Šis 400 dolāru robots staigā uz divām kājām un domā ar 50 dolāru telefonu

Telefons ieslīd plastmasas torsā virs gurniem tāpat kā velosipēda turētājā. Neliels divkājains robots atdzīvojas, pieceļas un sāk sekot cilvēkam. Starp tiem nav neviena vada: izvelc viedtālruni, un tas atkal ir parasts telefons, gatavs zvanam. Robota vārds ir PhoneBot. Tā augstums ir 19 collas (48,3 cm), svars aptuveni 4 mārciņas (1,8 kg). Detaļas izmaksā ap 400 ASV dolāru, un lētākais telefons, ar kuru tas gājis, maksāja 50 dolāru. Soļošana aizņem mazāk nekā desmito daļu no šī telefona procesora jaudas.

To uzbūvēja Denisa Honga (Dennis Hong) laboratorijā RoMeLa Kalifornijas Universitātē Losandželosā (UCLA); preprinta pirmais autors ir Žuočens Hou (Ruochen Hou). Tā pati laboratorija 2010. gada decembrī konferencē Našvilā demonstrēja gandrīz tikpat augstu robotu DARwIn-OP. Hongs to nosauca par savu “jauno mazuli”, kā toreiz ziņoja IEEE Spectrum. DARwIn-OP nesa sev līdzi savu datoru, un saliktas ierīces cena bija 12 000 dolāru.

Ko telefons dara labāk par robotu

Katrā viedtālrunī jau ir tās daļas, ko robotu būvētāji gadiem ilgi pirka pa vienai. Kamera, lai redzētu. Procesors, lai domātu. Wi-Fi, lai saņemtu pavēles. Ekrāns, lai parādītu seju vai izvēlni. Un vēl viens sensors, bez kura divkājains robots nespēj spert nevienu soli: inerciālais mērierīču bloks, kurā akselerometrs strādā kopā ar žiroskopu. Tas pagriež attēlu, kad pagriez telefonu uz sāniem, un tieši viņš pasaka robotam, ka ķermenis noliecas un kāja jāpārliek.

PhoneBot iekšienē telefons veic gandrīz visu darbu. Tas nolasa sava sensora datus 200 reižu sekundē, 50 reižu sekundē izlemj, kur jānovieto katrs no 13 locītavu motoriem, un sūta šos lēmumus pa Wi-Fi uz nelielu plati apakšā. Plate tikai pārsūta komandas motoriem.

Vislabāk to redz, kad robots seko cilvēkam. Telefona kamera uzrauga cilvēku, un, kad viņš novirzās uz sāniem, PhoneBot vienkārši pagriežas ar jostasvietu, nekustinot pēdas. Soļot tas sāk tikai tad, kad cilvēks ir vairāk nekā 55 grādu leņķī sānis. Ja robots nogāžas uz sejas, tas pats uzceļas kājās, tieši kā tā 2010. gada priekštecis.

Gandrīz viss budžets aiziet kājām. Katrs no 13 servomotoriem maksā 23,90 dolāru, kopā aptuveni 310. Vēl apmēram 90 dolāru sedz plastmasas korpusu un elektroniku ar akumulatoru. Korpuss ir 3D drukāts, bet rasējumi un iepirkumu saraksts ir projekta vietnē.

Soļošana paņem desmito daļu telefona

PhoneBot mācījās staigāt simulatorā, nevis uz grīdas. Metode ir pastiprinātā mācīšanās: virtuāls PhoneBot iziet cauri simtiem miljonu simulācijas soļu, saņem atlīdzību par kustībām, kas darbojas, līdz izveidojas gaita. Tikai tad programma nonāk īstajā robotā.

Viens no rakstā aprakstītajiem trikiem ir gandrīz bērnišķīgs. Pētnieki programmai rādīja katru mēģinājumu divreiz: kā tas notika un spoguļattēlā, ar apmainītām kreiso un labo kāju vietām. Bez šī triķa gaita sanāca šķība, un viena kāja strādāja manāmi vairāk par otru. Ar spoguli slodze izlīdzinājās gandrīz pilnībā.

Varētu domāt, ka līdzsvara turēšana uz divām kājām ir visgrūtākais uzdevums. Telefonam tas ir vieglākais: ar moto g 2024 soļošanas programma izmanto apmēram 6% procesora. Daudz smagāk ir pavērties apkārt: ievērot cilvēku kamerā un uzkartēt telpu. Saskaitot visas slodzes tabulas rindas, budžeta telefons ir aizņemts tikai apmēram par 60%, un rezerve vēl paliek.

Vecvecāks salīdzinājuma tabulā

Lai parādītu, cik lēts ir PhoneBot, autori sarindoja piecus nelielus pētniecības humanoīdus ar cenām no 3500 līdz 13 800 dolāru. Dārgākais, ROBOTIS OP3, ir tā paša DARwIn-OP mazbērns. Saskaņā ar ražotāja rokasgrāmatu DARwIn-OP vēlāk tika pārdots kā ROBOTIS OP, tam sekoja OP2 un tad OP3. Vēl viens tabulas dalībnieks, 9000 dolāru vērtais BRUCE, 2022. gadā arī iznāca no Honga laboratorijas. Jaunais robots sacenšas ar savu dzimtas koku.

Salīdzinājums nav godīgs, un autori to paši atzīst. OP3 ir divdesmit locītavas, rokas un jaudīgs dators, bet PhoneBot var mazāk. Tomēr aptuveni trīsdesmitkārtīgā cenu starpība pasaka galveno: skolas robotikas pulciņš var atļauties 400 dolāru robotu un nevar atļauties 13 000 dolāru robotu.

Vecs telefons vai jauns par 50 dolāriem

Tehnoloģiju vietne New Atlas rakstīja, ka robota smadzenēm var kalpot tavs vecais, putekļiem klātais telefons. Tā ir puspatiesība. Pētnieki pārbaudīja četrus telefonus, un tikai viens bija vecs: 2017. gada Honor 9, nopirkts lietots. Pārējos trīs nopirka jaunus 2026. gada septembrī: moto g 2025 par 50 dolāriem, kā arī Galaxy A16 5G un moto g 2024 par 50–90 dolāriem. Tie ir budžeta priekšapmaksas telefoni, kas piesaistīti vienam ASV operatoram, tāpēc tie ir tik lēti.

Visi četri varēja staigāt un kamerā atpazīt cilvēku. Vecais Honor telpas karti uzbūvēt nespēja, un vaina nebija procesorā. Kartēšanai vajadzīgi Google pakalpojumi, kurus šis modelis ASV nepiedāvā. Autori neapsola, ka PhoneBot darbosies uz katra Android telefona.

Tomēr ideja par atvilkni nav bez pamata. Pēc ANO un WEEE Foruma aplēses vien 2022. gadā bija paredzams, ka no lietošanas izies apmēram 5,3 miljardi telefonu, un lielākā daļa, visticamāk, nonāks atvilknēs, skapjos vai izgāztuvē. Aptaujā, kurā piedalījās gandrīz deviņi tūkstoši Eiropas mājsaimniecību, 46% nelietotas elektronikas glabāšanu skaidroja ar vienu un to pašu iemeslu: “Varbūt vēl noderēs.” Robotam, kuram vajag telefonu ar kameru un Wi-Fi, tas ir tieši tas “vēl”.

Portatīvais aiz priekškara

PhoneBot vājākā vieta atklājas, kad ar to runā. Telefons ieraksta tavu balsi, bet klausās un domā blakus novietots portatīvais dators, kurā darbojas runas atpazīšana un valodas modelis. Kurš tieši, rakstā nav teikts. Atbilde atgriežas telefonā, kas to izrunā sintezētā balsī. Bez portatīvā robots joprojām staigā un seko cilvēkam, bet paliek mēms.

Pārējos ierobežojumus autori uzskaita paši. Roku nav, tāpēc PhoneBot neko nevar pacelt. Staigāt tas iemācījies tikai uz līdzenas grīdas, un lētie vājie motori izslēdz kravas nešanu vai lēkāšanu. Filmēšana un “telepresence” raksta sākumā minēta, bet nav pārbaudīta. Un tas ir preprints, ko neatkarīgi recenzenti vēl nav izvērtējuši. Nākamais solis: vieglas rokas un valodas modelis pašā telefonā, lai portatīvo varētu atstāt mājās.

Dators jau ir tavā kabatā

2010. gadā dators bija mazā robota dārgākā un gudrākā daļa. Sešpadsmit gados tas apgriezās kājām gaisā. Tagad smadzenes maksā 50 dolāru, mazāk nekā vakariņas diviem, un PhoneBot dārgākā daļa ir trīspadsmit motori, kas dara tikai vienu: pagriežas uz noteiktu leņķi. Tie ir 310 dolāru no 400.

Preprintā neuzdod acīmredzamo nākamo jautājumu: ko cilvēki būvēs no šādiem robotiem, kad arī kājas kļūs lētas?