Робот Адам из Владивостока
Александр Ганюшкин рассказывает историю появления робота Адама, о его уникальности и сферах применения.
История
Все началось, когда мне было 7 лет. В то время я впервые посмотрел мультфильм «Трансформеры» 1986 года выпуска, это был 1993 год. Мультфильм настолько меня вдохновил, что захотелось делать что-то подобное. После чего я изучал различные книги и журналы, связанные с робототехникой и конструированием, моими любимыми были: «Моделист-конструктор», «Юный техник», «Для тех, кто любит мастерить». Используя советский конструктор, а также разобранные детали от игрушек, я собирал простых роботов – виброходов, шагающих, колесных. С возрастом делал свои первые манипуляторы, все управление было завязано на обычные трехпозиционные тумблеры. После школы поступил на радиотехнический факультет и ударился в изучение электроники, низкоуровневого программирования и CAD-программ для 3D-моделирования. Во время учебы в университете робототехникой не занимался, при этом активно разрабатывал различные микроэлектронные устройства. Но мысль о своем домашнем роботе-помощнике меня никогда не покидала, закончив вуз и устроившись на работу, я начал обдумывать каким должен быть мой робот. В начале 2014 года я сделал первые рабочие чертежи и 3D-модель моего робота. Идея заключалась в создании модульного робота-конструктора, который может поддерживать различные конфигурации с возможностью трансформирования.
На собственные средства я приобрел сервомашинки и изготовил раму на фрезерном станке с ЧПУ. После первых испытаний стало ясно, что крутящих моментов, используемых серво, недостаточно, а их количество должно быть как минимум в два раза больше. После некоторых раздумий решил подать заявку на конкурс СТАРТ-1 фонда Ивана Бортника. Победив в нем, начиная с января 2015 и до марта 2016 года, разрабатывал текущею версию робота. В ноябре 2015 стал резидентом фонда «Сколково». Уже во время разработки я задумывался о том, что роботу нужно дать имя, мой друг и бывший коллега Александр Петров посоветовал его назвать Адамом (ударение на первый слог). Имя я нашел оригинальным, собственно сейчас его так и называю!
О проекте
Итак, кто же такой Адам, в чем его уникальность и где его можно использовать?
Изначально проект был направлен на создание персонального робота-помощника для дома, основными функциями которого были сохранение безопасности дома, выполнение простых поручений: принести, подать, подержать, присмотр за детьми и пожилыми людьми.
После работы в Центре развития робототехники я изменил концепцию применения робота в пользу образовательной робототехники.
Таким образом, Адам позиционируется как программируемый человекоподобный робот для образовательных целей и исследований. Робот предназначен для университетов и лабораторий, для исследований и обучения в области робототехники.
Уникальность проекта заключается в использовании системы активного стереоскопического зрения. Адам умеет менять углы обзора и легко распознает объекты в отличие от своих аналогов, в которых используется система пассивного зрения. Система активного стереозрения также используется для оценки расстояния до заданной цели и работает по принципу: чем ближе к цели, тем точнее оценка показаний координат цели. Также у Адама есть система управления, позволяющая управлять им в одно-два касания. Примером такого управления могут служить видео игры типа стратегия. Т.е. вы кликаете на цель — видеоизображение на портативном устройстве (мобильном телефоне, планшете, ноутбуке, ПК), передающееся от системы активного стереозрения, и выбираете действие, после чего робот делает все самостоятельно. Управление манипуляторами робота осуществляется по принципу обратной кинематики, при этом математическая модель управления манипуляторами была разработана мною и отличается от классической. По этому же принципу осуществляется управление всем телом робота. Более того, робот способен трансформироваться и быть более компактным или массивным в зависимости от задачи. Адам имеет 33 степени свободы, ходовую часть, с помощью которой он может перемещаться несколькими методами – ходить или ездить.
О проблеме в образовательной робототехнике
Сегодня образовательная робототехника существует в виде конструкторов, контроллеров, наборов. Действуют сотни робототехнических кружков, центров и клубов, для детей от 7 до 17 лет. Дети превращаются в потребителей конструкторов. Но что дальше?
А дальше робототехника испытывает уйму проблем, в первую очередь с устаревшей материальной и научной базой. Как обучить будущее поколение работе на более совершенных устройствах? Ведь потребность в специалистах такого уровня растет, и в ближайшем будущем мы уже не сможем обходиться без них.
Вот для этих целей я и разрабатываю робота. С помощью него можно решить ряд нерешенных или частично решенных задач, таких как позиционирование манипуляторов, ориентация в пространстве, управление кинематикой в динамическом режиме (по принципу Boston Dynamics), распознавание объектов, построение трехмерной модели сцены и т.д.
Что сделано и что предстоит сделать?
В данный момент есть действующий прототип, требующий дальнейшей доработки как механики робота, так и программного обеспечения для того, чтобы он смог работать согласно описанному выше методу. Необходимо изготовить траки для шасси, дописать ПО, заменить некоторые сервомашинки на более мощные, установить микрокомпьютер и аккумуляторы, покрасить, отработать систему активного стереозрения.
Сейчас роботом можно управлять в ручном режиме через ноутбук или ПК от стационарного или портативного источника питания через преобразователь интерфейсов. Манипуляторы и тело робота в данный момент функционируют на основе разработанного метода, использующего принцип обратной кинематики.
Выставки и конференции
В мае 2015 года наша команда принимала участие в выставке Skolkovo Robotics в Москве, а также Innorobo 2016 в Париже. Стали победителями в национальной предпринимательской премии «Бизнес-Успех» в номинации «Самый лучший инновационный проект». В Париже Адам пользовался большой популярностью у школьников, студентов, просто прохожих, а также у потенциальных инвесторов. Нам удалось попасть на полосу Washington Post и RT. Но инвесторы, которые интересовались нашим проектом, искали продукт, а не прототип. Я уверен, если бы мы имели готовый продукт, у нас были бы активные продажи. Сейчас наш проект как раз и находится на стадии от прототипа к продукту. И для осуществления этого перехода мы ищем бизнес-ангела. В случае успеха дополнительным финансированием проекта будет являться венчурное инвестирование со стороны «Фонда содействия инновациям» и «Сколково».
Обновление 15.08.2020:
Компания-разработчик робота Адама стала победителем дальневосточного этапа конкурса Open Innovations Startup Tour. Робота Адама из Приморья будут поставлять в школы.
Об авторе:
Александр Ганюшкин — разработчик, директор ООО «РОБОТ», преподаватель Центра развития робототехники Владивостока, тренер команд в категории подводных роботов.
Фото автора.
Игорь Шермин
30.09.2016
Робот похож на генерала Гривуса из к/ф «Звездные войны». Без какой-либо иронии скажу, что получился нестандартный и запоминающийся робот. Однако как не по брюзжать, когда наблюдается странная тенденция в отечественной робототехнике — все прототипы и разработки пихать в образование, авось сгодится на что-то. Безусловно есть здравый смысл в усложнении школьной робототехники и переходе от конструирования моделей роботов к разработке систем управления сложными робототехническими комплексами — это то, что сейчас делается в развитых странах. Однако огорчает, что в нашей стране подобные разработки делаются изначально не осознано, а по принципу » ну не получилось сделать робота полезным, так пусть он будет «образовательным».