Техно

Как стать супергероем: созданы две пары дополнительных рабочих рук, на очереди – ноги

Новые устройства помогут выполнять любую физическую работу, чем либо улучшат жизнь, либо заставят людей работать за двоих

Дополнительные конечности помогут выполнять ранее неподвластные человеку виды работ

Инженеры-робототехники из Массачусетского технологического института под руководством профессора Гарри Асада разработали оригинальное устройство - дополнительные роботизированные конечности Supernumerary Robotic Limbs (SRL). В отличие от протезов они позволят человеку не заменить собственные потерянные руки, а дополнить их, расширив физические возможности. Устройство позволит выполнять утомительную, раздражающую или даже невозможную для человека работу. В частности, роборуки помогут переносить тяжелые вещи, открывать двери, если собственные руки у человека заняты. Также устройство может оказаться очень полезным на производстве - людям, работающим на сборочных конвейерах, сортирующим что-либо и т.п., поскольку способно фактически удвоить производительность труда.

Модель SRL была представлена 2 июня на Международной Конференции по роботизации и автоматизации (IEEE International Conference on Robotics and Automation). Причем специалисты Массачусетского технологического института разработали два ее варианта. Одна модель надевается, как рюкзак, на плечи человека, а вторая крепится к талии.

Наплечный вариант разработан для случаев, когда нужно что-то перенести, достать или удержать на высоте выше головы или когда обе руки заняты. Поскольку приспособление крепится в районе плеч, нагрузка смещается с них на позвоночник. Каждая искусственная рука имеет пять степеней свободы и универсальный разъем на конце, в который можно вставить любой инструмент из достаточно обширного набора. Кисти съемные - по мере усовершенствования устройства их можно менять на более функциональные. Общий вес системы SRL относительно небольшой - 4,5 кг.


Немаловажным достоинством роботизированных рук является то, что ими не нужно управлять: устройство следит за тем, что делает человек и запускает соответствующую программу движения. Отслеживание происходит с помощью двух датчиков, которые крепятся на запястья. Третий расположен в основании роботизированной конструкции и отслеживает положение в пространстве и ускорение всего устройства.

На основании полученных с датчиков данных определяется, какие дальнейшие действия дополнительных конечностей будут наиболее полезны для человека. Например, если поднять руки над головой, роборуки тоже поднимутся, предположив, что хозяин хочет что-то достать или удержать на высоте. На прототипах исследователи отрабатывают различные поведенческие сценарии, которые должны войти в программное обеспечение устройства. "Отточив поведенческие алгоритмы человека, можно составить множество программ и сделать в конце концов роборуки продолжением живого человеческого тела", - говорит один из разработчиков Бэлдин Ллоренс-Бонилла. Он добавляет, что система управления устройства SRL имеет достаточно развитый интеллект, запоминает единажды произведенные действия, благодаря чему возможностями дополнительных конечностей можно будет эффективно пользоваться в самых разных ситуациях. К примеру, если надо сменить лампочку, достаточно будет лишь коснуться ее рукой, а все остальное сделают роборуки.


Второй тип дополнительных рук крепится в районе поясницы человека. Возглавивший разработку профессор Гарри Асад считает, что такая конструкция будет особенно удобна при строительных работах - для удержания предметов или человека. Еще один способ использования конечностей второго типа - снятие части нагрузки с ног человека.


Параллельно ведутся работы по созданию дополнительных ног. Асад говорит, что в перспективе, если это будет необходимо, обе пары рук и ноги можно будет использовать одновременно.

Возникает вопрос: почему бы вместо того, чтобы создавать разрозненные дополнительные органы, не сделать сразу  полный экзоскелет? Инженеры считают, что экзоскелет не способен обеспечить достаточную степень подвижности, он сковывает человека. Кроме того, экзоскелет повторяет движения всех конечностей - и рук, и ног, нужно это в конкретной ситуации или нет, тогда как автономные рабочие конечности позволяют двигаться и действовать гораздо свободнее, четко выполняя поставленную задачу.

Большую часть инвестиций в разработки SRL обеспечивает корпорация Boeing, которая заинтересована в создании инструментов, облегчающих и ускоряющих процесс постройки самолетов. Это очень сложная трудоемкая система, предполагающая тяжелую физическую работу с высокой вероятностью получения травм.