Роботы-ликвидаторы или люди в экзоскелетах?, Перспективы робототехники для атомной энергетики Опции

[VBVB]

Многие операции при ликвидации аварий на объектах атомной энергетики могли бы решать роботы.
Но как показали Чернобыль и Фукусима, полуавтономные роботы-ликвидаторы бестолковы, технически плохо подходят к обстоятельствам, ломаются и глючат, не пролазят в узкие отверстия и обрушенные/захламленные помещения и т.д.
Однако в близком будущем эта ситуация может кардинально измениться.
В РФ, например, собираются довести до железа два проекта роботов-аватаров для нужд вооруженных сил и МЧС.

История боевого робота-аватара SAR-401, показанного Владимиру Путину в начале текущего года в Климовске, получила продолжение.
Первый робот для Минобороны будет похож на фантастическое хищное животное.

Целью работы является разработка базовых платформ «для обеспечения перемещения мобильных биоморфных роботов», в том числе в сложной недетерминированной (неопределенной) обстановке и в условиях труднопроходимой местности. Разрабатываются две базовые платформы – среднего мобильного биоморфного робота массой до 400 кг (БПМБР-400) и мобильного робота (по облику похожего на рысь) массой до 100 кг (БПМБР-100).

Платформа должна послужить базой для создания мобильного биоморфного робота путем установки на нее систем и аппаратуры управления и целевой нагрузки. В аппаратуру управления войдут бортовая информационно-управляющая система, аппаратура технического зрения, передачи данных, навигации и ориентации, планирования маршрутов и перемещений, управления движением за маяком (поводырем). В составе целевой нагрузки могут быть средства разведки, платформа перевозки боеприпасов и амуниции, средства разведки минно-взрывных заграждений, вооружение или средства эвакуации убитых и раненых с поля боя (для БПМБР-400).

БПМБР-100 должен обеспечивать передвижение в условиях городской инфраструктуры и по пересеченной местности, в том числе в гололедицу, по снегу глубиной до 20 см и по залитым водой поверхностям глубиной до 30 см. Его хотят наделить способностью бегать по лестницам, преодолевать рвы шириной до 40 см и стенки высотой до 30 см. Скорость передвижения должна быть до 15 км/ч по равнинной местности и до 10 км/ч – по пересеченной. Аналогичными способностями будет обладать и БПМБР-400, с той лишь разницей, что он будет больше, а значит и полоса препятствий для него будет сложней.

«Сердцем» робота станут электроагрегаты с двигателем внутреннего сгорания, а «лапами» – четыре рычажных движителя. От «зверушек» ждут бодрости при температурах от минус 40 до плюс 50 градусов. Согласно контракту, государственные испытания опытного образца должны пройти в январе – июне 2019 года.

Предлагаю обсудить в этой теме, что наиболее рационально разработать для возможной ликвидации аварий на атомных объектах - защитный биоскафандр с экзоскелетом и оператором внутри или антропоморфного робота-аватара, удаленно управлемого оператором с оборудованием дополненной реальности?

Сообщение отредактировал VBVB - 18.10.2015, 15:35

[Alexll]

А что вообще нужно делать человеку на куче кориума, или вблизи? Оценить обстановку? Чем? Только зрением и слухом-нюхом? Что-то копнуть лопатой? Кувалдой или киркой шандарахнуть?

Дык, нахрена там человек? Нужен управляемый самодвижущийся дистанционно управляемый измерительный комплекс с некими манипуляторами, способными проводить некие действия.

Оператор, управляющий сей хреновиной, должен сидеть вдали в комфортном абсолютно безопасном помещении в шлеме виртуальной реальности, и управлять соответствующими высокопроходимыми устройствами размером от таракана до танка. А уж энти самые тараканы-танки должны обладать всеми необходимыми устройствами для измерений, забора проб, и широчайшим спектром механических манипуляций - от нажатия кнопки на некоем пульте до механического открытия/закрытия задвижек, бурения, и т.д..., передавая при этом максимально реалистичные изображение и звук на шлем оператора.

Экзоскелет с ДВС: Представьте себе человечка в эной хреновине на куче кориума с напрочь заглохшим ДВС - ему тады пистолет надо давать, что-б застрелиться!

Сообщение отредактировал Alexll - 4.2.2017, 20:57

[VBVB]

Экзоскелет с ДВС: Представьте себе человечка в эной хреновине на куче кориума с напрочь заглохшим ДВС - ему тады пистолет надо давать, что-б застрелиться!

Пара резервных литий-полимерных или литий-ионных батарей по 2-3 кг весом позволит человеку в таком костюме при заглохшем двигателе уйти метров на 100 в безопасном направлении.

Человек более быстрее, чем телеуправляемый робот ориентируется в сложной обстановке, более быстрее способен осуществить действия по забору и анализу проб, способен оперативно применить мозг и силу, чтобы какую-нибудь крайне важную задвижку открыть, чтобы заглохший дизель-генератор с нескольких пинков завести, или какую нибудь заблокированную или закрытую дверь выломить.

Не раз читал описания того как тормузнуто долго марсоходы автоматически берут и анализируют пробы грунта. Человек способен это делать эти действия быстрее в разы. Для радиационной разведки в обесточенном и частично разрушенном помещении человек пока гораздо более эффективен, чем автономный робот или телеуправляемый робот-аватар.

[Татарин]

Не раз читал описания того как тормузнуто долго марсоходы автоматически берут и анализируют пробы грунта. Человек способен это делать эти действия быстрее в разы. Для радиационной разведки в обесточенном и частично разрушенном помещении человек пока гораздо более эффективен, чем автономный робот или телеуправляемый робот-аватар.

Марсоход на то и марсоход, что его создателям по большому счёту плевать на время выполнения операции, но очень даже не плевать на массу марсохода (читай - мощность и силу приводов), надёжность выполнения операции и абсолютную безопасность для самого марсохода.

...
Главная причина для телеуправляемых роботов быть такими тормознутыми - недостатки интерфейка управления. Если у вас есть пульт управления краном с кнопками "вверх, вниз, влево, вправо", вы можете нажимать их по очереди с приемлимым итоговым временем операции (ибо с чем сравниваем-то?).
А вот если у вас есть _сложный_ манипулятор с 27 степенями свободы, при нажимании кнопкок по очереди у вас будут серьёзные проблемы с итоговым временем выполнения операции.
У человеческой руки именно 27 степеней, и человек задействует много одновременно и согласованно в одном движении, к тому же имея для управления на низком уровне специализированную нейросеть, получающую обратную связь с кучи датчиков.
А телеуправляемый манипулятор - фигня без обратной связи, протез, управлением которым нужно долго и отдельно учиться, и даже после учёбы интерфейс будет сильно ограничивать.

Выхода два. Первый - спихнуть управление низкого уровня на местный комп. Грубо говоря, оператор тыкает роботу пальцем на экране - "возьми-ка вот этот кирпич", и робот самостоятельно пытается подладиться к этому кирпичу так, чтоб взять его. Скажем прямо: подвижки есть, но до полноценной работы таким штукам пока допуск не светит. Научиться бы самостоятельно ходить по серьёзным завалам не спотыкаясь - уже был бы огромный успех.
Второй - припахать к управлением манипулятором человека с его природными интерфейсами. В горячих камерах стоЯт перчатки и захваты, которые непосредственно (и даже иногда с обратной связью) аналогово управляются руками. Снимите движение с человеческой руки, передайте его на манипулятор, обеспечьте человеку (по возможности) обратную связь, чтоб задействовать "мышечную память" и всю мощь нашей "ходильно-рукомахальной" нейросети. И вам настанет счастье.

...
Очень близкий пример из отрасли, которая решала (и решила) схожие задачи: мультфильмы и киноиндустрия. Изначально движения людей именно "программировались", человек в 3д-редакторе задавал сотни движений объектов. Путём долгих мучений получалось нечто приемлимое потому, что в минуту реального времени движения могло быть вложено десятки часов работы аниматора.
Вот - это цена нынешних интерфейсов.
Решение? Люди поставили датчики на ключевых точках человека (его фигуры, лица) и начали просто переносить данные в реальном времени непосредственно с человека на бездушное железо. Виртуальное, в данном случае. Но в этом-то и смысл примера: даже имея возможность почти неограниченно "растягивать" и "замедлять" время, с околонулевой ценой ошибки и т.д. и т.п. "аватары" оказались гораздо выгоднее всех других подходов.
Включая не только поэлементное управление, но и ИИ (конечно, какие-то задачи на ИИ и скрипты спихнули - с лошадей никто движения не снимает, на толпу движения можно тиражировать, но это нюансы, не меняющие главного).

...
И все эти скафандры с экзоскелетами - это по сути попытка получить именно такое, интуитивное управление. Даже мирясь с внешними приводами, даже сильно ограничивая защитой движения и силу человека, всё равно получается выгоднее. Слишком заманчиво использовать даже самые примитивные функции нашего мозга, слишком пока большой отрыв с машинами.

Ну так а почему тогда обязательно скафандр-то, если там от гибкости и силы человеческого тела почти ничего не остаётся?

Не лучше ли взять силу и гибкость от машины на месте (скинув заодно все проблемы жизнеобеспечения человека) и использовать на месте только сильное место человека - поток информации с его мозга?

...
На ближайшие 10-20 лет, если мы желаем от роботов эффективности, "аватары" - единственный путь.

Акын ИТ-отрасли Иван Иванов доклад закончил.

[VBVB]

Первый - спихнуть управление низкого уровня на местный комп. Грубо говоря, оператор тыкает роботу пальцем на экране - "возьми-ка вот этот кирпич", и робот самостоятельно пытается подладиться к этому кирпичу так, чтоб взять его. Скажем прямо: подвижки есть, но до полноценной работы таким штукам пока допуск не светит. Научиться бы самостоятельно ходить по серьёзным завалам не спотыкаясь - уже был бы огромный успех.

Неоднократно смотрел видео разные как разные звероподобные роботы от Бостон Дайнемикс пытаются по неровной поверхности ходить или по кучке камней лазить. Очень смешное и нерадостное зрелище. Откровенно почти непрерывно тупят и по несколько раз повторяют одни и теже зачастую ошибочные попытки стать на непрочно лежащий неровный камень.
Человек в тяжелом костюме с экзоскелетом в разы быстрее пройдет/залезет на кучу камней.

Почему я ратую за оператора в костюме и экзоскелете.
Это принципиально универсальная разработка, которая могла бы применяться военными, пожарниками, спасателями, саперами, дозиметристами, учеными-вулканологами. Практически все необходимые технологии, которые нужны для реализации такого костюма общеизвестны и практически уже неоднократно реализовывались. Т.е. рисковость проекта по успешному созданию такого костюма крайне низкая. С высокой вероятностью за пару-тройку лет при быстром финансировании можно создать несколько протитипов такого костюма, оттестировать основные конструкционные подходы, детали, и места размещения различных узлов конструкции.

Сообщение отредактировал VBVB - 5.2.2017, 21:07

[Alexll]

Почему я ратую за оператора в костюме и экзоскелете.

Вы сами лично готовы лезть в энтом облачении в очаг? Или засунете туды некоего "оператора"?

Гарантировать 100%-ную безопасность человека в энтой хреновине не может никто.

В абсолютно безвыходной ситуёвине я-б полез сам.

Сообщение отредактировал Alexll - 5.2.2017, 20:15

[VBVB]

Вы сами лично готовы лезть в энтом облачении в очаг? Или засунете туды некоего "оператора"?

Готов, если бы был полностью уверен, что разработчики такого костюма по максимуму учли все проблемные моменты и работали на совесть. Также был готов, если бы отвечал за проект создания такого костюма на государственные средства.

В отношении "проблемы оператора". Есть много профессий для которых риск людей - неотъемлемая часть профессии. Это космонавты, пожарные, летчики-испытатели, саперы, подводники, летчики гражданской авиации, вирусологи, электромонтеры-высоковольтщики и т.д.
Никто не говорит, что в случае аварии нужно хватать первого попавшегося инженера/химика/дозиметриста/ученого и запихивать его в этот костюм с приказом лезть на кучу кориуму для измерений или заглянуть в гермооболочку реактора глянуть как там дела.
Эти "операторы" костюмов должны быть на каждой АЭС в количестве 3-4 человека и относится к инженерно-техническому персоналу. Именно быть инженерами, а не просто пожарниками, военными или МЧСниками. Не так уж дорого содержать в нашей стране сотню человек перспективных "ликвидаторов" хорошо оснащенных безопасными противорадиационными костюмами, соответствующим аналитическими приборами радиационной разведки и техническим оборудованием.

Гарантировать 100%-ную безопасность человека в энтой хреновине не может никто.

Никто не может гарантировать 100%-ную безопасность человека во время спуска по лестнице многоэтажного дома, поездки в лифте, поздки на авто или общественном транспорте. Атомная энергетика также не может 100% безопасности гарантировать.