Что умеет робот ANYmal — самая «умная» робособака в мире

Четвероногий робот преодолевает препятствия, определяет и анализирует объекты вокруг себя и может устоять под ударами человека.

ANYmal — это робот от швейцарского стартапа ANYbotics с высокоинтегрированным модульным приводом роботизированного соединения ANYdrive.

Компания ANYbotics была основана в 2016 году инженерами из Лаборатории роботизированных систем Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Там около сотни человек исследовали шагающие роботизированные системы с 2009 года. В 2015 году появился прототип StarlETH, а затем — вместе с отделением команды ANYbotics — родился робопёс ANYmal.

ANYmal снабжён датчиками восприятия (лидар, стереокамеры, GPS), которые позволяют ему автономно ориентироваться на промышленных объектах, электростанциях, в подземных системах и других необычных условиях.

ANYmal может сам передвигаться по пересечённой местности, «видеть», «слышать» и «осязать». Это позволяет роботу определять точную температуру и давление воздуха, содержание в нём газов и состояние почвы, анализировать звуки и искать объекты — например, проверять, находится ли огнетушитель в нужном месте.

ANYmal также способен с помощью дополнительного рычага захвата открывать двери, утилизировать отходы и нажимать кнопки — например, в лифте.

По задумке ANYmal может использоваться на промышленных площадках, в лесной, болотистой местности, на мусорных полигонах и в разрушенных зданиях, для поиска и спасательных операций, для доставки посылок и контроля состояния автономных устройств.

Он бы вписался и в развлекательные программы. Четыре ноги позволяют роботу ползать, ходить, бегать, танцевать, прыгать, лазать, нести — всё, что требуется для выполнения задачи.

Способность ANYmal динамично перемещаться в сложной местности впервые продемонстрировали в апреле 2017 года на соревновании Argos, организованном французской нефтегазовой группой Total. Роботы-конкурсанты должны были автономно выполнять разные задачи на точной копии многоэтажной промышленной нефтегазовой платформы в потенциально опасной морской среде.

Что умеет робот ANYmal — самая «умная» робособака в мире

Робот ANYmal успешно прошёл испытания, которые включали в себя полосу препятствий, точную локализацию и составление карт, автономное планирование и принятие решений, а также решение визуальных, тепловых и ревизионных инспекционных задач. ANYmal смог провести сложную многочасовую работу даже при сильном воздействии воды и случайных падениях.

Другой выход ANYmal в свет связан с голландско-немецким оператором систем передачи электроэнергии TenneT. Оператор подключает крупные морские ветряные электростанции к береговой сети через соединение постоянного тока высокого напряжения. ANYbotics планирует сотрудничество с TenneT для роботизированной инспекции и технического обслуживания на морских конвертерных платформах.

В сентябре 2018 года полевая группа ANYbotics поднялась на борт вертолёта, чтобы вылететь на морскую платформу-конвертер в Северном море. Там ANYmal автономно выполняла различные задачи по проверке платформы TenneT в течение одной недели пилотной установки, что делает его первым в мире автономным морским роботом.

ANYmal выполнял рутинные инспекционные задачи для мониторинга работы беспилотной платформы электростанции, обнаружения точек излишнего нагрева, утечек масла или воды. При необходимости ANYmal смог дистанционно управляться из берегового центра управления, чтобы работники TenneT получали информацию в режиме реального времени через встроенные визуальные и тепловые камеры робота, микрофоны и датчики обнаружения газа.

По словам Петера Фанкхаузера, директора по развитию бизнеса и соучредителя ANYbotics, требуется ещё несколько испытаний, прежде чем ANYmal можно будет оставить инспектировать морские платформы на длительный срок.

Исследовательский проект Thing создан, чтобы научить роботов лучше воспринимать окружающую среду и самостоятельно двигаться. Как правило, роботы используют трёхмерные камеры и лазерные датчики, но они чувствительны к сложным условиям — например, если земля под водой или в воздухе много пыли. Исследователи хотят решить эту проблему с помощью улучшенного тактильного восприятия, то есть симуляции осязания.

В декабре 2018 года группа исследователей Thing начала проверку возможности использования ANYmal в канализации. В будущем робот мог бы помочь рабочим, которые регулярно проходят и проползают примерно 100 километров шахт в городе, чтобы проверить пол и стены на наличие повреждений, — это не только неприятная, но и опасная работа. ANYmal может её ускорить и проникнуть в недоступные для другой техники каналы.

В рамках Thing исследователи Швейцарской высшей технической школы Цюриха и команда ANYbotics объединились с коллегами из Эдинбурга, Пизы, Оксфорда и Познани. В 2019 году тесты пройдут на польском медном руднике, где сенсорные системы и датчики робота пройдут проверку в запыленном и горячем воздухе на каменистых осыпях.

В январе 2019 года в Лас-Вегасе, штат Невада, прошла Ежегодная выставка потребительской электроники (CES). Вместе с ANYbotics немецкая автомобильная компания Continental продемонстрировала своё видение современной доставки товаров. Основой технологичного метода стал шаттл с автопилотом и четвероногий робот ANYmal.

Посетители CES 2019 смогли увидеть, как ANYmal выходит из шаттла и относит посылку весом до 10 кг к двери адресата. Лидар и камеры позволяют роботу воспринимать окружающую среду и преодолевать бордюры, лестницы и другие препятствия. ANYmal позвонил в дверной звонок и оставил посылку перед дверью, а потом возвратился к шаттлу, чтобы забрать следующую посылку.

Сейчас основной фокус ANYbotics — улучшение функциональности ANYmal. Стартап рассчитывает на интерес к своей разработке со стороны клиентов из научной сферы и промышленности.

За последние два года команда ANYbotics создала производственную линию и выросла с восьми до 27 человек: инженеров робототехники (механика, электроника, программное обеспечение), отдела финансов и маркетинга. И хотя несколько копий ANYmal уже проданы, по мнению Петера Фанкхаузера, разработка ещё далека от завершения.

Мы работаем над развитием ANYmal как продукта, который включает в себя несколько аспектов, таких как надёжность, удобство использования, стоимость, безопасность и сертификация.
Конечно, мы также расширяем возможности ANYmal в зависимости от потребностей рынка, которые мы собираем в ходе пилотных проектов с нашими первыми клиентами.
Есть много препятствий, которые нужно преодолеть, потому что это совершенно новый рынок, на котором мы и наши клиенты только начинаем понимать возможности действительно автономных мобильных роботов, таких как ANYmal.
Петер Фанкхаузер, директор по развитию бизнеса и соучредитель ANYbotics

ANYbotics объясняет свой успех различными факторами. Стартап был основан на фундаменте десятилетних исследований Швейцарской высшей технической школы Цюриха, в которых участвовали основатели ANYbotics. Поэтому у стартапа было большое количество экспертных знаний, интеллектуальной собственности, а также проверенная команда на старте. Это позволило разработчикам быстро перейти к коммерциализации продукта.

ANYbotics также получает поддержку от акселератора Хансйорга Висса, в рамках которого небольшой команде удалось вырасти в структурированную компанию с полноценным штатом. Компании содействует Фонд Геберта Рюфа, консорциум технологических лабораторий NCCR Robotics и Центр бизнес-инкубации ESA.

Сейчас ANYbotics работает над проектами в сфере энергетики, обрабатывающей промышленности, в строительной отрасли, сельском хозяйстве и других направлениях.

В компании считают, что следующим шагом в эволюции роботов станет их выход из структурированной фабричной среды. Специальные разработки под каждого заказчика дорого стоят, поэтому будущее — за универсальными роботизированными системами, которые смогут автономно перемещаться и работать на пересечённой местности, безопасно взаимодействуя с людьми.

Один мой хороший знакомый, выдающийся российский математик, как-то сказал про Boston Dynamics, что никто в мире уже не может повторить уникальные технологические решения этой компании. Похоже, что он ошибся, так как решения, связанные с передвижением четвероногих роботов, удалось повторить нескольким командам в 2018 году.
Это здорово, так как открывает дорогу к новому. Четвероногий робот ANYmal сильно отличается от ранее представленного Spot Mini компании Boston Dynamics тем, что имеет очень хорошую систему локализации и навигации, позволяющую ему самостоятельно находить путь, передвигаясь по заранее неизвестному маршруту.
При этом система основана на индустриальном стандарте ROS (Robotics Operating System) и позволяет всем, кто имеет доступ к симулятору робособаки или приобрёл её, создавать собственное верхнеуровневое ПО для решения конкретных прикладных задач: от сложной навигации в недетерминированной среде производственных помещений до выполнения поисковых задач в лесных массивах.
Компания-производитель заявляет, что система открыта для разработчиков, и приглашает сообщество к созданию собственных решений. На мой взгляд, это сигнал того, что само решение в тупике. Я называю солюшионизмом решение в поисках проблемы. Это прекрасное решение, но для него в нашем мире не так много проблем.
Создатели робособак говорят о том, что они передвигаются так же, как животные, и могут преодолевать лестницы, бордюры и прочее. Колёсные и гусеничные машины намного более эффективны в преодолении препятствий. Создатели ANYmal считают, что сообщество позволит им выйти на новые идеи для применения.
Однако все подобные попытки апеллировать к сообществу кончаются одним — продажей лабораторного стенда тем богатым университетам, которые могут себе позволить такое оборудование. Это не плохо и не хорошо. Нормальная, рабочая бизнес-модель. Просто её применение очень ограничено.
Но если посмотреть целостно, то это тоже хорошо — с помощью лабораторных, курсовых и дипломов, выполненных на этой робособаке, инженеры будут создавать других, по-настоящему полезных роботов, решающих действительно нужные людям задачи.
Уверен, в этом году число стартапов, создающих дорогих робособак, обязательно увеличится, так как дурной пример, показывающий, как можно собирать миллионы лайков и просмотров, заразителен. Робототехники должны быть ответственными и помнить, что создавать надо полезных людям роботов.
Альберт Ефимов, руководитель Лаборатории робототехники «Сбербанка»