Давно было сказано, что в старости о нас, кроме роботов, позаботиться будет некому. Преувеличение, но не сильное. Для ряда развитых стран со стремительно стареющим населением это проблема. И домашние роботы – одно из возможных решений на отдалённую перспективу.

Такие машины не раз создавали в разных странах. Увы, все остались опытными образцами. Купить механического слугу в магазине пока нельзя. Тем временем поиск оптимальных решений продолжается. Один из самых удачных проектов такого рода – штугартский Care-O-bot. Над ним несколько лет трудятся специалисты из института технологии машиностроения и автоматизации Фраунгофера (Fraunhofer IPA)

Care-O-bot уже демонстрировался на ряде крупных шоу и форумов, а в конце ноября 2009 года нанёс визит в Японию, на международную выставку роботов iREX 2009. На фоне новинок со всего света и из самой Страны восходящего солнца немецкий робот-помощник не потерялся. И не только из-за своих талантов — даже просто благодаря внешнему виду.

"Мы сознательно отошли от существующих человекоподобных роботов-помощников", — поясняет менеджер проекта Кристофер Парлитц (Christopher Parlitz). По его словам, гуманоидная внешность может вызвать у пользователя ожидание того, что выходит за рамки возможностей машины.

Однако облик андроида сам по себе недостаточен для проявления роботом ожидаемой "человеческой" реакции. Чтобы добиться этого, робот должен уметь на высоком уровне интерпретировать ситуацию и правильно адаптировать своё поведение.

Такое умение, в свою очередь, требует разработки сложных моделей познания и эмоций. И хотя в данной сфере робототехники уже наметился прогресс, "человеческие" способности роботов ещё очень далеки от уровня "повседневной технологии". Вот чтобы не разочаровывать людей, немцы и решили избегать антропоморфных атрибутов и вместо этого строить аппараты с нарочито "техноморфным" обликом.

Правда, совсем уж отвлечься от ассоциаций со слугой-человеком разработчикам не удалось. Велик был соблазн придать машине хоть какую-то деталь, наделяющую железяку большей теплотой и дружественностью.

Таким элементом стал торс аппарата. Весь стальной каркас машины, скрывающий электрическую и электронную начинку, создатели бота укрыли упругой эластичной оболочкой (что заодно повысило безопасность). При этом торс снабдили сервоприводами и дали ему пять степеней свободы. Так Care-O-bot 3 научился услужливым поклонам и небольшим разворотам верхней части корпуса в стороны.

Для восприятия информации о внешнем мире Care-O-bot 3 располагает поворачивающейся цветной стереокамерой, передним и задним лазерными сканерами, микрофонами и трёхмерной камерой типа time-of-flight, выстраивающей 3D-карту окружающих машину предметов.

В общем, бот получает полную картину происходящего вокруг и способен представлять себе близлежащее окружение в полном объёме. При этом, если робот желает переместиться куда-то, он заранее выстраивает оптимальный путь с учётом обхода препятствий. И эта программа также способна менять курс на ходу: робот распознаёт подвижные объекты (идущего человека) и оперативно объезжает их.

Любопытно также решение, позволившее роботу одинаково спокойно как ехать вперёд, так и пятиться назад. Отдельной головы у машины вроде и нет, однако колпак, закрывающий рамку с камерами, выполнен прозрачным не только спереди, но и сзади.

Вместо того чтобы разворачивать голову вокруг вертикальной оси, этот робот при необходимости переворачивает весь блок стереокамер вокруг оси горизонтальной, таким образом обеспечивая себе обзор со стороны спины.

Рука у робота одна, зато располагает семью степенями свободы сама по себе, да ещё семь приходятся на трёхпалую кисть. Манипулятор оснащён датчиками усилия, а кончики пальцев — сенсорами прикосновения, что позволяет боту бережно брать стеклянные предметы. Длина этой руки достаточна, чтобы поднимать предметы с пола или доставать их с верхней полки обычного домашнего шкафа.

Самой же яркой находкой, пожалуй, является сенсорный экран, который выдвигается на высоту груди на изогнутой ножке. Он служит не только для ввода команд, но и играет роль сервировочного столика, на который робот может ставить приносимые им тарелки и бутылки. Столик-экран автоматически убирается, когда в нём нет нужды.

Управляется "слуга" из Штутгарта как через пункты меню на экране, так и голосовыми командами. А ещё Care-O-bot умеет распознавать ряд человеческих жестов.

В базе данных робота хранятся описания многочисленных предметов быта. Но если какая-то вещь роботу неизвестна, человек может сам познакомить Care-O-bot с ней — вложить, например, чашку ему в руку, чтобы бот мог осмотреть и пощупать её, запомнить трёхмерный образ.
"Третий" Care-O-bot с одной стороны обладает достаточно богатым набором умений и навыков, чтобы уже сейчас выполнять в доме ограниченный круг заданий. И пусть пока его сложно представить в роли полноценной сиделки, это большой шаг вперёд к данной цели. По крайней мере, официанта из Care-O-bot можно сделать уже сейчас.

Интересно, что проект этот прошёл через ряд принципиально отличных этапов, на которых инженеры учили своих подопечных новым премудростям.

Care-O-bot 1 появился в 1998 году, когда сама идея выхода роботов за пределы промышленных цехов, и более того, прихода их в дома людей — в большей степени была "разведана" и "испытана" фантастами, нежели институтами и компаниями.
В конструкции немецкого "слуги" почти нет каких-либо диковинных и редких компонентов. Камеры, манипулятор, приводы и компьютеры – большую часть "железа" для данного проекта поставили промышленные партнёры IPA. Эти узлы либо серийные, либо почти таковые (претерпевшие в стенах института ряд модификаций).

А значит, теоретически Care-O-bot 3 можно хоть завтра ставить на конвейер. Сами создатели, впрочем, называют его исследовательским проектом. А любое продолжающееся исследование это надежда на ещё более впечатляющий результат.