Андроиды, актроиды и геминоиды

геминоид DK   Андроид (понятие размыто и считается ещё более относящимся к фантастике) – это человекоподобный робот или синтетический организм (такое уточнение имеется в англоязычной википедии) с искусственными кожей и волосами, добавим, что полноценный андроид должен иметь искусственный интеллект. Буквальный перевод с греческого - мужеподобная форма в отношении мускул, соответственно можно встретить термин гиноид (gynoid) женоподобная форма, но обычно слово андроид привязывается к обоим полам. Поскольку искусственный интеллект ещё не создан, то вводятся понятия как, например, в японских университетах геминоид (geminoid) или андроид серии геминоид, что имеет смысл машинная оболочка или андроидный суррогат. Также существует термин актроид (actroid) синоним geminoid, хотя можно предположить что актроид (манекен с ограниченным набором движений и эмоций) есть подмножество геминоид более обобщённого понятия, включающего ещё и телеуправление.

профессор Шарфе и его андроид    Технология - существенная часть человеческой жизни и фундамент для современного мышления людей. Многие наши надежды и страхи формируются идеями, имеющими отношение к новым, внезапно появляющимся технологиям, которые продолжат формировать будущее жизни, как мы видим его. Думается, нет области, сочетающей одновременно столько устоявшихся надежд и страхов, чем встреча с технологией, результат которой выглядит подобно нам, это – андроиды. Профессор Шарфе (Henrik Scharfe),  используя свою собственную андроидную копию как пункт отправления, изучает как новые технологии могут заставить нас думать иначе о наш будущий жизни и о нас самих.
   Генрик Шарфе является магистром (MA) в области вычислительной техники применительно к наукам и доктора наук (PhD) в человеко-ориентированной информатике. В течение многих лет, он был активным исследователем в перекрестных областях гуманитарных и технических наук. В 2007, Генрик Шарфе возглавил  направление компьютерной промежуточной эпистемологии (эпистемология - это теория и методология, рассматривающая проблему того, как можно получить знания об объекте и составить о нем истинное представление) в Аалборгском университетском центре (Aalborg University www.en.aau.dk) Дании. Его самый последний проект, Geminoid-DK, представляет андроидную копию самого себя чем и привлёк всемирное внимание.    
   Андроид, всем известный как DK (профессор датский, но изготовитель японская компания), продолжает оставаться искрой интереса и поднимает вопросы относительно взаимодействия между человеком и машиной в нашем технологическом будущем. Мысли и теории, которые Шарфе назвал «Андроидная реальность» заработали для него повсеместно многочисленные приглашения к дискуссиям и лекциям по данной тематике. Для увеличения фото жмите на изображение.


   В общем процесс научного поиска разбивается либо на создание чего-то инновационно-нового - никогда не существовавшего прежде, либо это новое конструируется как прототип реально существующих биологических объектов, являющихся своего рода подсказкой¹. При таком подходе гармония и совершенство, например, человеческого тела есть эталон и конечная цель. В зависимости от степени приближения к этой цели получаем и соответствующий результат от машинных оболочек к андроидам и далее к биороботам.  Лидерами по созданию «андроидов» на сегодня являются японцы, что отчасти объясняется культурой². Американские и европейские исследователи пользуются принципами англо-саксонского утилитаризма, то есть роботы создаются под определённо конкретные цели и функции, наличие эмоций у робота и даже наличие у него искусственного интеллекта лежат за пределами технического задания, если выполняется поставленная задача предназначения такой машины – классика роботы Бостон Динамикс.  Например, человеко-подобный робот Atlas разрабатывается с ходовой системы ног и далее вверх к туловищу и голове. Сама система ног называется Petman и служит для испытаний костюмов химзащиты. И другое дело японцы, которые хотят видеть в роботе друга, создают «оболочки» которые способны выражать эмоции, занимаются исследованием сознания в том числе и психически больных, в этом контексте может быть становится понятным по крайней мере в одном из разрезов, почему они запрашивали разрешение на получение куска мозга известного российского сексуального маньяка 90-х годов Чикотилло, по всей вероятности ими предполагалось провести биохимический анализ мозга, Россия им отказала, на сегодня это говорит о давности с какой идут подобные исследования. На период с 2007 по 2016 годы Япония планировала вложить финансовые ресурсы эквивалентные 250 млрд. долларам США в развитие своего роботостроения. Даже с коррекцией на кризис это громадные суммы.

    Одними из центров исследований и разработки андроидов являются:
    1) университеты Японии Токио, Осака;
    2) Корея компания www.solubot.com;
   3) Проект Aiko Гонконг-Канада www.projectaiko.com в котором известный канадский робототехник и единственный андроидотехник Канады Le Trung, объединились в совместной работе с гонконгским скульптором Ricky Ma Tsz Hang;
    4) МВТУ им. Баумана, Россия;
    5) Множество китайских фирм большинство наработок которых сводится к подражанию более известных моделей;геминоид-F (female): круглосуточно красивая женщина
   Функциональное предназначение таких андроидных суррогатов быть: экскурсионными гидами, живыми манекенами в витринах бутиков, уличными рекламными «зазывалами», домашними сиделками за пожилыми и больными людьми,  а также использоваться в индустрии развлечений. В Японии в одной из театральных постановок актроид-девушка (реальный робот) исполняет роль домашней сиделки и становится последним утешением и напутчиком у умирающей женщины, это очеловечивание робота уже не только посредством инженерии, а на уровне культурного кода. Андроидные копии выполняются вручную с реальных живых людей, кожа из селикона, причём наносится даже синева вен и линии жизни на ладонях, время изготовления около полугода.  Изюминкой актроидов-геминоидов является то, что они способны: совершать непроизвольные движения наподобие человеческих, имитировать человеческое дыхание, выражать эмоции с артикуляцией и изменением мимики лица, распознавать человеческую речь и интерактивно общаться в пределах совершенства программного обеспечения.  До самого последнего времени такие «оболочки» были пневматическими с воздушными мышцами, сокращающимися на 1/4 от своей длины, поэтому они практически бесшумны, но при этом "андроиды" находясь в фиксированной позе, не ходят поскольку воздушный компрессор с которым они связаны обычно спрятан в подиум или близлежащую обстановку, а трубки идут через ноги. В романе Владимира Набокова «Король, дама, валет» один из главных героев владелец магазина Драйер озадачивался идеей создания механического манекена, способного двигаться в витрине магазина и таким образом привлекать покупателей. Почти 90 лет спустя эта идея воплощается, но только уже на другом технологическом уровне.

  Хироши Ишигуро (Hiroshi Ishiguro http://www.geminoid.jp/en/) переводится с японского как "чёрный камень" профессор осакского университета, одевается во всё черное, имеет черную спортивную машину. Британцами по шкале 100 ныне живущих гениев поставлен на 26 место. Как он сам выражается для него геминоиды, теленоиды это не только игрушки, это - путь к самопознанию собственного Я через роботов, "я изучаю самого себя через них, я пытаюсь найти ответ на вопрос, что же такое всё-таки человечество, зачем мы существуем?" Свои лекции японским студентам профессор читает дистанционно через своего геминоида. При исследованиях отмечено, что человек настолько может "вживляться" в свою машинную оболочку, что если, например, поднести огонь к руке телеуправляемого андроида, то оператор рефлективно отдёргивает руку, что и копирует геминоид, то есть зафиксирован феномен (больше для европейского сознания) или явление переноса сознания на геминоида (понятие переноса сознания в восточных религиях существует издавна).  В итоге главная цель - искусственно смоделировать человека. На сегодня Ишигуро занимается изучением сознания и тесно сотрудничает  с учёными, изучающими психические процессы.

андроид Кенширо   Вы можете увидеть сегодня роботов: колибри, черепаху, белку и других животных, число которых достаточно, чтобы организовать чрезвычайно прибыльный зоопарк роботов. Но лишь некоторые исследователи смогли сымитировать человеческое тело вплоть до мускулов и костей.
   Исследователи в Университете Токио берут новые высоты будучи вдохновлёнными идеями биороботов (выполненные из органических и синтетических материалов, но не в смысле искусственно созданных биологических организмов)  наподобие Кенширо (Kenshiro), их новый человекоподобный мускульно-скелетный робот представлен на конференции Гуманоиды (Humanoids) в декабре 2012 года. Они добавили больше  мускулов и больше двигателей в свой робот Койджиро (Kojiro) 2010 года, делая внутреннюю структуру Kenshiro наиболее приближенной к человеческим формам. Смотрите новое тело на изображении рядом.

  Kenshiro имитирует тело среднего японского 12-летнего подростка, имея рост в 158 сантиметров и веся 50 килограммов. Тело Kenshiro зеркально повторяет почти все основные мускулы человека, это 160 штук, представляющие нечто мускульных шкивов в частности - 50 в ногах, 76 в корпусе, 12 в руках и плечах, и 22 на шее. По числу мускулов он превзошёл любого другого биогуманоидного робота.

   Чем обусловлена архитектура?
   Зачем пытаться имитировать человеческое тело? Такой подход объясняется возникающими мудреными проблемами с весовыми характеристиками конструируемых роботов. Юто Наканиши (Yuto Nakanishi), глава проекта, говорил о проблемах веса предыдущего робота Кензох (Kenzoh), тяги-сухожилия предка Кенширо управлялись из верхней части корпуса, которая весила 45кг. Для правильного выстроения центра масс его полный вес превышал бы 100кг!

<
   Это было много для веса сравнительно небольшого робота. Итак, они решили разрабатывать робот с теми же весовыми коэффициентами пропорции, что у человеческого тела. Например, 55 килограммовый мальчик должен иметь 5 кг в бедре и 2.5 кг кожного покрова. Kenshiro копирует этот коэффициент, с 4 кг в бедре и 2.76 кг заменителя кожи. Баланс – ключевой фактор.планарные мускулы
   Вес был только одним из нюансов, но исследователи также попытались сымитировать вращающий момент мускула и согласовать скорости. У Кенширо общая мощность на исполнительные органы 5 раз больше чем у Койджиро (2010), позволяющая такому роботу делать вещи подобно гимнастическим - например, подъём ног в видео выше. Kenshiro может получить почти ту же сумму совместного вращающего момента как у человека, с совместной угловой скоростью правда не совсем на человеческом уровне, в 70-100 градусах в секунду. Этот выбор является оптимальным решением в весе и мощности, так как большие и прочные двигатели - часто тяжелы. (Для увеличения нажмите на картинку).

    Мускулы и кости
   Подобно Kojiro, Kenshiro активизируется системой мускулов наподобие шкивов. На этот раз, вместо одинарных мускулов от точки к точке, они решили делать планарные (плоские) мускулы – для понимания это нечто автомобильного абс (abs) только для Кенширо.
   Эти плоские и широкие мускулы приводятся в действие только одним двигателем и их работа более стабильна. В общем, эти двигатели дают Kenshiro 64 градусов свободы (за исключением рук): 13° на шее, 13° на каждой руке, 7° на каждой ноге и 11° в позвоночнике.
 коленная чашечка в сравнении  Костная структура Kenshiro также совершенно пересмотрена по отношению к предыдущим версиям. Алюминиевые кости, включая ребра грудной клетки более крепкие чем предшествующие 3D напечатанные кости (полученные 3d прототипированием, поломка которых становилась бы проблемой), а так же коленные шарниры, включающие имитацию крестообразной связки и плавающую надколенную чашечку.

   Ещё об андроидах, в том числе об игрушках-андроидах можно почитать ещё здесь www.habrahabr.ru/post/123658/ .
  Рекомендован к просмотру фильм «Суррогаты» с Брюсом Уиллисом.  Дело в том, что это не совсем фантастика, научным консультантом фильма выступил выше упоминавшийся Хироши Ишигуро.
 
   Сноски. 1 - существует ещё один подход - это искать знания древних цивилизаций.
   2 - другой причиной является то, что локомотивом развития роботостроения является военно-промышленный комплекс, а Япония после поражения во Второй мировой войне по договорённости не может тратить на оборону более 1% своих бюджетных средств и соответственно не имеет американского аналога DARPA.
 
 
18.11.2017