Рассмотрен ряд актуальных разработок в области антропоморфной робототехники: роботизированные экзоскелеты, андроидные платформы с системой управления копирующего типа, андроидные платформы с системами управления комбинированного типа, роботы-аватары и андроиды. Выделены ключевые подсистемы робототехнической платформы: средства очувствления, средства самодиагностики, безопасности и назначения приоритетов, энергетическая подсистема, информационно-вычислительный комплекс. Определены важнейшие подсистемы “солдата будущего”, представляющего собой экипировку в виде многофункционального активного экзоскелета, дополненного необходимым снаряжением.
Приведены основные проблемы, с которыми сталкиваются разработчики антропоморфной робототехники. Так, создание исполнительных механизмов роботов, максимально соответствующих анатомии человека, сдерживается большим числом степеней подвижности тела человека. Для габаритов человека традиционные виды силовых приводов, такие как электромеханические, электрогидравлические и электропневматические, проигрывают по своим удельным характеристикам человеческим мышцам. Очевидно, наибольшие перспективы в этой области связаны с применением искусственных мышц. Проблема формирования обратных связей по всем видам чувств, с целью обеспечения оператору эффекта присутствия на месте робота, также к настоящему времени не решена. Остро стоит вопрос создания совершенной системы дистанционного управления, позволяющей получать от оператора однозначные сигналы для управления роботом. В настоящее время отсутствует полностью автономная система управления с элементами искусственного интеллекта. Особое внимание уделено проблемам создания источников энергии, способных обеспечить приемлемую автономность мобильных робототехнических систем. Отмечены наиболее перспективные на сегодняшний день источники энергии.
Рассмотрены некоторые вопросы разработки системы управления, способной работать в копирующем, супервизорном, комбинированном и автономном режимах. Представлены основные функции сенсорной системы. Показаны некоторые аспекты построения систем управления для перспективных средств антропоморфной робототехники, в том числе и с элементами искусственного интеллекта.
В целом, проведённый анализ показывает возможность революционного развития ряда ключевых направлений антропоморфной робототехники.
The paper considers a number of current developments in the field of anthropomorphic robotics, namely robotic exoskeletons, android platform with copying control systems, android platform with autonomous control systems, avatars, and androids. Highlights the key subsystems of the robotic platform such as sensitization tools, tools of self-diagnostics, security and prioritization, a power subsystem, and computer system. Identifies the most important subsystem of a “future soldier” to represent an equipage as a multifunctional active exoskeleton, completed with the necessary equipment.
The paper shows the main problems the developers of anthropomorphic robotics face. For example, many degrees of the human body freedom curb a creation of the actuating mechanisms of robots, which fit the human anatomy as much as possible. For the human sizes the specific characteristics of traditional types of actuators, such as electromechanical, electro-hydraulic and electro-pneumatic are worse than those of the human muscles. Clearly, the greatest prospects in this area are associated with artificial muscles. There is also no so far a solution for the problem of creating the feedbacks in all kinds of senses to ensure that an operator has a feeling that he is in the place of the robot. There is much tension around the issue of creating a perfect remote control system that allows the operator to obtain unambiguous signals to control the robot. There is currently no completely autonomous control system with elements of artificial intelligence. Particular attention is paid to the problems of creating power sources that can provide affordable autonomy for mobile robotic systems. The most, presently, promising power sources are mentioned.
The paper considers some development aspects of the control system, which is capable to run in a copier, supervisory, combined and offline modes. Presents the most important functions of the robot sensory system. Shows some aspects of building control systems for advanced facility of anthropomorphic robotics, including systems with elements of artificial intelligence.
Taken as a whole, the analysis conducted shows that a revolutionary development of a number of key areas of the anthropomorphic robotics is possible.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.