Робот за $400 ходит на двух ногах, а думает телефоном за $50

Телефон вставляют в пластиковый корпус над бёдрами, как в держатель на руле велосипеда. Маленький двуногий робот оживает, встаёт и идёт за человеком. Проводов между ними нет: стоит вынуть смартфон, и это снова обычный телефон, с которого можно позвонить. Робот называется PhoneBot, его детали стоят около $400, а самый дешёвый телефон, с которым он ходил, обошёлся в $50. И ходьба отнимает у такого телефона меньше десятой части процессора.

Его собрали в лаборатории RoMeLa Денниса Хонга в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), первый автор препринта — Жочэнь Хоу. В декабре 2010 года та же лаборатория показывала на конференции в Нэшвилле робота почти того же роста, DARwIn-OP. Хонг называл его своим «новым ребёнком», как писал тогда IEEE Spectrum. Внутри DARwIn-OP вёз отдельный компьютер, а собранный экземпляр стоил $12 000.

Что телефон умеет лучше робота

У любого смартфона уже есть всё, что инженеры роботов годами покупали по отдельности. Камера, чтобы видеть. Процессор, чтобы думать. Wi-Fi, чтобы получать команды. Экран, чтобы показывать лицо или меню. И датчик, без которого двуногий робот падает на первом шаге. Это инерциальный блок, акселерометр с гироскопом: в телефоне он поворачивает картинку, когда смартфон кладут набок, а роботу сообщает, что тело кренится и пора переставить ногу.

В PhoneBot телефон делает почти всю работу. Он двести раз в секунду читает свой датчик наклона, пятьдесят раз в секунду решает, куда повернуть каждый из 13 суставов, и отправляет эти решения по Wi-Fi маленькой плате внизу. Плата только передаёт команды моторам.

Лучше всего это видно, когда робот идёт за человеком. Камера телефона держит его в кадре. Пока человек смещается в сторону, PhoneBot просто поворачивается в поясе, а ноги стоят на месте. Переступать он начинает, только когда человек уходит вбок больше чем на 55 градусов. Если робот падает лицом вниз, он встаёт сам. Это умел и его предшественник из 2010 года.

Почти весь бюджет уходит на ноги. Каждый из 13 сервомоторов стоит $23,90, вместе около $310. Оставшиеся примерно $90 — это пластиковый корпус, электроника и аккумулятор. Корпус печатают на 3D-принтере, а чертежи и список покупок лежат на сайте проекта.

Ходьбе хватает десятой доли процессора

Ходить робот учился не на полу, а в симуляторе. Это обучение с подкреплением: виртуальный PhoneBot проходит сотни миллионов шагов симуляции и получает награду за удачные движения, пока не выработает походку. Потом готовую программу переносят в настоящего робота.

Один приём из статьи выглядит почти по-детски. Исследователи показывали программе каждую попытку дважды: как есть и в зеркале, где левая и правая нога меняются местами. Без этого походка выходила кривой: одна нога нагружалась заметно сильнее другой. С зеркалом нагрузка выровнялась почти полностью.

Кажется, что удержать равновесие на двух ногах труднее всего. Для телефона это как раз самая лёгкая задача: программа ходьбы занимает у moto g 2024 около 6% процессора. Куда тяжелее ему осмотреться, то есть узнать человека в кадре и построить карту комнаты по камере. Если сложить все строки таблицы загрузки, выйдет, что бюджетный телефон занят примерно на 60% и запас у него остаётся.

Дедушка в таблице сравнения

Чтобы показать, насколько PhoneBot дешевле, авторы свели в таблицу пять маленьких исследовательских гуманоидов ценой от $3500 до $13 800. Самый дорогой из них, ROBOTIS OP3, приходится внуком того самого DARwIn-OP: по описанию производителя, DARwIn-OP позже продавали как ROBOTIS OP, за ним вышел OP2, а следом OP3. Ещё один участник таблицы, робот BRUCE за $9000, тоже вышел из лаборатории Хонга в 2022 году. Новый робот соревнуется с собственной родословной.

Сравнение нечестное, и авторы это признают. У OP3 двадцать суставов, руки и мощный компьютер, PhoneBot умеет меньше. Но разница в тридцать раз по цене говорит о главном: кружок робототехники при школе потянет робота за $400 и не потянет за $13 000.

Старый телефон или новый за $50

New Atlas написал, что мозгом роботу послужит ваш старый пыльный телефон. Это правда наполовину. Исследователи проверили четыре смартфона, и старым из них был только Honor 9 2017 года, купленный с рук. Три других купили новыми в сентябре 2026 года: moto g 2025 за $50, Galaxy A16 5G и moto g 2024 за $50–90. В США такие телефоны дешевле обычного, потому что работают только с сим-картой одного оператора по предоплаченному тарифу.

Ходить и узнавать человека в кадре смогли все четыре. Старый Honor не смог построить карту комнаты, и дело было не в процессоре. Для этого нужны сервисы Google, а на этой модели в США их нет. Работать с любым Android-телефоном авторы не обещают.

И всё же у идеи с ящиком есть почва. По оценке ООН и WEEE Forum, только в 2022 году из употребления должны были выйти около 5,3 млрд телефонов. Большая часть из них, как ожидали эксперты, должна была осесть в ящиках, кладовках или на свалке. В опросе почти девяти тысяч европейских семей 46% объяснили, зачем хранят ненужную технику: «вдруг ещё пригодится». Робот, которому нужен телефон с камерой и Wi-Fi, и есть такое «пригодится».

Ноутбук за кадром

Самое слабое место PhoneBot слышно, когда с ним разговаривают. Телефон только записывает речь, а распознаёт её и придумывает ответ ноутбук по соседству: на нём работают программа распознавания речи и языковая модель. Какая именно модель, в статье не сказано. Готовый ответ возвращается на телефон, и тот озвучивает его синтезированным голосом. Без ноутбука робот ходит и следит за человеком, но молчит.

Остальные ограничения авторы перечисляют сами. Рук нет, поэтому взять предмет PhoneBot не может. Ходить он учился только по ровному полу, а слабые дешёвые моторы не дают ни носить груз, ни прыгать. Съёмку видео и «телеприсутствие» статья упоминает в начале, но не проверяет на деле. Наконец, это препринт: независимые рецензенты его ещё не читали. Дальше авторы хотят добавить лёгкие руки и перенести языковую модель прямо в телефон, чтобы обойтись без ноутбука.

Компьютер уже в кармане

В 2010 году самой дорогой и умной частью маленького робота был компьютер. За шестнадцать лет всё перевернулось. Мозг теперь стоит $50, меньше ужина на двоих в ресторане. Дороже всего в PhoneBot обходятся тринадцать моторов, которые умеют только поворачиваться на заданный угол: $310 из $400.

Препринт не задаёт следующего вопроса, но он напрашивается: что начнут делать с такими роботами, когда подешевеют и ноги?