния университетінің Лос-Анджелестегі филиалындағы (UCLA) Деннис Хонгтың RoMeLa зертханасында жасаған; препринттің бірінші авторы — Жочэнь Хоу. Дәл сол зертхана 2010 жылы желтоқсанда Нэшвиллдегі конференцияда бойы дерлік осындай робот — DARwIn-OP-ты көрсеткен. Хонг оны «жаңа сәбиім» деп атады, бұл туралы IEEE Spectrum сол кезде жазды. DARwIn-OP-тың өз компьютері болды, ал жиналған бір данасы 12 000 доллар тұрды.

Телефон роботтан не жақсы істейді

Әр смартфонда робот жасаушылар жылдар бойы бір-бірлеп сатып алған бөлшектердің бәрі бар. Көру үшін камера. Ойлану үшін процессор. Бұйрық қабылдау үшін Wi-Fi. Бет-бейне немесе мәзір көрсету үшін экран. Және екі аяқты робот бір қадам жасау үшін міндетті түрде қажет ететін бір сенсор. Бұл — инерциялық өлшеу блогы, яғни гироскоппен жұптасқан акселерометр. Телефонды бүйірге бұрғанда суретті айналдыратын да осы, ал роботқа денесі қисайып бара жатқанын және аяқты қозғалту керегін айтатын да осы.

PhoneBot ішінде жұмыстың дерлік бәрін телефон атқарады. Ол қисаю сенсорын секундына 200 рет оқиды, 13 буынның әрқайсысы қайда барарын секундына 50 рет шешеді және бұл шешімдерді Wi-Fi арқылы төменгі жақтағы шағын тақтаға жібереді. Тақта командаларды жай ғана моторларға жеткізеді.

Мұны робот біреудің соңынан ергенде көру оңай. Телефонның камерасы адамды бақылайды, ал адам бір жаққа ауытқыса, PhoneBot аяғын қозғамай-ақ белінен бұрылады. Адам бүйірге 55 градустан асып кеткенде ғана ол қадам басады. Етпетінен құлап қалса, 2010 жылғы атасы сияқты өзі тұрып кете алады.

Бюджеттің дерлік бәрі аяқтарға кетеді. 13 сервомотордың әрқайсысы 23,90 доллар тұрады, барлығы шамамен 310 доллар. Тағы шамамен 90 доллар пластик денеге, электроникаға және аккумуляторға жұмсалады. Дене 3D-принтерде басылған, сызбалар мен сатып алу тізімі жобаның сайтында тұр.

Жүру телефонның ондан бір бөлігін алады

PhoneBot жүруді еденде емес, симуляторда үйренді. Әдіс — күшейтілген оқыту: виртуалды PhoneBot жүздеген миллион симуляциялық қадам жасап, нәтиже беретін қимылдары үшін марапат алады, ақыры жүріс қалыптасады. Бағдарлама тек содан кейін ғана нақты роботқа салынады.

Жұмыстағы бір айла бала ойынындай қарапайым. Зерттеушілер бағдарламаға әр әрекетті екі рет көрсетті: болған күйінде және айналы бейнесімен, яғни сол және оң аяқтарын ауыстырып. Бұл қадамсыз жүріс қисық шықты: бір аяқ екіншісінен айтарлықтай көп жұмыс істеді. Айнамен жүктеме дерлік теңесті.

Екі аяқпен тепе-теңдік сақтау ең қиын жұмыс шығар деп ойлауыңыз мүмкін. Телефон үшін ол ең жеңілі: moto g 2024-те жүру бағдарламасы процессордың шамамен 6%-ын пайдаланады. Айналаға қарау әлдеқайда ауыр: камерадан адамды тауып, бөлмені картаға түсіру. Жүктеме кестесінің барлық жолын қоссаңыз, бюджеттік телефон небәрі 60%-ға жуық жұмыс істейді, қор әлі жеткілікті.

Салыстыру кестесіндегі ата

PhoneBot-тың қаншалықты арзан екенін көрсету үшін авторлар бағасы 3 500-ден 13 800 долларға дейінгі бес шағын зерттеу гуманоидын тізіп шықты. Ең қымбаты — ROBOTIS OP3 — сол DARwIn-OP-тың немересі. Өндірушінің нұсқаулығына сәйкес, DARwIn-OP кейін ROBOTIS OP ретінде сатылды, одан соң OP2 және OP3 шықты. Тағы бір жол — 9 000 долларлық BRUCE — да 2022 жылы Хонг зертханасынан шықты. Жаңа робот өз әулетімен бәсекелесіп тұр.

Салыстыру әділ емес, мұны авторлардың өздері де айтады. OP3-тің жиырма буыны, қолдары және қуатты компьютері бар, ал PhoneBot аз нәрсе істей алады. Бірақ шамамен отыз есе баға айырмасы басты ойды көрсетеді: мектептің робототехника үйірмесі 400 долларлық роботты көтере алады, ал 13 000 долларлығын көтере алмайды.

Ескі телефон ба, әлде жаңа 50 долларлық па

New Atlas технологиялық сайты роботтың миы ретінде шаңды ескі телефоныңыз қызмет ете алады деп жазды. Бұл жартылай ғана рас. Зерттеушілер төрт телефонды сынады, соның біреуі ғана ескі болды: қолдан сатып алынған 2017 жылғы Honor 9. Қалған үшеуі 2026 жылы қыркүйекте жаңа сатып алынды: 50 долларлық moto g 2025, сондай-ақ 50–90 доллар тұратын Galaxy A16 5G және moto g 2024. Бұлар АҚШ-тағы бір оператормен ғана байланған бюджеттік алдын ала төленетін телефондар, сондықтан да арзан сатылады.

Төртеуі де жүре алды және камерадан адамды таныды. Ескі Honor бөлме картасын құра алмады, бірақ кінә процессорда емес. Картаға түсіру үшін Google қызметтері керек, ал бұл модельде олар АҚШ-та жоқ. Авторлар PhoneBot әр Android телефонында жұмыс істейді деп уәде бермейді.

Дегенмен тартпа туралы ой негізсіз емес. БҰҰ мен WEEE Forum бағалауы бойынша, 2022 жылы ғана шамамен 5,3 миллиард телефон қолданыстан шығуы тиіс болған, және олардың көбі тартпаларда, шкафтарда немесе қоқыс полигондарында аяқталуы мүмкін еді. Еуропадағы тоғыз мыңға жуық үй шаруашылығына жүргізілген сауалнамада 46% пайдаланылмайтын электрониканы сақтаудың бір себебін атады: «Қайта пайдалануым мүмкін». Камерасы мен Wi-Fi-ы бар телефонды қажет ететін робот дәл сол «қайта» болып шығады.

Перде артындағы ноутбук

PhoneBot-тың ең әлсіз жері онымен сөйлескенде көрінеді. Телефон сөзіңізді жазып алады, бірақ тыңдауды да, ойлануды да жақындағы ноутбук атқарады: ол сөйлеуді тану мен тіл моделін іске қосады. Қайсысы екені мақалада айтылмайды. Жауап телефонға қайтады, ал телефон оны синтезделген дауыспен айтады. Ноутбуксіз робот әлі де жүреді және адамның соңынан ереді, бірақ үндемейді.

Басқа шектеулерді авторлардың өздері тізіп берген. Қол жоқ, сондықтан PhoneBot ештеңені ала алмайды. Ол тек тегіс едендерде жүруді үйренді, ал арзан әрі әлсіз моторлар жүк тасуға немесе секіруге жол бермейді. Түсірілім мен «телеприсутствие» жұмыстың басында аталады, бірақ сыналмаған. Және бұл препринт, тәуелсіз рецензенттер әлі тексермеген. Алда — жеңіл қолдар және телефонның өзінде жұмыс істейтін тіл моделі, сонда ноутбуктен құтылуға болады.

Компьютер қалтаңызда жатыр

2010 жылы компьютер шағын роботтың ең қымбат әрі ең ақылды бөлігі еді. Он алты жыл бұл жағдайды төңкеріп жіберді. Енді ми 50 доллар тұрады, бұл екі адамдық кешкі асқа жетпейді, ал PhoneBot-тың ең қымбат бөлігі — белгіленген бұрышқа бұрылудан басқа ештеңе істемейтін он үш мотор: 400 доллардың 310-ы.

Препринт айқын келесі сұрақты қоймайды: аяқтар да арзандағанда, адамдар мұндай роботтармен не жасайды?