Многие представляют себе роботов в виде неуклюжих медлительных созданий. Но устройство, представленное швейцарскими инженерами из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), никак нельзя обвинить в недостатке ловкости. Их манипулятор на лету ловит предметы разной формы и размера с проворностью лучших бейсболистов.
Механическая рука длиной 1,5 метра имеет три подвижных сустава и сложную кисть с четырьмя пальцами. Для наблюдения за объектами используются несколько камер, расположенных вокруг робота. Компьютер анализирует визуальную информацию, в реальном времени строит трехмерную модель, за доли секунды рассчитывает траекторию полета целевого объекта и определяет правильное положение манипулятора. В итоге устройство с легкостью ловит предметы самой разной формы — например, мяч, бутылку с водой или молоток.
Чтобы добиться необходимой скорости реакции, исследователи научили робота действовать по принципу проб и ошибок. Алгоритм не дает манипулятору конкретные указания, как действовать. Вместо этого ученые кидали различные предметы по разным траекториям, а один из членов команды вручную управлял устройством, показывая, в каком положении нужно принимать "подачу" в той или иной ситуации. В результате компьютер сопоставлял характеристики полета объектов с необходимой ответной реакцией и в ходе дополнительных тренировок учился и оттачивал мастерство.
Эксперимент повторили с мячом, пустой и наполненной наполовину бутылкой, молотком и теннисной ракеткой. Выбор обусловлен тем, что все эти предметы ведут себя в воздухе по-разному, а их форма требует особых навыков для перехвата. Например, бутылка с жидкостью меняет центр тяжести, что существенно влияет на траекторию ее полета. А молоток и ракетку нужно ловить за рукоятку.
Стоит отметить, что механическая рука должна стать одним из элементов программы по очистке околоземной орбиты от космического мусора Clean-mE, разработка которой ведется в Швейцарском космическом центре. Согласно плану, манипулятор будет установлен на спутнике, чтобы захватывать летящие предметы, чья динамика зачастую непредсказуема. Пользуясь своими умениями, робот сможет наблюдать за целями и в реальном времени пересчитывать их траекторию и вращение для эффективного захвата.
