Robot za 400 dolarów chodzi na dwóch nogach, a myśli telefonem za 50

Telefon wsuwa się w plastikową obudowę nad biodrami, jak w uchwyt na kierownicy roweru. Mały dwunożny robot ożywa, wstaje i rusza za człowiekiem. Żadnych kabli między nimi nie ma: wystarczy wyjąć smartfon, a znów jest zwykłym telefonem, z którego można zadzwonić. Robot nazywa się PhoneBot, jego części kosztują około 400 dolarów, a najtańszy telefon, z jakim chodził, kosztował 50. Chodzenie zabiera takiemu telefonowi mniej niż jedną dziesiątą mocy procesora.

Zbudowano go w laboratorium RoMeLa Dennisa Honga na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles (UCLA), a pierwszym autorem preprintu jest Ruochen Hou. W grudniu 2010 roku to samo laboratorium pokazało na konferencji w Nashville robota prawie tego samego wzrostu, DARwIn-OP. Hong nazywał go swoim „nowym dzieckiem”, jak pisał wtedy IEEE Spectrum. W środku DARwIn-OP woził osobny komputer, a gotowy egzemplarz kosztował 12 000 dolarów.

Co telefon potrafi lepiej niż robot

Każdy smartfon ma już wszystko, co inżynierowie robotów latami kupowali osobno. Kamerę, żeby widzieć. Procesor, żeby myśleć. Wi-Fi, żeby odbierać polecenia. Ekran, żeby pokazać twarz albo menu. I czujnik, bez którego dwunożny robot przewraca się już po pierwszym kroku. To jednostka inercyjna, czyli akcelerometr z żyroskopem: w telefonie obraca ekran, gdy kładziemy go na boku, a robotowi mówi, że ciało się przechyla i trzeba przestawić nogę.

W PhoneBocie telefon wykonuje prawie całą pracę. Dwieście razy na sekundę odczytuje własny czujnik nachylenia, pięćdziesiąt razy na sekundę decyduje, jak obrócić każdy z 13 stawów, i wysyła te decyzje przez Wi-Fi do małej płytki na dole. Płytka tylko przekazuje polecenia silnikom.

Najlepiej widać to wtedy, gdy robot idzie za człowiekiem. Kamera telefonu trzyma go w kadrze. Kiedy człowiek przesuwa się w bok, PhoneBot po prostu obraca się w pasie, a nogi stoją w miejscu. Zaczyna przestępować dopiero wtedy, gdy człowiek odejdzie na bok o więcej niż 55 stopni. Jeśli robot upadnie twarzą w dół, wstaje sam. Potrafił to też jego poprzednik z 2010 roku.

Prawie cały budżet idzie na nogi. Każdy z 13 serwomotorów kosztuje 23,90 dolara, razem około 310. Pozostałe mniej więcej 90 to plastikowa obudowa, elektronika i akumulator. Obudowę drukuje się na drukarce 3D, a rysunki i listę zakupów znajdziesz na stronie projektu.

Do chodzenia wystarczy dziesiąta część procesora

Robot uczył się chodzić nie na podłodze, tylko w symulatorze. To uczenie ze wzmocnieniem: wirtualny PhoneBot robi setki milionów kroków w symulacji i dostaje nagrodę za udane ruchy, aż wypracuje chód. Potem gotowy program przenosi się do prawdziwego robota.

Jeden trik z artykułu wygląda niemal dziecinnie. Badacze pokazywali programowi każdą próbę dwa razy: taką, jaka była, i w lustrze, gdzie lewa i prawa noga zamieniają się miejscami. Bez tego chód wychodził koślawy: jedna noga była obciążana wyraźnie mocniej niż druga. Z lustrem obciążenie wyrównało się prawie całkowicie.

Wydaje się, że utrzymanie równowagi na dwóch nogach jest najtrudniejsze. Dla telefonu to akurat najlżejsze zadanie: program chodzenia zajmuje w moto g 2024 około 6% procesora. O wiele trudniej jest mu się rozejrzeć, czyli rozpoznać człowieka w kadrze i zbudować mapę pokoju z obrazu kamery. Jeśli zsumować wszystkie wiersze tabeli obciążenia, wychodzi, że budżetowy telefon jest zajęty w około 60%, więc zapas mu zostaje.

Dziadek w tabeli porównawczej

Żeby pokazać, o ile PhoneBot jest tańszy, autorzy zestawili w tabeli pięć małych badawczych humanoidów w cenach od 3500 do 13 800 dolarów. Najdroższy z nich, ROBOTIS OP3, jest wnukiem tego samego DARwIn-OP: według opisu producenta DARwIn-OP sprzedawano później jako ROBOTIS OP, po nim wyszedł OP2, a następnie OP3. Inny uczestnik tabeli, robot BRUCE za 9000 dolarów, również wyszedł z laboratorium Honga w 2022 roku. Nowy robot rywalizuje z własnym rodowodem.

To porównanie jest niesprawiedliwe i autorzy to przyznają. OP3 ma dwadzieścia stawów, ręce i mocny komputer, a PhoneBot umie mniej. Ale trzydziestokrotna różnica w cenie mówi o najważniejszym: szkolne koło robotyki udźwignie robota za 400 dolarów, a za 13 000 już nie.

Stary telefon czy nowy za 50 dolarów

New Atlas napisał, że mózgiem robota stanie się twój stary zakurzony telefon. To prawda tylko w połowie. Badacze sprawdzili cztery smartfony i starym był wśród nich tylko Honor 9 z 2017 roku, kupiony z drugiej ręki. Trzy pozostałe kupiono nowe we wrześniu 2026 roku: moto g 2025 za 50 dolarów, Galaxy A16 5G oraz moto g 2024 za 50–90. W USA takie telefony są tańsze niż zwykle, bo działają tylko z kartą SIM jednego operatora w taryfie przedpłaconej.

Chodzić i rozpoznawać człowieka w kadrze potrafiły wszystkie cztery. Stary Honor nie zbudował mapy pokoju i nie chodziło o procesor. Potrzebne są do tego usługi Google, a na tym modelu w USA ich nie ma. Autorzy nie obiecują, że zadziała każdy telefon z Androidem.

A jednak pomysł z szufladą ma podstawy. Według szacunków ONZ i WEEE Forum tylko w 2022 roku z użycia miało wyjść około 5,3 mld telefonów. Większość z nich, jak spodziewali się eksperci, miała wylądować w szufladach, schowkach albo na wysypisku. W ankiecie niemal dziewięciu tysięcy europejskich gospodarstw domowych 46% wyjaśniło, po co trzyma niepotrzebny sprzęt: „a nuż jeszcze się przyda”. Robot, który potrzebuje telefonu z kamerą i Wi-Fi, to właśnie takie „przyda się”.

Laptop za kadrem

Najsłabsze miejsce PhoneBota słychać, gdy się z nim rozmawia. Telefon tylko nagrywa mowę, a rozpoznaje ją i wymyśla odpowiedź laptop stojący obok: działają na nim program do rozpoznawania mowy i model językowy. Jaki to model, artykuł nie mówi. Gotowa odpowiedź wraca na telefon, a ten odczytuje ją syntetycznym głosem. Bez laptopa robot chodzi i śledzi człowieka, ale milczy.

Pozostałe ograniczenia autorzy wymieniają sami. Rąk nie ma, więc PhoneBot nie może wziąć przedmiotu. Uczył się chodzić tylko po równej podłodze, a słabe tanie silniki nie pozwalają ani nosić ładunku, ani skakać. Nagrywanie wideo i „telenobecność” artykuł wspomina na początku, ale w praktyce ich nie sprawdza. Wreszcie to preprint: niezależni recenzenci jeszcze go nie czytali. Dalej autorzy chcą dodać lekkie ręce i przenieść model językowy prosto do telefonu, żeby obyć się bez laptopa.

Komputer już w kieszeni

W 2010 roku najdroższą i najmądrzejszą częścią małego robota był komputer. W ciągu szesnastu lat wszystko się odwróciło. Mózg kosztuje teraz 50 dolarów, mniej niż kolacja dla dwojga w restauracji. Najwięcej w PhoneBocie kosztuje trzynaście silników, które umieją tylko obrócić się o zadany kąt: 310 dolarów z 400.

Preprint nie stawia kolejnego pytania, ale samo się narzuca: co zaczną robić z takimi robotami, gdy stanieją także nogi?