В конструкциях большинства современных роботов, в зависимости от их размеров и функциональных возможностей, используются десятки и даже сотни самых разнообразных датчиков. Эти датчики установлены на корпусах роботов и буквально опутывают все их конечности, передавая центральной системе управления данные о текущем состоянии и о положении каждого узла и механизма робота. Обработка этих данных позволяет роботам рассчитывать свои дальнейшие движения, удерживать равновесие, совершать перемещения и другие действия. Но группа исследователей из Токийского университета, возглавляемая профессором Масатоши Ишикоа (Masatoshi Ishikawa), продемонстрировала, что наличие датчиков не является необходимым условием для успешного функционирования робота.
Демонстрацией нового подхода к реализации конструкции робота стал созданный группой профессора Ишикоа робот ACHIRES (Actively Coordinated High-speed Image-processing Running Experiment System). Этот небольшой робот, способен бегать, разгоняясь до максимальной скорости 4.2 километра в час, что делает его одним из самых быстрых миниатюрных роботов в мире, и совершать некоторые акробатические трюки, к примеру, прыжок с переворотом. Для дополнительной поддержки равновесия и для снабжения робота энергией он крепится к поддерживающей конструкции, расположенной над беговой дорожкой при помощи гибких кабелей и растяжек.
Но все вышеперечисленное не является самым главным. Самым главным является то, что в конструкции робота ACHIRES нет ни одного датчика. Вместо этого у робота имеется высокоскоростная камера, способная снимать со скоростью 600 кадров в секунду. Поток данных с этой камеры поступает в компьютер системы управления, который по изображению с высокой точностью вычисляет положение самого робота и его конечностей в режиме реального времени. Эти данные используются для включения или отключения быстродействующих стабилизирующих приводов, благодаря которым робот может держать равновесие, быстро бегать, перебирая ногами со скоростью шесть шагов в секунду, и совершать сложные акробатические трюки.
Быстродействия камеры и системы управления робота ACHIRES достаточно даже для мгновенного обеспечения стабилизации его положения во время выполнения акробатических трюков. Это достигается за счет использования вышеупомянутых стабилизационных приводов и ног, длина которых составляет 14 сантиметров, и которые продолжают двигаться даже тогда, когда робот находится в прыжке.
В настоящее время робот ACHIRES в силу некоторых ограничений может двигаться непрерывно всего в течение десяти секунд. Но группа профессора Ишикоа работает над этой проблемой, планируя в самом скором времени значительно увеличить время непрерывного движения робота. Параллельно с этим исследователи работают над некоторыми усовершенствованиями опорно-двигательного аппарата робота и его системы визуальной обратной связи. Все это позволит еще больше ускорить движения робота ACHIRES, выполнять боле сложные акробатические трюки с уровнем ловкости и пластики, превышающим возможности даже хорошо тренированного человека.
В заключение хочется отметить, что японцы создавали робота ACHIRES далеко не ради развлечения. Разработанные ими принципы построения робототехнических устройств, использующие исключительно быстродействующую визуальную обратную связь, могут стать и наверняка станут основой для создания промышленных и бытовых роботов следующего поколения, которые будут намного дешевле, более надежны и более гибки, нежели существующие сейчас подобные роботы.
