Сушка победил Орла

Российские истребители Су-30МКИ лучше основного американского истребителя F-15С "Игл". Военно-воздушные силы стран, на вооружении которых находятся "сушки", имеют определенное преимущество и в перспективе могут представлять угрозу американскому господству в воздухе.

Как ни парадоксально, но такой безапелляционный вывод сделали не представители российского Минобороны, а их главные конкуренты - американцы. А признали они факт превосходства после индийско-американских военно-воздушных учений Red Flag ("Красный флаг"), которые прошли в августе в США. В них сошлись российский истребитель корпорации "Иркут" Су-30МКИ (глубокая модернизация Су-27) индийских ВВС и американские асы на F-15C "Игл" (Орел) фирмы McDonnell Douglas.

Су-30 считается самым современным и совершенным серийным российским истребителем, и потому его с большим интересом приглашают к участию в учениях авиации разных стран. Индийские пилоты уже встречались с американскими F-15 и F-16. Сражались с французскими "Миражами" и британскими "Тайфунами". Не стали исключением и самые престижные учения "Красный флаг", которые военные эксперты считают наиболее реалистичными "военными играми" тактической боевой авиации в мире.

Американцы проводят их с 1975 года под влиянием опыта вьетнамской войны. Считается, что основные потери авиация несет на первых 10 боевых вылетах, когда пилот из-за отсутствия опыта и сложной тактической обстановки может быть легко сбит. В результате и родилась идея предоставить летчикам Американский возможность совершить первые "боевые" вылеты в безопасных, но максимально приближенных к боевым условиях. Через это горнило "игрушечной войны" прошли пилоты практически всех стран союзников США. Индийцев пересечь Атлантику пригласили впервые.

Учения проводятся на территории базы и полигона Неллис (Nellis) в штате Невада рядом с городом развлечений Лас-Вегасом. На огромной площади 110 на 190 км размещены более 50 "целей": железнодорожная линия с поездами, промышленные объекты, здания, мосты, машины и бронетранспортеры. Отдельно стоят радиолокационные станции, работающие на боевых частотах, пусковые установки зенитных ракет и зенитная артиллерия.

По сценарию Су-30МКИ противодействовали в контактном воздушном бою, наносили удары по целям на земле и поучаствовали в учебном дальнем воздушном бою, имитируя пуски ракет. И, несмотря на то что работали "вполсилы" (командование ВВС Индии не разрешало своим летчикам полностью задействовать аппаратуру самолетов, чтобы не раскрывать ее истинных возможностей), неизменно выходили победителями. ВВС Индии уже поставлено более 100 самолетов и технологических комплектов Су-30МКИ для их самостоятельной сборки индийской корпорацией ХАЛ.

Су-30МКИ - это сверхманевренность

По словам начальника Липецкого центра повышения летной квалификации пилотов ВВС России (это такая же школа, как и "Топ Ганн" из одноименного американского фильма с Томом Крузом в роли американского пилота) Александра Харчевского, Су-З0МКИ специально создан по заказу ВВС Индии корпорацией "Иркут". По своим боевым возможностям и летным характеристикам этот самолет не только значительно превзошел Су-27 (на базе которого создавался), но и признается одним из лучших многоцелевых истребителей в мире. Он стал первым серийным самолетом, обладающим сверхманевренностью за счет высокоэффективной интегральной аэродинамической схемы, системы управления вектором тяги двигателей АЛ-31ФП и управляемого переднего горизонтального оперения.

Машина набирает скорость по восходящей траектории быстрее F-15. Последнему надо постоянно делать своеобразную "ступеньку" - пролетать в какой-то момент по прямой. А двигатель с поворотным вектором тяги позволяет машине еще и выполнять маневры, недоступные американцам. Например, резко тормозить всем фюзеляжем, встав на хвост, и пролетать так на минимальной скорости, крутиться, словно лист на ветру, буквально на одном месте. Все это, как говорят специалисты, дает реальное преимущество в ближнем - контактном бою. А для дальнего боя, где, как считается, американцы сильнее, на "сушке" стоит новейшая радиолокационная станция "Барс Мк 3", позволяющая пилоту не только применять оружие в маневренном полете на большой дальности, но и одновременно атаковать одну воздушную и одну наземную цели. Успешный опыт эксплуатации этих машин в Индии повлиял на решение руководства Малайзии и Алжира купить аналогичные истребители.

Сушка против Орла

Российские истребители Су-30МКИ лучше основного американского истребителя F-15С "Игл". Военно-воздушные силы стран, на вооружении которых находятся "сушки", имеют определенное преимущество и в перспективе могут представлять угрозу американскому господству в воздухе.

Как ни парадоксально, но такой безапелляционный вывод сделали не представители российского Минобороны, а их главные конкуренты - американцы. А признали они факт превосходства после индийско-американских военно-воздушных учений Red Flag ("Красный флаг"), которые прошли в августе в США. В них сошлись российский истребитель корпорации "Иркут" Су-30МКИ (глубокая модернизация Су-27) индийских ВВС и американские асы на F-15C "Игл" (Орел) фирмы McDonnell Douglas.

Су-30 считается самым современным и совершенным серийным российским истребителем, и потому его с большим интересом приглашают к участию в учениях авиации разных стран. Индийские пилоты уже встречались с американскими F-15 и F-16. Сражались с французскими "Миражами" и британскими "Тайфунами". Не стали исключением и самые престижные учения "Красный флаг", которые военные эксперты считают наиболее реалистичными "военными играми" тактической боевой авиации в мире.

Американцы проводят их с 1975 года под влиянием опыта вьетнамской войны. Считается, что основные потери авиация несет на первых 10 боевых вылетах, когда пилот из-за отсутствия опыта и сложной тактической обстановки может быть легко сбит. В результате и родилась идея предоставить летчикам Американский возможность совершить первые "боевые" вылеты в безопасных, но максимально приближенных к боевым условиях. Через это горнило "игрушечной войны" прошли пилоты практически всех стран союзников США. Индийцев пересечь Атлантику пригласили впервые.

Учения проводятся на территории базы и полигона Неллис (Nellis) в штате Невада рядом с городом развлечений Лас-Вегасом. На огромной площади 110 на 190 км размещены более 50 "целей": железнодорожная линия с поездами, промышленные объекты, здания, мосты, машины и бронетранспортеры. Отдельно стоят радиолокационные станции, работающие на боевых частотах, пусковые установки зенитных ракет и зенитная артиллерия.

По сценарию Су-30МКИ противодействовали в контактном воздушном бою, наносили удары по целям на земле и поучаствовали в учебном дальнем воздушном бою, имитируя пуски ракет. И, несмотря на то что работали "вполсилы" (командование ВВС Индии не разрешало своим летчикам полностью задействовать аппаратуру самолетов, чтобы не раскрывать ее истинных возможностей), неизменно выходили победителями. ВВС Индии уже поставлено более 100 самолетов и технологических комплектов Су-30МКИ для их самостоятельной сборки индийской корпорацией ХАЛ.

Су-30МКИ - это сверхманевренность

По словам начальника Липецкого центра повышения летной квалификации пилотов ВВС России (это такая же школа, как и "Топ Ганн" из одноименного американского фильма с Томом Крузом в роли американского пилота) Александра Харчевского, Су-З0МКИ специально создан по заказу ВВС Индии корпорацией "Иркут". По своим боевым возможностям и летным характеристикам этот самолет не только значительно превзошел Су-27 (на базе которого создавался), но и признается одним из лучших многоцелевых истребителей в мире. Он стал первым серийным самолетом, обладающим сверхманевренностью за счет высокоэффективной интегральной аэродинамической схемы, системы управления вектором тяги двигателей АЛ-31ФП и управляемого переднего горизонтального оперения.

Машина набирает скорость по восходящей траектории быстрее F-15. Последнему надо постоянно делать своеобразную "ступеньку" - пролетать в какой-то момент по прямой. А двигатель с поворотным вектором тяги позволяет машине еще и выполнять маневры, недоступные американцам. Например, резко тормозить всем фюзеляжем, встав на хвост, и пролетать так на минимальной скорости, крутиться, словно лист на ветру, буквально на одном месте. Все это, как говорят специалисты, дает реальное преимущество в ближнем - контактном бою. А для дальнего боя, где, как считается, американцы сильнее, на "сушке" стоит новейшая радиолокационная станция "Барс Мк 3", позволяющая пилоту не только применять оружие в маневренном полете на большой дальности, но и одновременно атаковать одну воздушную и одну наземную цели. Успешный опыт эксплуатации этих машин в Индии повлиял на решение руководства Малайзии и Алжира купить аналогичные истребители.

Эмо-роботы

Nexi, она хорошая. У неё столь живое лицо, что начинаешь общаться на равных. И её совсем не хочется расстраивать. Заботиться и ухаживать – вот что хочется. А ещё возникает непреодолимое желание пройтись по всему репертуару доступной мимики. Что и говорить, задумана девочка-робот с прицелом на будущее. Роботизированное. В общем, они уже идут за вами!

Будущее, заметим, оно уже не то, что раньше. Мир роботов Азимова, с подкупающей реалистичностью экранизированный Голливудом всего лишь несколько лет назад, сегодня не кажется чем-то заоблачно фантастическим. Хотя бы в силу того, что подумать об этом и представить во всей красе многим уже удалось.

Но и технический прогресс старается не отставать. Учёные взялись за дело всерьёз, и затянувшаяся пьеса "В ожидании искусственного интеллекта" не означает, что он совсем не придёт. Наоборот, перспективы кажутся настолько осязаемыми, что возникла необходимость придать, как говорится, нашим будущим соплеменникам человеческое лицо.

Принципиальная схема развития "эмоциональной" робототехники для большинства проектов выглядит примерно так. Однако, как заявляют массачусетские учёные, до сих пор обучающиеся и коммуникативные системы не были адекватно реализованы "в металле" – лишь на компьютерных тренажёрах (иллюстрация Coradeschi et al./MEMBRANA).

Впрочем, антропоморфные машины нужны исключительно для служения человеку. Охранять границы человекоподобными роботами – не совсем разумно. Для этого вполне подойдут и бесплотные сущности. Обычная колючка и датчики движения – уже неплохо.

А вот "приручить" думающих роботов, помочь людям пообвыкнуть в общении с ними – совсем другая история. В конце концов, лучший интеллект на сегодняшний день – человеческий. И большинство AI-проектов (и прожектов) представляют собой некое его подобие. Логично и вполне естественно сделать соответствующую внешнюю оболочку.

Именно для этих целей группа разработчиков из Массачусетского технологического института (MIT) и придумала Некси (Nexi), робота с детским лицом и недетским набором эмоций.

По официальной версии, это – "платформа для исследовательских проектов в области взаимодействия человек-робот и робот-робот". Если перевести на простой язык, это означает: подготовить людей к машинам, а последних научить ещё и между собой общаться.

Каким образом? По аналогии с человеком – используя подражательное поведение, то есть имитируя манеру общения и эмоции Homo sapiens.

Для этого команда из MIT задумала создать группу из четырёх андроидов – мобильных, умеренно сообразительных и имеющих человекоподобные системы коммуникации. Новый "революционный" класс самодвижущихся и общительных роботов получил название MDS (Mobile/Dexterous/Social – мобильные/сообразительные/общительные).

Сходство с человеком может упростить и ускорить обучение людей общению с техникой – сплошь роботизированной по нынешним временам. Бабушки в возрасте могут и не звать внуков, если у них есть такая внучка (иллюстрация MIT).

Некси – первенец американских учёных. И она уже способна на многое. Например, на простейшие типы ответной реакции при общении с человеком. То ли ещё будет!

Способность к самообучению – в духе Терминатора – ставится в проекте MDS во главу угла. Робот должен не просто демонстрировать человекоподобные ужимки, но и угадывать или, вернее, планировать свою реакцию на тот или иной раздражитель. И вести себя соответственно.

В случае с Некси в качестве принципиальной основы для репликации были взяты дети. Их внутренний мир достаточно хорошо изучен, более примитивен с точки зрения формирования ответной реакции (в сравнении с "продуманными" взрослыми). И при этом непосредственен.

Эмоциональная сфера ребёнка формируется в первую очередь через подражательное поведение. А образцом для подражания выступает взрослый. Человек разумный.

У нексиного лица – 15 степеней свободы (иллюстрация MIT).

Конкретные результаты такого подхода – очень правдоподобное копирование лицевой мимики и реакции на те или иные раздражители.

С технической точки зрения система мимикрии реализована не то чтобы уж очень навороченно, но достаточно замысловато.

Механизм поворота девичьей шеи имеет четыре степени свободы, а сама голова движется "с человеческой скоростью", то есть максимально правдоподобно в динамике. Благодаря этому робот умеет кивать, качать головой или смотреть по сторонам.

Лицо Некси способно выражать основные эмоции: она может пристально смотреть на вас, может удивлённо вскидывать брови, кокетливо хлопать ресницами или прищуривать веки, а также привлекает к экспрессии подбородок.

Эмоции – врождённый механизм, но внешние проявления эмоций не всегда являются врождёнными – некоторые приобретаются в результате обучения и воспитания (например, интенсивная жестикуляция у южных народов). Этому и собираются научить девочку-робота (иллюстрация MIT).

А вот и самое интересное – системы коммуникации. Глаза девочки-робота скрывают две камеры на светочувствительных фотодиодах (CCD), а в качестве "третьего глаза" установлена активная инфракрасная камера (active 3D IR camera), которая позволяет получать трёхмерные снимки окружающих предметов.

С учётом того, что современная техника фиксирует многие невидимые человеческим взглядом проявления эмоций (внешние приметы которых, в свою очередь, заботливо описаны физиологами), у Некси есть все шансы стать более проницательной, чем иные люди. По крайней мере, просчитывать свою реакцию заранее – точно.

Кстати говоря, органы чувств визуальной составляющей не ограничиваются: на голове установлены четыре микрофона – для "эхолокации" собеседника и – в будущем – для распознавания речи. А вот устройство для её синтезирования уже имеется. Есть и специальные тактильные сенсоры по всему телу. Пардон, корпусу.

Действительно, Некси – это не только ценная мимика, но способность активно проявлять себя в пространстве. В первую очередь – передвигаться, огибая препятствия.

"Тело" робота реализовано на платформе мобильного манипулятора uBot-5 работы мастеров из соседнего университета в Амхерсте (UMASS Amherst). А uBot-5, в свою очередь, построен на шасси Segway. По словам разработчиков, такая конструкция позволяет уверенно передвигаться в закрытых помещениях.

У Некси есть не только "ноги", но и две полномасштабные автоматизированные руки – с хватательным механизмом, близким по своим характеристикам человеческой кисти, и вращающимся плечевым суставом, обеспечивающим "невиданную свободу движения".

Усилиями обеих рук Некси может поднять около 4,5 килограмма. Длина их обусловлена не только индивидуальными потребностями робота, но и возможностью использования их в коммуникативных экспериментах – например, когда роботов MDS просят совместными усилиями поднять что-нибудь тяжёлое и перенести на другое место. На двух фото справа – платформа uBot-5 в своём первозданном виде (фото MIT, flickr.com/sbisson).

У предплечья и кистей – по пять степеней свободы. На каждой ладони по четыре пальца, один из которых указательный, а один – большой, противопоставленный трём остальным по аналогии с человеком разумным.

Девочка может аккуратно что-то брать и вертеть в руках – пальцы у неё гибкие. Теоретически роботы MDS должны научиться подключать жестикуляцию к лицевой экспрессии.

Источник энергии – либо литиево-ионные батареи (для автономного передвижения), либо электричество из розетки (для статичных мизансцен).

Специальная система датчиков обеспечивает устойчивость и координацию движений, а ориентирование на местности и объезд препятствий возможны благодаря встроенному комнатному лазеру. Соответствующая программная оболочка реализована на базе Linux.

Пальцы робота состоят из трёх фаланг – как у человека (фото MIT).

Вот вкратце основные ТТХ эмо-робота. Пора задуматься о перспективах и осуществимости замыслов.

Появления персональных роботов, призванных облегчить жизнь человеку, а где-то и разнообразить (или даже одушевить) её, в настоящий момент с энтузиазмом ждут в системе здравоохранения, ухода за пожилыми людьми (на Западе это целая индустрия) и в образовательной сфере.

Хотя достижения в развитии самообучающихся роботов значительны, полностью реализовать эту концепцию без привлечения искусственного интеллекта вряд ли получится.

Но к тому моменту, когда это произойдёт, надеются массачусетские учёные, всё уже будет готово к тому, чтобы упаковать интеллект в соответствующую оболочку. Это как современная электронная начинка у самолётов: без неё они на поле боя малопригодны, но и на кукурузник продвинутые "мозги" ставить бессмысленно.

Пока не понят сам человек, о возможности репликации его эмоциональной сферы говорить рано. По крайней мере, путём создания соответствующих алгоритмов. Более того, способность реагировать самым неожиданным образом – не побочный продукт, а фундаментальная характеристика человеческой психики, связанная с адаптацией (фото с сайта industryweek.com).

Немного смущает лишь то, что строгой теории эмоций не существует. Не говоря уже о том, что наука не знает, что такое "интеллект" – это, по большому счёту, условное понятие. Впрочем, многие ответные реакции можно алгоритмизировать и ручками, без AI.

Но вот какая штука: человек действует только тогда, когда его действия имеют смысл. Причём речь не о каком-то идеалистическом "смысле жизни", а о вполне конкретных унаследованных биохимических комплексах, сигнализаторами которых и являются эмоции.

Не совсем понятно, чем себя будут стимулировать роботы. Может, изощрёнными формами нулей и единичек, а может, и ещё чем. Но есть шанс, что их эмоции будут проявляться в совершенно неподходящих для этого ситуациях. Тогда весь проект – насмарку.

Ещё среди возможных рисков, наверное, стоит упомянуть подвижность чувственной сферы, которая необходима для гибкости и адаптации. Что из этого следует? Эмоции нужно воспитывать. И для девочки Некси – по аналогии со вполне реальными детьми – это очень актуально. К чему приведёт подражание множественным "родителям" – большой вопрос.

Unreal Tournament 2004 (иллюстрация MIT)."> Помимо "эмо-проекта" планируется создать симулятор виртуальной реальности для роботов MDS – в нём будут проводиться групповые "психологические" тренинги. К основному симулятору будет прилагаться дополнительный – для создания атмосферы и реализации "жёстких сценариев". Неудивительно: он разрабатывается на базе движка Unreal Tournament 2004 (иллюстрация MIT).

А в нынешнем виде антропоморфность машины может сыграть злую шутку: у человека возникнет иллюзия, что робот понимает больше, чем он может на самом деле.

Но есть, есть и плюсы, конечно. Помимо собственно крутизны Некси можно упомянуть симпатичность концепции искусственного лица. Женщины-андроиды, о которых мы писали и не раз и которые стремятся к полному "образу и подобию", оставляют после себя лёгкое чувство ужаса. От вроде бы человеческого лица как-то не по себе.

Да и сама идея о подражании очень хороша. В конце концов, специалисты MIT подчёркивают, что разработка "заточена" под эмпирическую модель. С помощью Некси и её будущих братьев и сестёр они хотят понять, что люди ожидают от роботов и в какой степени они это получат.

Иначе чем посредством опыта это сделать действительно невозможно.

Эмо

Nexi, она хорошая. У неё столь живое лицо, что начинаешь общаться на равных. И её совсем не хочется расстраивать. Заботиться и ухаживать – вот что хочется. А ещё возникает непреодолимое желание пройтись по всему репертуару доступной мимики. Что и говорить, задумана девочка-робот с прицелом на будущее. Роботизированное. В общем, они уже идут за вами!

Будущее, заметим, оно уже не то, что раньше. Мир роботов Азимова, с подкупающей реалистичностью экранизированный Голливудом всего лишь несколько лет назад, сегодня не кажется чем-то заоблачно фантастическим. Хотя бы в силу того, что подумать об этом и представить во всей красе многим уже удалось.

Но и технический прогресс старается не отставать. Учёные взялись за дело всерьёз, и затянувшаяся пьеса "В ожидании искусственного интеллекта" не означает, что он совсем не придёт. Наоборот, перспективы кажутся настолько осязаемыми, что возникла необходимость придать, как говорится, нашим будущим соплеменникам человеческое лицо.

Принципиальная схема развития "эмоциональной" робототехники для большинства проектов выглядит примерно так. Однако, как заявляют массачусетские учёные, до сих пор обучающиеся и коммуникативные системы не были адекватно реализованы "в металле" – лишь на компьютерных тренажёрах (иллюстрация Coradeschi et al./MEMBRANA).

Впрочем, антропоморфные машины нужны исключительно для служения человеку. Охранять границы человекоподобными роботами – не совсем разумно. Для этого вполне подойдут и бесплотные сущности. Обычная колючка и датчики движения – уже неплохо.

А вот "приручить" думающих роботов, помочь людям пообвыкнуть в общении с ними – совсем другая история. В конце концов, лучший интеллект на сегодняшний день – человеческий. И большинство AI-проектов (и прожектов) представляют собой некое его подобие. Логично и вполне естественно сделать соответствующую внешнюю оболочку.

Именно для этих целей группа разработчиков из Массачусетского технологического института (MIT) и придумала Некси (Nexi), робота с детским лицом и недетским набором эмоций.

По официальной версии, это – "платформа для исследовательских проектов в области взаимодействия человек-робот и робот-робот". Если перевести на простой язык, это означает: подготовить людей к машинам, а последних научить ещё и между собой общаться.

Каким образом? По аналогии с человеком – используя подражательное поведение, то есть имитируя манеру общения и эмоции Homo sapiens.

Для этого команда из MIT задумала создать группу из четырёх андроидов – мобильных, умеренно сообразительных и имеющих человекоподобные системы коммуникации. Новый "революционный" класс самодвижущихся и общительных роботов получил название MDS (Mobile/Dexterous/Social – мобильные/сообразительные/общительные).

Сходство с человеком может упростить и ускорить обучение людей общению с техникой – сплошь роботизированной по нынешним временам. Бабушки в возрасте могут и не звать внуков, если у них есть такая внучка (иллюстрация MIT).

Некси – первенец американских учёных. И она уже способна на многое. Например, на простейшие типы ответной реакции при общении с человеком. То ли ещё будет!

Способность к самообучению – в духе Терминатора – ставится в проекте MDS во главу угла. Робот должен не просто демонстрировать человекоподобные ужимки, но и угадывать или, вернее, планировать свою реакцию на тот или иной раздражитель. И вести себя соответственно.

В случае с Некси в качестве принципиальной основы для репликации были взяты дети. Их внутренний мир достаточно хорошо изучен, более примитивен с точки зрения формирования ответной реакции (в сравнении с "продуманными" взрослыми). И при этом непосредственен.

Эмоциональная сфера ребёнка формируется в первую очередь через подражательное поведение. А образцом для подражания выступает взрослый. Человек разумный.

У нексиного лица – 15 степеней свободы (иллюстрация MIT).

Конкретные результаты такого подхода – очень правдоподобное копирование лицевой мимики и реакции на те или иные раздражители.

С технической точки зрения система мимикрии реализована не то чтобы уж очень навороченно, но достаточно замысловато.

Механизм поворота девичьей шеи имеет четыре степени свободы, а сама голова движется "с человеческой скоростью", то есть максимально правдоподобно в динамике. Благодаря этому робот умеет кивать, качать головой или смотреть по сторонам.

Лицо Некси способно выражать основные эмоции: она может пристально смотреть на вас, может удивлённо вскидывать брови, кокетливо хлопать ресницами или прищуривать веки, а также привлекает к экспрессии подбородок.

Эмоции – врождённый механизм, но внешние проявления эмоций не всегда являются врождёнными – некоторые приобретаются в результате обучения и воспитания (например, интенсивная жестикуляция у южных народов). Этому и собираются научить девочку-робота (иллюстрация MIT).

А вот и самое интересное – системы коммуникации. Глаза девочки-робота скрывают две камеры на светочувствительных фотодиодах (CCD), а в качестве "третьего глаза" установлена активная инфракрасная камера (active 3D IR camera), которая позволяет получать трёхмерные снимки окружающих предметов.

С учётом того, что современная техника фиксирует многие невидимые человеческим взглядом проявления эмоций (внешние приметы которых, в свою очередь, заботливо описаны физиологами), у Некси есть все шансы стать более проницательной, чем иные люди. По крайней мере, просчитывать свою реакцию заранее – точно.

Кстати говоря, органы чувств визуальной составляющей не ограничиваются: на голове установлены четыре микрофона – для "эхолокации" собеседника и – в будущем – для распознавания речи. А вот устройство для её синтезирования уже имеется. Есть и специальные тактильные сенсоры по всему телу. Пардон, корпусу.

Действительно, Некси – это не только ценная мимика, но способность активно проявлять себя в пространстве. В первую очередь – передвигаться, огибая препятствия.

"Тело" робота реализовано на платформе мобильного манипулятора uBot-5 работы мастеров из соседнего университета в Амхерсте (UMASS Amherst). А uBot-5, в свою очередь, построен на шасси Segway. По словам разработчиков, такая конструкция позволяет уверенно передвигаться в закрытых помещениях.

У Некси есть не только "ноги", но и две полномасштабные автоматизированные руки – с хватательным механизмом, близким по своим характеристикам человеческой кисти, и вращающимся плечевым суставом, обеспечивающим "невиданную свободу движения".

Усилиями обеих рук Некси может поднять около 4,5 килограмма. Длина их обусловлена не только индивидуальными потребностями робота, но и возможностью использования их в коммуникативных экспериментах – например, когда роботов MDS просят совместными усилиями поднять что-нибудь тяжёлое и перенести на другое место. На двух фото справа – платформа uBot-5 в своём первозданном виде (фото MIT, flickr.com/sbisson).

У предплечья и кистей – по пять степеней свободы. На каждой ладони по четыре пальца, один из которых указательный, а один – большой, противопоставленный трём остальным по аналогии с человеком разумным.

Девочка может аккуратно что-то брать и вертеть в руках – пальцы у неё гибкие. Теоретически роботы MDS должны научиться подключать жестикуляцию к лицевой экспрессии.

Источник энергии – либо литиево-ионные батареи (для автономного передвижения), либо электричество из розетки (для статичных мизансцен).

Специальная система датчиков обеспечивает устойчивость и координацию движений, а ориентирование на местности и объезд препятствий возможны благодаря встроенному комнатному лазеру. Соответствующая программная оболочка реализована на базе Linux.

Пальцы робота состоят из трёх фаланг – как у человека (фото MIT).

Вот вкратце основные ТТХ эмо-робота. Пора задуматься о перспективах и осуществимости замыслов.

Появления персональных роботов, призванных облегчить жизнь человеку, а где-то и разнообразить (или даже одушевить) её, в настоящий момент с энтузиазмом ждут в системе здравоохранения, ухода за пожилыми людьми (на Западе это целая индустрия) и в образовательной сфере.

Хотя достижения в развитии самообучающихся роботов значительны, полностью реализовать эту концепцию без привлечения искусственного интеллекта вряд ли получится.

Но к тому моменту, когда это произойдёт, надеются массачусетские учёные, всё уже будет готово к тому, чтобы упаковать интеллект в соответствующую оболочку. Это как современная электронная начинка у самолётов: без неё они на поле боя малопригодны, но и на кукурузник продвинутые "мозги" ставить бессмысленно.

Пока не понят сам человек, о возможности репликации его эмоциональной сферы говорить рано. По крайней мере, путём создания соответствующих алгоритмов. Более того, способность реагировать самым неожиданным образом – не побочный продукт, а фундаментальная характеристика человеческой психики, связанная с адаптацией (фото с сайта industryweek.com).

Немного смущает лишь то, что строгой теории эмоций не существует. Не говоря уже о том, что наука не знает, что такое "интеллект" – это, по большому счёту, условное понятие. Впрочем, многие ответные реакции можно алгоритмизировать и ручками, без AI.

Но вот какая штука: человек действует только тогда, когда его действия имеют смысл. Причём речь не о каком-то идеалистическом "смысле жизни", а о вполне конкретных унаследованных биохимических комплексах, сигнализаторами которых и являются эмоции.

Не совсем понятно, чем себя будут стимулировать роботы. Может, изощрёнными формами нулей и единичек, а может, и ещё чем. Но есть шанс, что их эмоции будут проявляться в совершенно неподходящих для этого ситуациях. Тогда весь проект – насмарку.

Ещё среди возможных рисков, наверное, стоит упомянуть подвижность чувственной сферы, которая необходима для гибкости и адаптации. Что из этого следует? Эмоции нужно воспитывать. И для девочки Некси – по аналогии со вполне реальными детьми – это очень актуально. К чему приведёт подражание множественным "родителям" – большой вопрос.

Unreal Tournament 2004 (иллюстрация MIT)."> Помимо "эмо-проекта" планируется создать симулятор виртуальной реальности для роботов MDS – в нём будут проводиться групповые "психологические" тренинги. К основному симулятору будет прилагаться дополнительный – для создания атмосферы и реализации "жёстких сценариев". Неудивительно: он разрабатывается на базе движка Unreal Tournament 2004 (иллюстрация MIT).

А в нынешнем виде антропоморфность машины может сыграть злую шутку: у человека возникнет иллюзия, что робот понимает больше, чем он может на самом деле.

Но есть, есть и плюсы, конечно. Помимо собственно крутизны Некси можно упомянуть симпатичность концепции искусственного лица. Женщины-андроиды, о которых мы писали и не раз и которые стремятся к полному "образу и подобию", оставляют после себя лёгкое чувство ужаса. От вроде бы человеческого лица как-то не по себе.

Да и сама идея о подражании очень хороша. В конце концов, специалисты MIT подчёркивают, что разработка "заточена" под эмпирическую модель. С помощью Некси и её будущих братьев и сестёр они хотят понять, что люди ожидают от роботов и в какой степени они это получат.

Иначе чем посредством опыта это сделать действительно невозможно.

Земля меняет свое магнитное поле

Изменения в магнитном поле Земли заставили немецких ученых насторожиться. Согласно их вычислениям, в ближайшее время магнитное поле планеты может ослабнуть. Это подвергнет серьезной опасности спутники, находящиеся на орбите, так как они потеряют защиту от солнечной радиации. Наиболее заметными стали колебания поля в последние месяцы. Сильнее всего это проявляется в южной части Атлантического океана, где "толщина" магнитного поля составляет около одной трети от "нормы". За последние 150 лет, утверждают ученые, магнитное поле планеты ослабло примерно на 10%.
Источник

Наноуменьшитель

Размеры наноэлектроники подошли к пределу. Дальше все будет собираться само по себе из отдельных молекул. Сразу две группы учёных придумали, как заставить "кирпичики" блок-сополимеров собираться в упорядоченные структуры, повторяющие заданные шаблоны в гораздо меньших масштабах.

Если в углеродном материале графене многие специалисты видят прекрасную альтернативу кремнию в микро- и наноэлектронике, то альтернатива методам фотолитографии, которые сегодня используют при разметке кремниевых монокристаллов для микрочипов, до сих пор не была обозначена. Потребность в дальнейшем уменьшении размера единичного элемента микросхем постепенно начинает делать технологии фотолитографии неоправданно дорогими и сложными, а в перспективе – неприменимыми вовсе.

В качестве альтернативы фотолитографии может выступить технология самосборки наноэлементов литографической маски «снизу вверх», начиная с уровня отдельных молекул.


Принципиальных трудностей здесь две – во-первых, нужно научиться получать массив одинаковых элементов нанометрового масштаба, а во-вторых, уметь добиваться их упорядочения с такой же точностью. И если первую проблему – создание массива одинаковых нанометровых элементов – можно решить с помощью применения новых для микроэлектроники материалов блок-сополимеров, то добиться их хорошего упорядочения в этом масштабе до сих пор не получалось.

Сразу две научные группы опубликовали в свежем выпуске журнала Science статьи, посвященные применению блок-сополимеров в будущей цифровой индустрии. Их достижения позволяют добиться упорядочения структур размером меньше 50 нм (это в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса) с помощью гораздо более крупных шаблонов.

Полимерные цепи молекул блок-сополимеров состоят из двух или более компонентов разной химической природы, связанных между собой сильной ковалентной химической связью. Различие в природе этих блоков определяет тенденцию к разделению разнородных компонентов в объеме полимера, однако полного расслоения не происходит – именно благодаря химической связи между разными типами блоков полимерных цепочек.

В результате, в нанометровом масштабе (~10 нм) в объеме блок-сополимера формируется блочная структура. Она может быть построена из «кирпичиков» различной формы – сфер, цилиндров, чешуек и так далее, которые отражают распределение одного компонента блок-сополимера в матрице другого. Форма и характер распределения таких кирпичиков часто оказываются зависимыми от объемного соотношения компонентов.

Если на основе структур таких элементов научиться делать литографические маски для создания структуры наноразмерных элементов микросхем, это помогло бы в несколько раз увеличить плотность элементов и уменьшить размеры современной наноэлетроники.


Литография
В полупроводниковой индустрии и микромеханике при использовании технологии литографии поступают следующим образом. Кремниевую пластину, на которой собираются вытравливать микрообъекты, покрывают слоем...

Проблема в том, что массивы таких элементов в объеме блок-сополимера при застывании вещества формируют лишь небольшие домены с упорядоченной структурой, тогда как весь блок-сополимер остается подобием поликристаллического вещества, состоящего из неупорядоченного множества доменов-кристаллов.

Команда Карла Берджена из Массачусетского технологического института в своей статье описала методику выращивания пленки блок-сополимеров с упорядоченной структурой в макромасштабе с использованием шаблона гораздо больших размеров, чем итоговая структура.

В качестве блок-сополимера учеными был выбран полистирен-b-полидиметилсилоксан, с объемной долей полидиметилсилоксана 16,5%. Такой материал обладает тенденцией к сегрегации разных по природе компонентов, чувствительность которых к различным химическим агентам также сильно различается. Структура блок-сополимера состоит из сфер полидиметилсилоксана диаметром 20 нм, с расстоянием между центрами сфер 40 нм.

Диаметр и высота
столбиков были подобраны таким образом, чтобы точно заместить некоторые наносферы в самособирающейся структуре блок-сополимера, нанесенного на поверхность подложки-шаблона. Поверхность подложки, полученной...

Чтобы заставить эти наносферы образовать упорядоченную структуру в макромасштабе, ученые приготовили подложку-шаблон со структурными элементами – цилиндрическими столбиками, пространственное расположение которых соответствует структуре сфер в доменах блок-сополимера, однако имеет в несколько раз большие масштабы.

В сочетании с особым покрытием на поверхности шаблона эти столбики заставили наносферы самостоятельно выстроиться в практически идеальную структуру.


Аналогичный подход продемонстрировала и группа Пола Нили, сотрудника университета Висконсин-Мэдисон, работавшая в сотрудничестве с корпорацией Хитачи. Однако вместо цилиндров, вытравленных электронным пучком, на подложке вытравливались круглые точки, которые в дальнейшем подвергались химической модификации. Вместо полидиметилсилоксана команда Нили использовала полиметилметакрилат в качестве примесного компонента в матрице из полистирена. Этот компонент, в отличие от полидиметилсилоксана формирует не сферические, а цилиндрические упорядоченные в пространстве блоки.

Как оказалось, для создания идеальной бездефектной структуры таких цилиндрических блоков с достаточно повторить эту структуру в точечном орнаменте на поверхности подложки с увеличенным в несколько раз размером решетки. Причем даже если размер точечного маркера на поверхности решетки вдвое превысит размер основания цилиндрического структурного элемента, это не помешает системе самоорганизоваться в идеально упорядоченную решетку. Статья ученых вышла в том же номере Science.

Полимерные карандаши
способны наносить как очень тонкий орнамент на подложку, толщиной порядка десятков нанометров, так и рисовать очень жирно. Толщина линии фоторезиста, оставляемого на поверхности полимерным карандашом определяется...

Дальнейшие работы в этом направлении должны позволить отказаться от применения травления шаблона с помощью электронного пучка в пользу более дешевых и масштабных технологий, подобных фотолитографической. Одной из них может стать и технология «полимерного карандаша» – массива остроконечных полимерных элементов, которые «закрашивают» фоторезистентным материалом саму поверхность, на которой «вытравливается» нужный узор. При дальнейшем фотолитографическом процессе можно вовсе обойтись без маски.

Более подробно с инновационной методикой группы Чада Миркина из американского Северо-Западного университета можно ознакомиться в статье, которая также опубликована в последнем выпуске Science Express.

Городская война

Американцы – большие любители изобретать полезные вещи. Даже если эти вещи уже были изобретены до них. Как, например, колёса. Но не те, что придумали вавилоняне, а весьма перспективные на сегодняшний день безвоздушные шины. Что ж, когда дело касается военной техники, тут хочешь не хочешь, а делай всё самостоятельно. Речь ведь идёт о национальной безопасности!

Мы уже подробно писали о прототипе непневматической покрышки Tweel компании Michelin, представленном в 2005 году и произведшем настоящий фурор в автомобильной индустрии.

Основу Tweel, напомним, составлял полиуретановый корпус в виде гибких клиновидных спиц. Материал отличался повышенной износостойкостью и проявлял амортизационные свойства, аналогичные традиционным шинам, – за счёт своей упругости.

Когда Tweel начинает качение, гибкие полиуретановые спицы поглощают дорожные неровности аналогично пневматическим шинам. Боковина и протектор также деформируемые (то есть способные вернуть себе первоначальную форму). Расположение спиц можно менять в зависимости от характеристики транспортного средства и условий эксплуатации (иллюстрация с сайта howstuffworks.com).

У новых покрышек был ряд ощутимых преимуществ, в том числе отсутствие необходимости обслуживания, возможность использования сменного протектора и последующей переработки, а ещё – лучшая поперечная устойчивость. Например, на тестах Audi A4 удалось в пять раз превзойти традиционные шины по этому показателю.

Только подумайте: под угрозу был поставлен рынок объёмом более $120 миллиардов! Однако другие лидеры индустрии, например Bridgestone и Goodyear, не спешили объявлять о своих достижениях в новой области. Да и сама Michelin заявила, что будет готова вывести на рынок Tweel не ранее середины следующего десятилетия (то есть где-то к 2015 году).

Очевидно, что какие-то проблемы и подводные камни, связанные с коммерческим использованием непневматической шины, всё же существуют. Скорее всего, вопрос упирается в надёжность и износостойкость материала. Но сама идея не пропала даром: на неё обратили внимание военные.

Причина тому – война в Ираке. Применение кустарно изготовленных мин наносит войскам несколько видов ущерба. В первую очередь это вроде бы прямые потери личного состава в результате взрыва.

Но американцы не склонны полагаться на очевидные данные. Проанализировав боевые сводки, они пришли к выводу, что наибольший вред дорожные фугасы, заложенные повстанцами, причиняют как раз после детонации.

Самонакачивающиеся шины для Humvee. Вверху: особенности конструкции. Внизу: гражданский "Хаммер", оснащённый такой системой (иллюстрации с сайтов howstuffworks.com, pubpages.unh.edu).

Когда военная техника выходит из строя, солдаты внутри Humvee или другого транспортника зачастую оказываются запертыми внутри горящей "клетки". Выйти наружу мешает либо горение техники, либо прицельный огонь противника.

Всё потому, что у обычного "Хаммера" установлены пневматические шины. Армия уже давно искала выход из этого положения, заказывая разработку различных версий "устойчивых" колёс.

Например, самонакачивающиеся покрышки CTIS со специальными вставками run-flat, которые позволяют продолжить движение даже после того, как покрышка полностью спущена.

"С нами связалась Исследовательская лаборатория армии США и заказала разработку новой колёсной системы для Humvee. Они пояснили, что покрышки run-flat оставляют Humvee достаточно уязвимыми для врага", — говорит Эд Холл (Ed Hall), коммерческий директор Resilient (фото с сайта sciam.com/Resilient Technologies).

Однако ни одна из применяемых на сегодняшний день систем не удовлетворяет военных полностью. Тем более что боевые действия американцы в основном ведут в городских условиях и обозначенная "проблема конвоя" с каждым новым столкновением становится всё актуальнее.

В качестве "идеального варианта" рассматривается такая покрышка, которая обладала бы обычными свойствами в повседневной эксплуатации и при этом не теряла их после прицельного попадания. То есть продолжала катиться как ни в чём не бывало, быстро и на большие расстояния.

Новую альтернативу существующим решениям совместными усилиями разработали компания Resilient Technologies и Центр полимерной инженерии при университете Висконсина в Мэдисоне (University of Wisconsin–Madison's Polymer Engineering Center).

	Упругие свойства пластика позволяют шине "проглатывать" неровности и прочие небольшие препятствия как и обычной покрышке (фото с сайта sciam.com/Resilient Technologies).

На эти цели был потрачен $18-миллионный грант Пентагона на разработку "технологии непневматических шин" (Non-pneumatic tire — NPT). Безвоздушных то есть.

Проект длился два года, стало быть, стартовал в конце 2005-го или начале 2006 года. О мишленовской Tweel к тому времени было уже известно. Так почему же американцы не прибегли к услугам французов? Ведь разработали полиуретановую шину как раз американские инженеры (из соответствующего подразделения французского концерна).

Не исключено, что причина вовсе не в "национальной безопасности", а в надёжности. Создатели Tweel изначально исходили из коммерческих перспектив продукта на массовом рынке и тест-драйвы устраивали на обычных авто.

Удалось получить в пять раз большую управляемость, хорошо. Но военным-то что за дело? Humvee и так ездит как хочет. Скорее всего, проблемы с износостойкостью оказались достаточно веским фактором при выборе подрядчика.

Косвенно об этом свидетельствует само конструктивное решение – полимерные соты. Чем больше гибкость внутреннего обода, тем более комфортна езда. На прототипе Michelin с этим дела, очевидно, обстоят получше. Но вот армейцам такие нежности ни к чему.

Resilient подчёркивает, что помимо большей надёжности покрышки NPT обладают лучшими термодинамическими характеристиками. То есть лучше отводят тепло – площадь поверхности контакта с атмосферой гораздо больше, чем у обычных шин (фото с сайта sciam.com/Resilient Technologies).

Сотовая структура шин NPT позволяет им выдерживать больший вес, более эффективно рассеивать тепло (уже по сравнению с обычными покрышками) и быть устойчивыми к повреждению в силу особенностей своей конструкции и характеристик полимера.

"Конструкция очень надёжна и при прямом попадании, — заявляет Эд Холл. – Даже если 30% внутренних пластин будут разрушены, покрышка продолжит работать в обычном режиме".

В компании сейчас работают над тем, чтобы Исследовательская лаборатория армии США (U.S. Army Research Lab), являющаяся заказчиком, одобрила проект.

Соты выполнены в классическом шестигранном стиле, но с учётом действующих на колесо сил. В качестве кандидата на роль несущей конструкции рассматривались многие полимеры. В итоге отобрали некий состав, который устроил военных: ресурс пробега составляет 15 000 километров (фото с сайта sciam.com/Resilient Technologies).

Если испытания пройдут успешно, планируется продать патент военным, чтобы они производили безвоздушные шины самостоятельно.

Resilient не сообщает, во что может обойтись производство шин, и даже состав полимера, из которого они изготовлены, держится в секрете – военная тайна. Впрочем, учитывая достижения других разработчиков, она вполне может превратиться в секрет Полишинеля.

На сегодняшний день покрышка существует в режиме прототипа. В апреле 2008 года тесты NPT прошли на полигоне Национальной гвардии США в Уосо (Wausau). Размерность покрышек полностью соответствует требованиями Humvee – 37 дюймов (94 сантиметра). Но, в принципе, они могут применяться и на других колёсных транспортных средствах.

Хотя военные с энтузиазмом ждут начала поставок колёс в Ирак, перспективы их применения пока не до конца ясны. Несмотря на заявленный пробег, очевидно, существуют какие-то технологические ограничения на использование новинки.

Теперь военные считают, что характеристики новой системы добавят солдатам шансов выжить в боевых условиях. Вверху: тест на поведение при максимальной загрузке (в статичном положении). По условиям, это не менее 1746 килограммов. Внизу: тест на износостойкость (фото с сайта sciam.com/Resilient Technologies).

Во всяком случае, немного странным выглядит отказ разработчика от самостоятельного производства. Да и о планах по выпуску гражданской версии Resilient ничего не сообщает, а ведь это – возможный неслабый кусок упомянутого выше стомиллиардного пирога. Нехарактерно для американцев.

Не исключено, что полной замены обычных шин непневматическими вообще не произойдёт, или произойдёт, но в столь отдалённом будущем, что на это потребуется несколько десятилетий.

Хотя… Вспомним заявление Michelin о 2015 годе… В общем, технология интересная, и хотелось бы побыстрее увидеть результаты независимых испытаний.