Восстание машин. Это не просто название ужасной третьей части кинофраншизы «Терминатор»; это также хороший способ описать недавнюю волну достижений в области технологий, когда роботы выполняют широкий спектр сложных задач, от торговли акциями до сбора урожая и проведения хирургических операций. Однако с большими технологическими способностями часто приходит еще большая (и, вероятно, оправданная) паранойя. Идея о том, что планету захватят роботы и другие мошеннические технологии, хорошо известна в литературе, на телевидении и в кино. Еще в 1968 году Стэнли Кубрик представил нам HAL, чувствительный суперкомпьютер, который мог управлять мощным космическим кораблем и одновременно отражать попытки узурпировать его власть.
В наши дни одним из самых зловещих изображений мощи робототехники является видео на YouTube, на котором рой из 20 маленьких дронов жужжит в унисон, ныряет в окна, меняет форму и даже проносится синхронно. -восьмерка. Все без контроля человека.
Разработанный инженерами лаборатории общей робототехники, автоматизации, восприятия и восприятия (GRASP) Университета Пенсильвании,наноквадротор представляет собой крошечный робот, запрограммированный на выполнение больших задач в воздух. Эти автономные машины оснащены четырьмя крошечными пропеллерами на каждом углу и предназначены для того, что их создатели называют «проворным полетом»: они парят в воздухе в согласии друг с другом, как стая пеликанов (или, может быть, группа дроидов-истребителей, только что сошедших со съемочной площадки). из «Звездных войн»). Мало того, что квадрокоптеры могут летать сложными формами, они также могут плавно менять форму в воздухе - например, от прямоугольника четыре на пять до фигуры «x», - а также преодолевать различные препятствия. На видео были запечатлены роботы, выполняющие ряд других задач, в том числе строительство простых конструкций и исполнение музыкальной темы из фильма о Джеймсе Бонде.
Так как же все это работает? Разработчики нано-квадрокоптера не раскрывают всех своих секретов, но есть некоторые подсказки.
Как работает наноквадрокоптер
Нано-квадрокоптер - это просто уменьшенная версияквадрокоптера, более крупная машина, которая использует мощность четырех роторов для левитации и полета. Примерно 8 дюймов (20 сантиметров) в диаметре, версия nano весит около 2 унций (57 граммов) и потребляет 15 Вт энергии. Машина зависает, когда все четыре ротора вращаются с одинаковой скоростью, и может двигаться и менять направление, изменяя скорость одного или нескольких роторов.
Способность квадрокоптера совершать пируэты в воздухе, как кружащийся дервиш, уклоняться от препятствий и перемещаться в ограниченном пространстве, зависит как от скорости ротора, так и от скорости, с которой робот получает и обрабатывает информацию. Камеры захвата движения сообщают квадрокоптеру, где он находится, а также где могут быть любые препятствия, 100 раз в секунду, в то время как бортовой процессор отправляет команды двигателям каждого пропеллера колоссальные 600 раз в секунду.
Что действительно примечательно в этой технологии, так это способность нано-квадрокоптера контролировать свое окружение и координировать свои действия с другими воздушными роботами, чтобы действовать вместе, не врезаясь друг в друга. Машины могут буквально приближаться друг к другу на несколько дюймов, сохраняя при этом устойчивость. Это означает, что эти миниатюрные дроны могут использовать объединенную силу для совместного подъема объектов. Например, разработчики использовали алгоритм, чтобы сказать нескольким отдельным роботам, какой объект нужно поднять, когда его поднять и где это сделать, в результате чего получилась башня, созданная квадрокоптером.
Вне дружественных границ лаборатории квадрокоптер может ознакомиться с окружающей обстановкой с помощью камеры захвата движения и лазерного сканера, чтобы наметить близлежащие объекты - дверные проемы, людей, мебель - и соответствующим образом позиционировать себя в режиме реального времени.. Затем робот отслеживает свои собственные движения по отношению к функциям, используя своего рода персонализированную систему координат.
Возможно, вам не нужно иметь степень в области физики или инженерии, чтобы понять, что технология нано-квадрокоптера - это мощная штука. Вам также не нужно быть теоретиком заговора, разжигающим панику, чтобы иметь законные опасения по поводу того, как это может быть использовано. В то время как разработчики, сотрудники правоохранительных органов и политики рекламируют потенциал аналогичных беспилотных технологий для изменения нашего образа жизни, некоторые наблюдатели также обеспокоены последствиями для личной конфиденциальности.
Умное искусство
Лаборатория GRASP Университета Пенсильвании - это не просто место рождения нано-квадрокоптера. Это также питательная среда для широкого спектра технологических исследований и разработок. Среди других примечательных проектов студенты и преподаватели GRASP работают над «умным» инвалидным креслом, которым пользователь может управлять с помощью виртуального интерфейса и встроенных камер, персонализированной системой реабилитации после инсульта, использующей возможности захвата движения и всенаправленные видеокамеры.
Нано-квадрокоптер: использование и проблемы
Похоже, нет конца потенциальным возможностям использования нано-квадрокоптера и технологий, лежащих в его основе. Например, в один прекрасный день первыми, кто прибудет на место преступления или в зону стихийного бедствия, могут стать крошечные летающие роботы, которые передают информацию властям на безопасном расстоянии. Не говоря уже о проведении не менее опасных боевых операций. Между тем, огромные рои квадрокоптеров могут в конечном итоге использоваться для выполнения более масштабных строительных проектов, чем те, которые уже проводились в лаборатории GRASP.
Доктор. Виджай Кумар, профессор Пенсильванского университета, который помогал разрабатывать технологию вместе с бывшими студентами Дэниелом Меллингером и Алексом Кушлеевым, сказал, что цель этого и подобных проектов - определить, можно ли «надежно развернуть большое количество автономно функционирующих транспортных средств для выполнять предписанную миссию, особенно в потенциально враждебной среде и, возможно, с ролями, меняющимися в зависимости от обстоятельств. Другими словами, миссия нано-квадрокоптера может быть чем угодно на свете. Такой тип власти вызывает серьезные опасения по поводу конфиденциальности.
Квадроторы по сути являются дронами, только умнее. Их автономное роевое поведение означает, что этих летающих роботов не нужно программировать индивидуально. Подобно незаметным, громоздким и иногда смертоносным транспортным средствам, которые все чаще занимают воздушное пространство по всему миру, квадрокоптеры несут с собой потенциальные нарушения конфиденциальности, которые заставили многие американские штаты ограничить их использование внутри страны..
Закон, принятый в феврале 2012 года, прокладывает путь Федеральному авиационному управлению для утверждения беспилотных летательных аппаратов для использования в гражданских целях, начиная с 2015 года. миграция животных и защита международных границ. По мере развития технологии дронов она, вероятно, станет менее дорогостоящей. По крайней мере, один разработчик, китайская компания DJI, уже выпускает коммерчески доступные летающие дроны с видеокамерами, а другой, как сообщается, работает над нано-квадрокоптером с фотокамерой на борту.
Боюсь, что сила дешевой слежки может привести к коррупции. Если нано-квадрокоптеры и другие беспилотные технологии станут столь же широко доступными, как, скажем, iPad, они могут использоваться в качестве шпионских устройств правоохранительными органами, папарацци и корпорациями, а также любым человеком на улице, который хочет следить за своими соседями. Это не говоря уже о травмах и материальном ущербе, которые могут быть вызваны случайным падением дрона. В результате федеральные чиновники и чиновники штатов в США создают стандарты политики для защиты личной конфиденциальности и безопасности, позволяя пользователям использовать значительный потенциал технологии беспилотных летательных аппаратов. Как и сами нано-квадрокоптеры, нормативно-правовая база, в которой они в конечном итоге будут работать, все еще находится в стадии разработки.
Примечание автора: что такое нано-квадрокоптер?
Написав об Агентстве национальной безопасности в одном недавнем задании и набросав викторину из 20 вопросов на тему зомби-апокалипсиса в другом, у меня развилось скептическое беспокойство за мою личную жизнь и здоровый страх перед жаждущей мозгов нежитью. Так что, возможно, неудивительно, что взгляд на 20 бездушных дронов, гудящих в идеальном строю, заставил меня немного нервничать. Будем надеяться, что никто не учит этим вещам, как есть или проверять мою электронную почту.