Робот Protoclone V1 від Clone Robotics долає межі гуманоїдної робототехніки – він більш людяний, ніж будь-коли раніше – Джерело зображення: Clone Robotics / Креативне зображення: Xpert.Digital
Майбутнє роботів біоміметичне: Protoclone V1 встановлює нові стандарти
Protoclone V1: Новий стандарт у гуманоїдній робототехніці
У світі, що стрімко рухається до автоматизації та штучного інтелекту, компанія Clone Robotics встановила визначну віху в робототехніці, представивши свій останній проект – Protoclone V1. Цей людиноподібний робот є не лише технологічним прогресом, але й фундаментальною переорієнтацією нашого уявлення про робототехніку та її інтеграцію в наше життя. Protoclone V1 – це більше, ніж просто машина; це складна біоміметична система, розроблена для відтворення анатомії та рухів людини з безпрецедентним рівнем деталізації.
Презентація Protoclone V1 знаменує собою початок нової ери в робототехніці. У той час як традиційні людиноподібні роботи часто базуються на жорстких механічних принципах, Clone Robotics використовує радикально інший підхід. Protoclone V1 є результатом глибокого розуміння біології людини та складних механізмів, які забезпечують наші рухи та функції. Замість того, щоб просто відтворювати людську *форму*, Clone Robotics прагне відтворити *функцію* – підхід, який має потенціал переосмислити межі можливого в робототехніці.
Підходить для цього:
Концепція біомімікрії (також біоніки або біоміметики) в робототехніці
Protoclone V1 втілює принцип біомімікрії в робототехніці. Біомімікрія, що походить від грецьких слів «bios» (життя) та «mimesis» (імітація), — це підхід до проектування, який шукає натхнення в природі для пошуку інноваційних рішень людських проблем. У робототехніці це означає черпати натхнення з біологічних систем для розробки роботів, які є більш ефективними, адаптивними та інтуїтивно зрозумілими.
Людське тіло – це шедевр еволюції, неймовірно складна та ефективна система, оптимізована протягом мільйонів років. Розуміння та відтворення її – це величезний виклик, але також спосіб створити роботів, здатних виконувати завдання так, як це не можуть зробити звичайні роботи. Protoclone V1 – це сміливий крок у цьому напрямку, спроба втілити тонкі нюанси анатомії та фізіології людини в машині.
Ключові характеристики Protoclone V1: детальний огляд
Щоб реалізувати бачення біомімікрії, Protoclone V1 спирається на низку інноваційних технологій та принципів проектування. Їх можна розділити на кілька ключових напрямків:
1. Опорно-рухова система: основа руху людини
Серцем Protoclone V1 є його опорно-рухова система, яка не має собі рівних за складністю та рівнем деталізації. Замість звичайних металевих кісток та жорстких суглобів, Clone Robotics використовує полімерні кістки, надруковані на 3D-принтері, змодельовані за анатомією людини. Ці кістки не тільки легші за металеві, але й забезпечують більшу гнучкість та забезпечують більш природний рух.
Ще більш революційним є використання понад 1000 штучних міофібрильних м'язів. Ці синтетичні волокна, що скорочуються під тиском, імітують функцію людських м'язів на мікроскопічному рівні. На відміну від звичайних електродвигунів, які часто є громіздкими та неефективними, ці штучні м'язи пропонують високу щільність сили, забезпечуючи водночас плавні та плавні рухи. Сама кількість цих м'язів — 1000 у Protoclone V1 — вражає та підкреслює прагнення Clone Robotics якомога точніше відтворювати рухові навички людини.
Маючи понад 200 ступенів свободи, Protoclone V1 значно перевершує більшість звичайних гуманоїдних роботів. Ступені свободи відносяться до кількості можливостей незалежних рухів, які має робот. Чим більше ступенів свободи, тим гнучкіші та універсальніші рухи робота. Для порівняння, типова промислова робота-маніпулятор має близько 6 ступенів свободи, тоді як високорозвинені гуманоїдні роботи часто мають від 30 до 60 ступенів свободи. 200 ступенів свободи Protoclone V1 відкривають абсолютно нові можливості для складних та людських рухів.
2. Система приводу: комбінація гідравліки та пневматики
Для живлення штучних м'язів Protoclone V1 використовує гібридну гідравлічно-пневматичну систему. Ця система використовує сітчасті трубки під тиском для постачання міофібрильних м'язів рідиною або повітрям, таким чином контролюючи їх скорочення. Насос потужністю 500 Вт діє як «штучне серце», забезпечуючи необхідний високий тиск для роботи всієї системи.
Вибір гідравлічної та пневматичної системи є незвичним у робототехніці, оскільки більшість сучасних роботів покладаються на електродвигуни. Однак гідравліка та пневматика пропонують вирішальні переваги, особливо для біоміметичних застосувань. Гідравлічні системи можуть генерувати надзвичайно високі сили, забезпечуючи при цьому точні рухи, тоді як пневматичні системи відомі своїм швидким часом реакції та гнучкістю. Поєднання обох систем у Protoclone V1 дозволяє виконувати як потужні, так і делікатні рухи, подібні до рухів опорно-рухового апарату людини.
3. Датчики та керування: оптимізація в режимі реального часу та «потовиділення»
Удосконалена сенсорна система має вирішальне значення для того, щоб Protoclone V1 міг відчувати власне тіло та навколишнє середовище. Завдяки 500 датчикам, розподіленим по всьому роботу, Protoclone V1 може вимірювати та оптимізувати силу й положення в режимі реального часу. Ці датчики безперервно надають дані системі керування, яка потім регулює активацію штучних м'язів для виконання бажаного руху чи дії. Ця система зворотного зв'язку порівнянна з пропріоцептивною системою людини, яка дозволяє нам сприймати положення та рух нашого тіла в просторі, не дивлячись.
Особливо інноваційною особливістю Protoclone V1 є його вбудована система охолодження, яка імітує людське потовиділення. Складні механічні системи генерують тепло, особливо під час інтенсивного використання. Щоб запобігти перегріву, багато роботів оснащені вентиляторами або радіаторами. Однак Protoclone V1 йде ще далі, використовуючи систему, яка циркулює рідину через пористі матеріали на поверхні робота, де вона випаровується, створюючи охолоджувальний ефект – як і людське потовиділення. Це не лише розумне технічне рішення, але й ще один приклад біоміметичного підходу Clone Robotics.
4. Зовнішній вигляд: Уникнення «моторошної долини»
Зовнішній вигляд Protoclone V1 навмисно мінімалістичний та функціональний. Замість деталізованого, схожого на людину обличчя, робот має безликий дизайн з чорним козирком. Такий вибір дизайну, ймовірно, є відповіддю на феномен «моторошної долини». Моторошна долина описує відчуття тривоги або навіть огиди, яке люди можуть відчувати, коли людиноподібні роботи або комп'ютерні анімації виглядають дуже схожими на людей, але все ж мають тонкі відмінності, які роблять їх «неправильними» або «моторошними». Відмовившись від реалістичного обличчя, Clone Robotics, можливо, намагається уникнути цього ефекту та підвищити популярність робота.
Гумова оболонка, яка приховує внутрішні механізми Protoclone V1, також сприяє чистішому та менш «механічному» вигляду. Вона не лише захищає чутливі внутрішні компоненти, але й надає роботу певного органічного вигляду, що відповідає його біоміметичному дизайну.
Поточні обмеження та майбутній розвиток
Незважаючи на вражаючі можливості, Protoclone V1 все ще перебуває на ранній стадії розробки та має деякі обмеження. Однак ці проблеми типові для новаторських технологій і відкривають простір для майбутніх удосконалень та інновацій.
1. Двоноге пересування: шлях до автономної ходьби
Двоноге пересування, або ходьба на двох ногах, є однією з найбільших проблем у гуманоїдній робототехніці. Protoclone V1 наразі потребує зовнішньої допомоги та не може ходити автономно. Частково це пов'язано зі складністю людської ходи, яка вимагає точної взаємодії балансу, координації та сили. Хоча пневматичні приводи, що використовуються в Protoclone V1, пропонують переваги з точки зору швидкості та гнучкості, вони можуть мати труднощі зі швидким регулюванням, необхідним для стабільної ходьби.
Компанія Clone Robotics усвідомлює це обмеження та активно працює над його подоланням. Майбутні версії Protoclone можуть перейти на гідравлічні системи, що забезпечить кращу реакцію та точніше керування. Досягнення в технології керування та алгоритмах планування ходи також мають вирішальне значення для навчання Protoclone V1 автономній ходьбі.
2. Споживання енергії: ефективність як ключ до автономності
Високе енергоспоживання Protoclone V1 є ще однією проблемою, пов'язаною зі складністю його системи приводу. Гідравлічні та пневматичні системи можуть бути неефективними, особливо під час роботи під високим тиском. Високе енергоспоживання обмежує автономність робота та може вимагати зовнішнього джерела живлення або дуже потужних акумуляторів для мобільного використання.
Зменшення споживання енергії є ключовою метою розвитку Clone Robotics. Цього можна досягти шляхом підвищення ефективності штучних м'язів, гідравлічних та пневматичних компонентів або використання альтернативних джерел енергії. Досягнення в технології акумуляторів та управлінні енергією також відіграватимуть певну роль у підвищенні енергоефективності та автономності Protoclone V1.
3. Баланс у реальному часі: тонкощі стабільності
Баланс у реальному часі тісно пов'язаний з двоногим пересуванням. Щоб стабільно стояти та ходити, робот повинен мати можливість постійно регулювати свій баланс та реагувати на зовнішні збурення. Як згадувалося раніше, пневматичні приводи можуть мати труднощі зі швидким регулюванням, необхідним для динамічного балансу. Гідравлічні системи можуть пропонувати переваги в цьому відношенні, оскільки вони дозволяють здійснювати точніше та потужніше керування.
Розробка передових систем керування та алгоритмів для контролю балансу має вирішальне значення для забезпечення стабільного та безпечного руху Protoclone V1. Це вимагає глибокого розуміння механізмів рівноваги людини та здатності перетворювати їх на роботизовані системи.
Майбутні плани та бачення Clone Robotics
Незважаючи на поточні обмеження, Clone Robotics має амбітні плани щодо подальшого розвитку Protoclone та його інтеграції в різні сфери застосування.
Альфа-версія «Клон α»: перший крок до комерціалізації
Компанія Clone Robotics планує запустити альфа-версію Protoclone під назвою «Clone α» у 2025 році. Ця обмежена виробнича партія з 279 одиниць має стати першим кроком до комерціалізації та дозволить протестувати та вдосконалити робота в реальних умовах. Альфа-версія, ймовірно, вже матиме покращення у двоногому пересуванні, енергоефективності та балансі, навіть якщо вона ще не досягне всіх довгострокових цілей компанії.
Інтеграція систем управління на основі штучного інтелекту: інтелект для протоклону
Ключовим компонентом майбутнього розвитку Protoclone є інтеграція штучного інтелекту (ШІ). Системи керування на базі ШІ можуть дозволити роботу автономно виконувати складніші завдання, адаптуватися до змін у середовищі та навіть навчатися новим навичкам. Такі галузі, як машинне навчання, нейронні мережі та навчання з підкріпленням, можуть бути використані для покращення планування рухів Protoclone, розпізнавання об'єктів, прийняття рішень та взаємодії з навколишнім середовищем.
Можливі застосування: За межами лабораторії
Хоча Protoclone V1 все ще перебуває на стадії розробки, вже з'являються потенційні сфери застосування, де його унікальні можливості можуть запропонувати додаткову цінність.
домашня допомога
Гуманоїдна форма та мобільність Протоклона роблять його ідеальним для виконання домашніх завдань. Він може бути здатним виконувати повсякденні справи, такі як приготування їжі, прибирання, прання та транспортування предметів. Інтеграція штучного інтелекту дозволить йому орієнтуватися в складних та непередбачуваних домашніх середовищах і виконувати завдання автономно.
Турбота та підтримка
У старіючому суспільстві потреба в послугах догляду та підтримки зростає. Людиноподібні роботи, такі як Protoclone, можуть відігравати важливу роль у підтримці людей похилого віку або вразливих людей у майбутньому. Вони могли б допомагати у виконанні повсякденних завдань, забезпечувати товариство та викликати допомогу в надзвичайних ситуаціях.
Промисловість та виробництво
Гуманоїдні роботи також мають застосування в промисловості та виробництві. Protoclone може бути здатним виконувати складні складальні завдання, працювати в обмеженому або небезпечному середовищі та звільняти працівників від фізично вимогливих або повторюваних завдань.
Дослідження та розробки
Сам Protoclone є цінним інструментом для досліджень і розробок у робототехніці та суміжних галузях. Він дозволяє вченим досліджувати межі біоміметичної робототехніки, розробляти нові методи керування та поглиблювати своє розуміння людського руху та когнітивних функцій.
Клонована робототехніка: піонер біоміметичної робототехніки
Clone Robotics відрізняє себе від інших компаній-виробників робототехніки своїм послідовним біоміметичним підходом. Хоча багато компаній прагнуть зробити роботів ефективнішими, швидшими або сильнішими, Clone Robotics зосереджується на створенні роботів, більш схожих на людей, адаптивних та інтуїтивно зрозумілих.
1. Біоміметичний дизайн: природа як модель
Весь дизайн Protoclone V1 натхненний анатомією та фізіологією людини. Використання полімерних кісток, штучних м'язів, гідравлічної судинної системи та навіть механізму «потовиділення» демонструє глибоку відданість Clone Robotics біомімікрії. Цей підхід виходить за рамки простого імітування людської форми; він спрямований на розуміння основних принципів та механізмів біологічних систем та їх перетворення на роботизовані системи.
2. Штучні м'язи: революція в актуаторах
Використання штучних м'язів на основі міофібрил замість звичайних двигунів є революційним кроком у робототехніці. Ці штучні м'язи пропонують низку переваг, що роблять їх ідеальними для біоміметичних застосувань. Їх швидка реакція, висока ефективність, здатність до природного руху, універсальність, легка конструкція та інтеграція в цілісну систему роблять їх перспективною технологією для майбутнього робототехніки.
3. Гідравлічна система: поєднання потужності та точності
Гідравлічна судинна система Protoclone, що живиться від 500-ватного насоса, є ще одним ключовим аспектом його біоміметичної конструкції. Вона забезпечує ефективний розподіл енергії по всьому роботу та точне керування штучними м'язами. Гідравлічні системи відомі своєю здатністю генерувати високі сили, забезпечуючи при цьому чутливі рухи, що робить їх ідеальними для відтворення людських моторних навичок.
4. Висока мобільність: понад 200 ступенів свободи для складних рухів
200 ступенів свободи Protoclone V1 свідчать про прагнення Clone Robotics створювати роботів з неперевершеною спритністю. Ця велика кількість ступенів свободи дозволяє роботу виконувати складні, людські рухи, які були б неможливі для звичайних роботів. Це відкриває нові можливості для застосування в галузях, що вимагають спритності, гнучкості та адаптивності.
5. Синтетичні системи органів: погляд у майбутнє
Інтеграція синтетичних систем органів, що імітують метаболічні процеси людини, є особливо футуристичним аспектом Protoclone V1. Це говорить про те, що Clone Robotics має довгострокові плани розробляти роботів, які не тільки виглядають і рухаються як люди, але й функціонують так, що це, в певному сенсі, «реалістично». Це може призвести до появи роботів у майбутньому, які зможуть працювати автономно протягом тривалого часу, не потребуючи постійного зовнішнього живлення чи обслуговування.
6. Передова сенсорна технологія: пропріоцепція для роботів
Оснащений 320 датчиками тиску та подвійними камерами, Clone Robotics створює пропріоцептивний цикл зворотного зв'язку, подібний до нервової системи людини. Ця вдосконалена сенсорна система дозволяє протоклону сприймати положення та рух власного тіла в просторі, вимірювати сили та реагувати на зміни в навколишньому середовищі. Ця пропріоцептивна здатність має вирішальне значення для розробки роботів, які можуть безпечно та ефективно рухатися в складних та непередбачуваних середовищах.
Детальні переваги міофібричних штучних м'язів
Міофібричні штучні м'язи, розроблені Clone Robotics, пропонують низку переваг порівняно з традиційними двигунами в робототехніці:
1. Швидкий час відгуку: динаміка та точність
Здатність цих штучних м’язів скорочуватися до 30% протягом 50 мілісекунд вражає, що дозволяє дуже швидко та точно керувати рухами. Цей час реакції можна порівняти з часом людських м’язів і перевершити час реакції багатьох звичайних електродвигунів. Це особливо важливо для застосувань, що вимагають динамічних рухів, швидкої реакції та точного налаштування.
2. Висока ефективність: потужність та легкість
Співвідношення сил 3 грами до 1 кілограма демонструє високу ефективність штучних м'язів міофібрил. Вони можуть генерувати значну силу при відносно невеликій вазі. Це вирішальна перевага в робототехніці, де зниження ваги часто є ключовим фактором для спритності та енергоефективності. Легші роботи можуть рухатися швидше, потребують менше енергії та легші в управлінні.
3. Природні рухи: Гнучкість та органічність
Їхня біоміметична конструкція дозволяє штучним м'язам виконувати плавні та природні рухи, що дуже нагадують рухи людського тіла. На відміну від часто різких та механічних рухів звичайних роботів, ці штучні м'язи можуть генерувати плавні, органічні рухи, які здаються людям більш інтуїтивними та менш лячними. Це особливо важливо для гуманоїдних роботів, призначених для безпосередньої взаємодії з людьми.
4. Універсальність: дрібна моторика та рухи всього тіла
Штучні м'язи універсальні та можуть виконувати як дрібні рухи пальців, так і динамічні пози всього тіла. Ця універсальність відкриває широкий спектр застосувань, від точних складальних завдань у промисловості до складних взаємодій вдома або в установах догляду. Здатність виконувати як дрібні, так і грубі рухи є вирішальною перевагою для гуманоїдних роботів, призначених для роботи в різноманітних та непередбачуваних середовищах.
5. Легка конструкція: мобільність та енергоефективність
Порівняно зі звичайними двигунами, штучні м'язи сприяють значному зменшенню ваги. Це покращує загальну ефективність та спритність робота. Менша вага означає не лише більшу мобільність, але й зменшення споживання енергії, оскільки потрібно переміщувати меншу масу. Це особливо важливо для мобільних роботів, які працюють від акумуляторів.
6. Інтегрована система: цілісний функціонал
Штучні м'язи міофібрил є частиною складної біоміметичної системи, що включає гідравлічну судинну мережу та пропріоцептивні датчики. Така інтеграція забезпечує цілісну та природну функціональність. Різні компоненти працюють синергетично, надаючи роботу можливості руху та сприйняття, подібні до людських. Ця інтегрована система є більшою, ніж сума її частин, і дозволяє Protoclone функціонувати так, як це було б важко досягти за допомогою традиційних конструкцій роботів.
Застосування та вплив на суспільство
Технологія Protoclone V1 та біоміметична робототехніка загалом мають потенціал для трансформації широкого спектру галузей та аспектів людського життя. Окрім згаданих раніше застосувань у побуті, секторі догляду та промисловості, людиноподібні роботи, такі як Protoclone, також можуть відігравати значну роль у наступних сферах у майбутньому:
Розвідка та рятувальні роботи
У небезпечних або важкодоступних середовищах, таких як стихійні лиха, глибоке море або космос, людиноподібних роботів можна використовувати для дослідження, пошуку та порятунку. Їхня людська форма та мобільність дозволять їм орієнтуватися в складних середовищах та виконувати завдання, які були б занадто небезпечними або неможливими для людей.
Розваги та освіта
Гуманоїдних роботів можна використовувати в індустрії розваг, наприклад, як акторів, аніматорів або інтерактивних персонажів у тематичних парках. В освіті вони можуть служити інтерактивними помічниками в навчанні або репетиторами, передаючи знання учням персоналізованим та захопливим способом.
Крок до нового робототехнічного майбутнього
Protoclone V1 від Clone Robotics – це більше, ніж просто черговий людиноподібний робот. Він являє собою сміливий крок у нову еру робототехніки, де біомімікрія та передові технології сходяться, створюючи машини, які не тільки виконують завдання, але й здатні природно та інтуїтивно інтегруватися в людський світ. Хоча Protoclone V1 все ще стикається з труднощами та перебуває в стадії розробки, він втілює бачення робототехніки з потенціалом докорінно змінити наше життя. Питання про те, як швидко Clone Robotics зможе подолати поточні обмеження та розробити повністю функціонального, автономного двоногого робота, залишається захопливим. Однак одне можна сказати напевно: Protoclone V1 встановив новий стандарт у людиноподібній робототехніці та значно підвищив очікування щодо того, що буде можливо в майбутньому.
Підходить для цього:
Ваш глобальний партнер з маркетингу та розвитку бізнесу
☑ Наша ділова мова - англійська чи німецька
☑ Нове: листування на вашій національній мові!
Konrad Wolfenstein
Я радий бути доступним вам та моїй команді як особистого консультанта.
Ви можете зв’язатися зі мною, заповнивши тут контактну форму або просто зателефонуйте мені за номером +49 89 674 804 (Мюнхен) . Моя електронна адреса: Вольфенштейн ∂ xpert.digital
Я з нетерпінням чекаю нашого спільного проекту.