افسانه‌های علمی که در آن ربات‌ها هرکاری که انسان‌ها و حیوانات می‌کند، را می‌توانند انجام میدهد، شاید نزدیکتر از چیزیست که فکرش را میکنید. مارک رایبیرت، موسس شرکت بوستون داینامیکس، رباتهایی را توسعه داده است که میتواند مانند یوزپلنگ بتازد، بدون مشکل در برف ۱۰ اینچی حرکت کند، با دو پا پله‌ها را بالا برود و حتی درها را باز کند و بسته‌های پستی شما را تحویلتان دهد. به مارک رایبیرت در یک نمایش زنده از ربات بامزه «اسپات مینی» که میتواند فضای اطرافش را نقشه برداری کند، اشیا را بردارد، از پله ها بالا برود و بزودی میتواند در خانه‌هایتان به شما کمک کند؛ ملحق شوید.
سمش “اسپات مینی” است. دوباره (در اواخر سخنرانی) بازخواهد گشت.
من —
(تشویق حاضران)
من عاشق ساختن ربات‌ها هستم. و هدف بلند مدت من ساختن رباتی است که بتواند هرآنچه انسان و حیوانات انجام می‌دهند، را انجام دهد. وبه این سه هدف، ما به طور خاص علاقه‌مندیم: مورد اول داشتن تعادل و تحرک پویا است، مورد دوم داشتن مهارت انجام کار هاست، و مورد سوم داشتن ادراک است.
پس برای تحرک پویا و تعادل — من مثال زنده‌ای برای شما هستم. من با تعادل در این جا ایستاده‌ام. میتوانم ببینم که هیجان زده نیستید. خب، حالا چطور؟
(خنده حضار)
و حالا؟
(تشویق)
این قابلیت‌های ساده باعث شده‌اند که انسان‌ها به هرجایی در زمین، با هرنوعی از پوششی زمینی بروند. و ما میخواهیم این قابلیت را به ربات‌ها بدهیم.
در مورد داشتن مهارت انجام کار چطور؟ من این اشاره‌گر را در دستم دادم؛ بدون نگاه نکردن به آن، بدون هیچ مشکلی میتوانم آن را در کنترل داشته باشم. اما از همه مهمتر، میتوانم با نگه داشتن این اشاره‌گر بدنم را حرکت بدهم، و بدنم را ثابت و هماهنگ با آن نگه دارم، و حتی میتوانم در اطرافش قدم بزنم. و این بدان معناست که من میتوانم در اطراف جهان تحرک داشته باشم و برد بازوها و دستانم را افزایش دهم. و کاملاً همه چیز را در کنترل داشته باشم. این را داشتن مهارت کنترل متحرک می‌نامیم. همه شما این مهارت را دارید.
مورد سوم، ادراک است. من درحال نگاه به سالنی با بیش از هزار نفر هستم، و سیستم پردازش تصویر شگفت انگیز من تمامی شما را در نقطه ایی ثابت در فضا می‌بیند. حتی با وجود حرکت سر، حتی با حرکت به اطراف. داشتن این نوع از ادراک متحرک برای ربات هایی که که در حال فراگیری در دنیا هستند، بسیار با اهمیت است.
میخواهم برای شما آماری از اینکه ما الان در کجای این پیشرفت‌ها قرار داریم بدهم. این یکی از سه ربات دارای پایداری پویای ما است. این یکی برای حدود ۱۰ سال قبل است — اسمش “سگ بزرگ” است. سنسور ژیرسکوپی دارد که باعث حفظ پایداری‌اش می‌شود. مجموعه سنسورهایی و یک کامپیوتر کنترل دارد.
این یکی ربات “یوزپلنگ” است که چهار نعل قدم بر میدارد، که انرژی خود را با جستن در زمین بازیابی می‌کند. و همیشه در حال محاسبات برای حفظ ثبات و حرکتش است.
و اینجا ربات بزرگتر است که دارای چنان نیروی حرکتی در پاهایش است که میتواند در برف عمیق حرکت کند. عمق برف حدود ۲۵/۴ سانتی‌متر ست، و با وجود آن هیچ مشکلی ندارد.
این “اسپات” است، نسل جدید ربات‌ها — کمی بیشتر از آن رباتی که بر روی صحنه آمد سن دارد. ما از خودمان می‌پرسیدیم — همه درباره تحویل مرسولات با هواپیمای بدون سرنشین شنیدید: آیا میتوانیم بسته‌ها را با هواپیمای بدون سرنشین تحویل بدیم؟ — خب، با ربات زمینی دارای پا چطور؟
(خنده حاضرین)
پس ما ربات‌مان را بداخل خانه کارمندانمان بردیم، تا ببینیم آیا می‌توان داخلش شد —
(خنده)
از طریق راه‌های مختلفش — باور کنید در محیط شهر بوستون، همه نوع از پلکان‌ها، درهای پیچاندنی و چرخاندنی وجود دارد. و این یک چالش واقعی است. اما ما در ۷۰ درصد اهداف بسیار خوب عمل می‌کنیم.
و این نمونه مهارت کنترل متحرک است جایی که ما بازویی بر روی ربات نصب کرده‌ایم و راهش را (بعد از باز کردن در) میتواند پیدا کند. اما یک چیز مهم در مورد ساختن ربات‌های مستقل این است که آنها را وادار کنیم بیش از کاری که از آنان خواسته شده است بکنند، یعنی مجبور به رویارویی با عدم قطعیت آنچه که در دنیای واقعی اتفاق می‌افتد، شوند. استیو، یکی از مهندسان آنجاست، تا به ربات چالش های سختی را بدهد.
(خنده)
و واقعیت این است که برنامه نویسی آنهمه اختلال را هنوز تحمل می‌کند — و کاری را که از او خواسته شده را انجام میدهد.
ایجا مثال دیگری است که اریک ربات را در هنگام بالا رفتن از راه‌پله می‌کشد. باور کنید، وادار کردن ربات برای انجام دادن وظایفش در آن شرایط چالش واقعی است. اما نتیجه آن چیزیست که درحال تعمیم دادن و ساختن ربات‌های بسیار خود مختارتر از هرچیز دیگری است.
این “آتلس” است، ربات انسان نما. این سومین نسل ربات‌های انسان نمایی است که ما می‌ساخته‌ایم. در مورد طراحی سخت‌افزاری آن مختصراً بعداً خواهم گفت. ما با خود می‌گفتیم: چه مقدار میتوانیم به کارایی و سرعتی در سطح انسان در انجام کارهای معمولی برسیم، همچون انتقال جعبه‌ها در نوار نقاله؟ و ما در حال رسیدن به حدود دو سوم از سرعت میانگین انسان هستیم. این ربات از دو دست، بدنش و قدم هایش استفاده می‌کند، و نمونه کاملی از پایداری پویا، مهارت کنترل متحرک و ادراک متحرک است. اینجا —
(خنده)
درواقع ما دو تا ربات “اتلس” داریم.
(خنده)
خب می‌دانید، همه چیز همانطور دقیق که پیش بینی شده است نخواهد بود.
(خنده)
(خنده)
(خنده)
و این آخرین ربات ما است، بنام “هندل(حمل کننده)”. حمل کننده به این دلیل جالبه که نصف اش شبیه حیوان و نصف دیگرش چیز دیگری است. با این چیزهای شبیه پا و چرخ‌ها. و دست‌هایش را به گونه‌ای جالب دارد. اما واقعاً کارایی ارزشمندی نیز دارد. میتواند حدود ۴۵ کیلوگرم را بردارد. شاید بتواند بیش از آن را نیز بردارد. با وجود این ما ۴۵ تا را آزمایش کردیم. مهارت بسیار خوبی در عبور از موانع زمینی دارد، با اینکه چرخ نیز دارد. همچنین حمل‌کننده عاشق نمایش دادن است.
(خنده)
(تحسین تماشاگران)
میخواهم مقداری درمورد عقاید ربات ها بگویم. اغلب مردم فکر می‌کنند که یک ربات ماشینی است که کامپیوتر می‌گوید چه باید بکند، و کامپیوتر به سنسورهایش بسنده می‌کند. ولی این نصف ماجرا است. ماجرا از این قرار است که کامپیوتر در یک طرف است، که به ربات پیشنهاداتی میدهد، و در طرف دیگر ماجرا، ماهیت فیزیکی دنیا قرار دارد. و این ماهیت‌ها شامل جاذبه، اصطحکاک، برخورد با اشیا می‌شود. برای داشتن رباتی موفق، اعتقاد من این است که باید یک طراحی جامعی داشت، جایی که شما در حال طراحی نرم‌افزار، سخت‌افزار و رفتارها هستید، همه در یک زمان، و همه این قسمت‌ها با یکدیگر همکاری و درگیری دارند.
و وقتی که شما به یک طراحی کامل رسیدید، شما یک هماهنگی واقعی بین تمامی آن قسمت‌های درگیر با یکدیگر دارید. پس نصفش نرم‌افزار و نصف دیگرش سخت‌افزار، همراه با رفتار است.
ما این اواخر، کاری بر روی سخت‌افزار کردیم، در تلاش بودیم تا — تصویر سمت چپ سبک یک طراحی مرسوم است، که شما تمامی قسمت‌ها را کنار یکدیگر بسته‌اید. سیم‌ها، لوله‌ها، رابط‌ها. و در سمت راست یک طراحی یکپارچه دارید؛ که پیشبینی شده همانند طراحی آناتومی باشد. با استفاده از جادوی پرینتر سه بعدی، ما به ساخت قسمت‌های ربات بطوری که هرچه بیشتر همانند آناتومی یک حیوان بنظر بیاید، شروع کردیم.
و این قسمت بالایی پای ربات است که مسیر های هیدرولیک، محرک‌ها، فیلترها، را در خود جای دارد — تماماً در یک تکه، کنار هم جمع شده اند. و ساختار کلی با آگاهی از بارها و رفتارهای مورد انتظار توسعه یافته‌اند، که از طریق داده‌های ثبت شده ربات‌ها، شبیه سازی ها و چیزهای شبیه به آن بدست آمده‌اند.
پس این یک طراحی سخت‌افزاری مطابق داده‌ها است. با استفاده از فرآیندهایی همچون آن، نه‌تنها قسمت بالای پا، بلکه چیزهای دیگر، ما ربات‌هایمان را از رباتهایی عظیم‌الجثه، حجیم، آهسته و بد — رباتی که در سمت راست است، حدود ۱۸۰ کیلو وزن دارد — به ربات وسطی که در ویدیو نمایش داده شده بود، رساندیم، با وزنی حدود ۸۶ کیلوگرم. فقط کمی بیشتر از وزن خود من. و ما یک مدل جدیدی داریم، که کار می‌کند ولی هنوز به شما نمایش نخواهم داد، در سمت چپ، که فقط ۷۵ کیلوگرم وزن دارد، با همان قدرت و قابلیت‌ها، پس تمامی اینها به سرعت درحال بهتر شدن هستند.
زمانش رسیده تا اسپات برگرده به صحنه، ما میخواهیم مقداری از چابکی تحرک، مهارت و ادراک آن را نمایش بدهیم. این سیس دیویس، امروز گرداننده ربات من است. او به اسپات با فرمان دادن به اطراف، فقط جهت کلی را اشاره می‌کند، ولی تمامی هماهنگی پاها و سنسورها، به‌وسیله کامپیوتر روی مدار ربات انجام می‌گیرد. ربات میتواند با تعداد مختلفی مدل از قدم برداشتن راه برود؛ سنسور ژیروسکوپ دارد، یا یک ژیروسکوپ حالت جامد، واحد اندازه گیر درونی دارد. بدیهی است که باتری و چیزهای مشابهی دارد. یکی از چیزهای جالب راجب ربات ها چهارپا، همه جهته بودن حرکتشان است. علاوه بر حرکت جلو-عقب، به چپ-راست نیز میتواند حرکت کند، در جا بچرخد. این ربات دوست دارد یک مقداری خودنمایی هم بکند. دوست دارد از قدم برداری متغیر خود استفاده کند. مثل راه رفتن —
(خنده)
و یک چیز دیگر نیز دارد.
(خنده)
اگر یک خودنمائی واقعی بود باید میتوانست روی یک پا برقصد، اما، میدونید که.
اسپات اینجا مجموعه ای از دوربین های استریو (سه بعدی) دارد. و ما در قسمت بالا مرکز، تغذیه دهنده‌ای داریم، مقداری تاریکی در تماشاچیان هست، از این دوربین‌ها برای نگاه کردن به زمین جلواش استفاده می‌کند، هنگامیکه از موانع عبور می‌کند. برای این نمونه، سیس فرمان میدهد، اما ربات تمامی طراحی زمین را انجام میدهد. این نقشه زمین است، که داده‌ها از دوربین‌ها در لحظه پردازش می‌شوند، نقاط قرمز، نقاطی‌اند که هم سطح نیستند و نباید قدم بگذارد. و نقاط سبز، جاهای خوبی‌اند.
اینجا همانند سنگ‌های بستر رودخانه با آن موانع رفتار می‌کند. و تلاش می‌کند بر روی آن بلوک ها بایستد، و گام‌هایش را تنظیم کند، هزارها نقشه را پردازش می‌کند تا همانند این عمل کند، و تمامی این نقشه برداری را در لحظه انجام میدهد، جایی که قدم‌هایش را مقداری بزرگتر یا کوچکتر تنظیم می‌کند.
ما حالا حالت آزمایش رو تغییر می‌دهیم، و با آن موانع شبیه زمین رفتار می‌کند و در طول مسیر تصمیم به بالا برود یا پایین رفتن می‌کند. این استفاده از پایداری پویا و ادراک متحرک بود، برای اینکه او باید مابین آنچه که دیده و روش راه رفتنش هماهنگی برقرار بکند.
چیز دیگری که اسپات دارد، بازوی رباتیکی است. بعضی از شما ممکه مثل گردن و سر ببینیدش، اما حرف من رو قبول کنید، اون بازو هست. و سیس در حال کنترل آن به اطراف است. او بازو را کنترل می‌کند و بدنش بدنبال آن حرکت می‌کند. پس هر دو دارای هماهنگی هستند به طریقی که قبلاً گفتم — به طوری که مردم می‌توانند انجامش بدهند. در حقیقت، یکی از چیزهای جالبی که اسپات میتواند انجام دهد، ما بهش میگیم “حالت سر مرغی”، سرش را در یک نقطه در فضا نگه میدارد درحالی که بدنش در اطرافش میچرخد به این نوع حرکت میگیم “رقص باسن” —
پ(خنده)
اما از این حرکت امروز استفاده نمی‌کنیم.
(خنده)
اسپات من کمی تشنه‌ام، میشه برام یک نوشیدنی گازدار بیاری؟ بعد از این نمایش، سیس دیگر کنترل نمیکند ما یک سنسور سنجش از راه دور لیزری در پشت ربات داریم، از این تکیه هایی که در صحنه گذاشتیم استفاده میکنید تا خودش را مکانیابی کند. به نقطه مقصد میرسد. حالا از دوربینی که در سرش است استفاده می‌کند تا فنجان را بردارد، برش میدارد — و باز میگم، سیس کنترلی بر ربات ندارد.
ما براش نقشه‌ای کشیده ایم تا با آن حرکت کند. و به‌نظر میرسد به آخر مسیرش میرسد. — و دوباره سیس کنترل رو بدست می‌گیرد، چون من هنوز مقداری درمورد انجام توسط خودش می‌ترسم. ممنونم اسپات،
(تشویق)
خب، اسپات، نظرت در مورد به اتمام رسوندن نمایش تد چیست؟
(خنده حضار)
منم مثل خودت!
(تشویق)
مپمنون از همه شما، و همچنین ممنون از تیم بوستون داینامیکس، کسانی که همه این کارهای سخت را انجام دادند.
(تشویق)
هلن والترز: مارک، بیا وسط صحنه. بسیار متشکریم. بیا اینجا، من سوالاتی دارم.
خب، تو به سیستم تحویل بسته پستی اشاره کردی. چه کاربردهای دیگری برای رباتتان می‌بینید؟
مارک رایبیرت: میدونید، فکر میکنم آن ربات‌ها که من در مورد قابلیت‌هایشان صحبت کردم بسیار سودمند خواهند بود. حدود یکسال قبل به فوکوشیما رفتم تا وضعیت موجود آنجا را ببینم، و آنجا نیاز زیادی به ماشین هایی بود که بتوانند به جاهای آلوده بروند و برای بازسازی کمک کنند.
معتقدم، زمان زیادی طول نخواهد کشید تا همچین رباتهایی در خانه داشته باشیم، یکی از بزرگترین نیازها، نیاز به مراقبت از سالمندان و معلولین است. معتقدم زیاد طول نخواهد کشید تا از ربات‌ها برای نگهداری از والدین یا چیزهای شبیه به آن، بچه‌هایمان از آنها برای نگهداری ما استفاده خواهند کرد. و در دسته‌ای از کارهای دیگر. فکر میکنم، هیچ محدودیتی نیست. بسیاری از ایده‌هایی که ما هنوز بهش نرسیدیم، و افرادی مثل شما به ما در معرفی کاربردهای جدید کمک خواهند کرد.
هلن: خب قسمت تاریک آن چطور؟ مثل استفاده نظامی؟ آیا آنها هم جالب‌اند؟
مارک: یقیناً، صنایع نظامی تامین کننده مالی بزرگی برای رباتیک بوده است. من به شخصه فکر نمیکنم استفاده نظامی، استفاده بدی است. اما معتقدم همانند تمامی تکنولوژی های پیشرفته، میتواند برای تمامی کاربردها استفاده بشود.
هلن: جالبه، بسیار متشکریم.
مارک: خواهش میکنم.
متشکرم.
(تشویق)