Шорткод

1. Что: роботам сложно точно и осторожно резать мягкие предметы, такие как фрукты и овощи. Процесс требует настройки параметров, обратной связи, адаптации и управления движением. Роботу нужно подстраиваться под каждый фрукт или овощ.

Решение: симулятор, который представляет разрезаемый предмет в виде трёхмерной сетки из элементов. Алгоритм имитирует непрерывный контакт с предметом и добавляет виртуальные вершины там, где его элементы разрезаются. Человеку такие сложности не нужны, а робот с их помощью смог аккуратно разрезать разные по форме и мягкости овощи и фрукты.

Зачем: с новым алгоритмом роботы смогут, например, выполнять повторяющуюся резку на кухне ресторана, а когда-нибудь и помогать в хирургических операциях.

Кто: исследователи NVIDIA и Южно-Калифорнийского университета с коллегами из США, Канады и Австралии.

2. Дроны с​​тали совсем большими и самостоятельными.

Что случилось: впервые полностью автономный дрон обогнал пилотируемый человеком аппарат. Для этого создали алгоритм, который превосходит пилотов-человеков.

Как: алгоритм рассчитывает оптимальную по времени траекторию полёта с учётом ограничений дрона. Но вместо того, чтобы назначать участки траектории конкретным путевым точкам, он сообщает дрону просто пройти через все точки, но не говорит, как и когда это сделать.

Во время испытаний алгоритм соревновался с двумя пилотами мирового класса, которым дали потренироваться перед гонкой. Алгоритм победил, поскольку, стоило ему найти лучшую траекторию полёта, как он смог воспроизвести её много раз. В отличие от людей.

Что дальше: алгоритм можно использовать в доставке, инспекциях, поисково-спасательных операциях и других задачах дронов. Но сперва его сделают менее требовательным к вычислениям — сейчас он рассчитывает траекторию почти час.

Кто: исследователи Цюрихского университета, Швейцария.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Проблема: многие системы компьютерного зрения полагаются на чёткую видимость изображения. Автоматическое видеонаблюдение может плохо работать ночью, а беспилотный автомобиль — в сильный дождь.

Решение: алгоритмы, которые улучшают видео в ночных и дождевых условиях. Сперва увеличили яркость изображения, но подавили шум и световые эффекты, чтобы получить чёткие изображения в ночное время. Затем использовали метод выравнивания кадров, при котором изображение не подвержено влиянию полос или завесы дождя.

На этом исследователи не остановились и улучшили алгоритмы обнаружения людей на видео, когда несколько человек взаимодействуют и кажется, что они накладываются друг на друга. Для этого скомбинировали существующие методы оценки позы людей — сверху вниз и снизу вверх.

Теперь хотят сосредоточиться на том, как защитить конфиденциальную информацию на видео. Всё логично — улучшаем видимость ради безопасности, а затем боремся за персональные данные.

Кто: колледж Йель-НУС, Сингапур.

2.  Проблема: небольшие беспилотники с неподвижными крыльями используют для наблюдения, разведки, поиска и спасения и других задач. Но если устройство опрокидывается на спину, есть риск и миссию не выполнить, и беспилотник потерять.

Решение: дополнительные крылья с исполнительными механизмами — как надкрылья у жуков, например божьих коровок. Застряв на спине, божьи коровки  с помощью надкрыльев стабилизируют положение, а затем толкают ноги или задние крылья, чтобы наклониться и повернуться.

Аналогичным образом искусственные надкрылья помогают беспилотнику перевернуться самостоятельно. А бонусом к этому решению идёт дополнительная подъёмная сила во время полёта, что позволяет уменьшить вес устройства.

Дизайн протестировали на разных видах поверхностей, надкрылья не справились только в траве и мелком песке.

Кто: Федеральная политехническая школа Лозанны, Швейцария.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Проблема: умные часы отслеживают показатели здоровья, но большинство пользователей снимает свои устройства на ночь для подзарядки. Из-за этого часы не фиксируют много важной информации.

Решение: постоянно подзаряжать умные часы через кожу, чтобы они могли круглосуточно мониторить здоровье человека. Кожа — проводящий материал, поэтому её можно использовать в качестве передатчика энергии от различных предметов, например, клавиатуры или руля автомобиля.

Для этого в устройство добавили электрод, который контактирует с кожей. Умные часы подзаряжаются при достаточной мощности постоянного тока. Достаточно 0,5–1 милливатт, что не противоречит требованиям безопасности. В тестировании прототипа участвовали 10 добровольцев.

Зачем: разработка позволит усовершенствовать не только часы, но и все носимые умные устройства, а это довольно много всякой техники из интернета вещей.

Кто: исследователи Университета Массачусетса — Амхерст, США.

2. Проблема: узел щитовидной железы в 5–10% случаев оказывается признаком рака. Ранняя диагностика рака щитовидной железы увеличивает шансы на излечение. Но чтобы выяснить, опасен узел или нет, нужно делать пункцию или биопсию. При этом 20% результатов неточны, что приводит к повторным и ненужным неприятным процедурам.

Решение: новый неинвазивный метод диагностики узлов щитовидной железы, который сочетает фотоакустическую и ультразвуковую визуализации с нейросетью.

Когда свет лазера попадает на щитовидную железу и узел на ней, они отражают ультразвуковой сигнал — фотоэхо. По нему можно воссоздать изображение щитовидной железы и узла, а также рассчитать уровень их насыщения кислородом — у злокачественных узлов он ниже. Нейронка анализирует эти данные с точностью до 98%.

Кто: Пхоханский университет науки и технологии, Южная Корея.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Что: инженеры продолжают изобретать новые виды захватов предметов для роботов. Но на этот раз роборуки решили снабдить не присосками или клешнями, а гигантскими палочками для еды.

Как работает: две роборуки согласованно захватывают предмет с двух сторон палочками. Такой метод очень эффективен, ведь при умении обращаться палочками можно взять любой объект, даже самый маленький, например рисинку. Только роборуки работают с коробками, притом весьма ловко, как показали испытания.

Зачем: палочками можно захватывать практически всё, особенно в ограниченном пространстве, независимо от формы, размера и веса предмета.

Кто: Dextrous Robotics, США.

2. Что: новый алгоритм компьютерного зрения помогает машинам интуитивно предсказывать поведение человека. Для этого нейронке дали на анализ тысячи часов видеофильмов, спортивных матчей и телевизионных шоу, например «Офис».

Как работает: система предсказывает сотни действий, например варианты приветствия двух людей — от рукопожатия до драки. Если алгоритм не может предугадать конкретное действие, он находит ассоциацию более высокого уровня, которая может связать ситуацию с возможными событиями.

Предыдущие исследования были сосредоточены на прогнозировании одного действия за раз. Новый алгоритм способен предсказать поведение человека на несколько минут вперёд.

Зачем: предугадывание действий другого человека естественно для людей, но не для компьютеров. Новый алгоритм может помочь роботам оценивать ситуацию и принимать взвешенное решение вместо заранее запрограммированных действий. Ведь всего не предусмотришь.

Кто: исследователи Колумбийского университета, США.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Все японские роботы очень милые.

Что: сделали робота-охранника Cocobo. Робот имеет ширину 70 см, глубину 120 см, высоту 125 см и весит около 160 кг вместе с батареей. Он движется со скоростью 6 км/ч и может проехать до 12 км за 3 часа. Система оснащена камерами, датчиками, лидарами, микрофоном и динамиком.

Как работает: Cocobo перемещается по заданному маршруту, отслеживая подозрительные предметы или ситуации, которые требуют внимания. Обо всех происшествиях робот предупреждает по связи 5G. У робота есть рука с дистанционным управлением, с помощью которой служба безопасности может проверить, например, содержимое мусорного бака или нижнюю часть торгового автомата.

Если Cocobo обнаруживает неприемлемое поведение человека, он использует сигнальные огни и облако дыма, чтобы спугнуть нарушителя порядка. Создатели говорят, что нейронка робота рассуждает как любой охранник-человек.

👥 Кто: компания Secom, Япония.

2. Что это: беспилотный гидравлический экскаватор, который может собирать большие конструкции из камней.

Как работает: с помощью планировщика захвата система учитывает геометрию камня, чтобы правильно его захватить и при необходимости повернуть так, чтобы разместить среди остальных в устойчивой конструкции.

Для эксперимента экскаватор самостоятельно построил стену более чем из сотни валунов, что доказало 82,2% эффективности планировщика захвата.

Зачем: чтобы решить одну из самых сложных для экскаваторов задач — строительство крупных устойчивых конструкций неправильной формы. Новый беспилотный экскаватор может значительно ускорить работы на стройке.

Кто: Лаборатория роботизированных систем Швейцарской высшей технической школы.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Летите, ракеты, большие и маленькие.

Что: придумали запускать космические ракеты с помощью дронов. Или целой стаи дронов.

Как работает: мощный тяжёлый октокоптер может поднять ракету на высоту до 5 км и разогнаться с ней до 500 км/ч. Такие характеристики позволяют создавать ракеты класса «воздух — космос», которые намного меньше ракет «земля — космос».

Первую стадию запуска можно почти полностью исключить, в результате чего полёт в космос станет более дешёвым, безопасным и чистым. Пока, конечно, протестировали только на малых масштабах.

Зачем: запуск ракеты — это очень трудоёмкое, опасное и грязное для экологии дело. Идея сырая, но занятная. Правда, неясно, какими по размеру должны быть сами дроны для запуска большой ракеты.

Кто: компания Rammaxx.

2. Добыча полезных ископаемых нового поколения.

Что: робот утилизирует современные полезные ископаемые городского типа — смартфоны. Для этого робот отделяет все ценные части от будущего вторсырья.

Как работает: роботизированная платформа классифицирует мобильные телефоны по типу модели и автоматически разбирает их, разделяя экран, аккумулятор и печатную плату. Последняя уходит на дальнейшую обработку.

Зачем: утилизация телефонов — важная часть глобальных программ переработки электронных устройств. Автоматизированная платформа по разборке значительно ускоряет процесс.

Кто: исследователи Института промышленной эксплуатации и автоматизации и Института лазерных технологий, Общество содействия прикладным исследованиям имени Фраунгофера, Германия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Вот этим точно летать охота.

Что: пробы воды из водоёмов до сих пор отбирают по старинке — из лодки или хотя бы в болотных сапогах. Делать это нужно регулярно, так что пора было подключить к процессу роботов. Ну и придумали использовать дроны.

Как работает: у дрона есть длинная вертикальная штанга с ящичком для контейнера с пробами. Дрон с пустым контейнером нужно отправить в место отбора и дать ему команду опуститься к воде. Когда дрон вернётся с образцом, он зависнет в воздухе, чтобы контейнер можно было достать. Продвинутая версия оснащена датчиками для анализа пробы воды на месте.

Батареи хватает на двадцать минут, и за это время можно сделать 2–4 отбора в зависимости от погоды и лётных условий.

Зачем: такой способ быстрее и дешевле. Кроме того, для каждого отбора можно задать точное местоположение по GPS, а проба получается «чище», поскольку воду почти не беспокоят. Ну и, наконец, для отбора проб не приходится купаться в водоёмах.

Кто: Reign Maker, США.

2. А кто-то не может монетку с пола поднять.

Что: создали роботизированный захват, способный поднять с ровной поверхности как плоские, так и просто маленькие предметы, которые раньше нормально захватить никому не удавалось.

Как работает: у захвата два пальца, которые меняют положение относительно друг друга в зависимости от типа и формы предмета. Исполнительный механизм выполняет параллельный и поворотный захват, при котором один палец приподнимает предмет, а другой удерживает, чтобы предмет не вылетел. Это позволяет робозахвату брать предметы толщиной от 0,05 миллиметра и весом от 0,007 грамма.

Зачем: умение обращаться с мелкими компонентами пригодится роботам для сборки небольших устройств.

Кто: Университет Канадзавы и Panasonic Corporation, Япония.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Чтобы не теряться ни летом, ни зимой.

Проблема: с 1960-х автономные системы определяют своё местоположение, сравнивая окрестности со снимками спутника с географической привязкой. Но современная версия такой навигации требует, чтобы ландшафт точно соответствовал изображениям в базе данных. И, например, снежный покров или растительность вызывают несовпадения и приводят к сбою навигации.

Решение: алгоритм, который удаляет сезонные особенности местности. Он преобразует изображения в стабильную инвариантную область, сохраняя геометрическую структуру местности. С ним навигация работает бесперебойно и зимой и летом.

Алгоритм пригодится и в космических миссиях, ведь на других планетах технике особенно важна автономность.

Кто: Калифорнийский технологический институт.

2. Что: за перовскитными солнечными элементами будущее. Они превосходят кремниевые по эффективности поглощения солнечного света и по сроку окупаемости энергии — то есть по времени, которое требуется солнечным панелям для выработки такого же количества энергии, какое было затрачено на их производство.

И тут: придумали, как с помощью правильной переработки перовскитных солнечных элементов уменьшить их углеродный след на 71,2% и срок окупаемости на 72,6%.

Эффективная переработка отработанных перовскитных солнечных элементов ещё больше снизит потребности в энергии и экологические последствия их производства.

Кто: исследователи Корнелльского университета, США, и Кембриджского университета, Великобритания.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Что: марсоход Perseverance сделал групповое селфи с вертолётом Ingenuity на Марсе. Как оказалось, это было непросто.

А как: поскольку камера марсохода предназначена для научных исследований пород и прочих штук, просто развернуть её к себе не получится. Чтобы захватить себя на фото полностью, марсоходу пришлось много вращаться и маневрировать. Финальное изображение — это совмещение 62 фоток. Работа большого коллектива заняла почти неделю.

А зачем: такие селфи помогут инженерам проверять износ марсохода с течением времени.

2.  Трогательные инновации.

Что: чтобы понять свойства предметов и как с ними обращаться, люди полагаются на тактильные ощущения. Роботы так не умеют, поэтому для них создали тактильную систему, которая имитирует человеческое осязание. Насколько это возможно.

Как работает: с помощью сенсоров система собирает данные об осязаемых свойствах объекта, а затем преобразует их в сигналы наподобие тех, что производят тактильные нервы человека.

Зачем: это позволит создать более тактильно прошаренных роботов, чтобы они лучше выполняли задачи, связанные с прикосновением, захватом и обращением с предметами.

Кто: исследователи Университета Сонгюнгван с коллегами, Южная Корея.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Мнение деревьев никто не спрашивает.

Что: придумали бороться с чрезмерным выбросом углекислого газа в атмосферу нетипичным способом — заставив деревья потреблять его в больших количествах.

Как работает: для этого нужно генетически хакнуть деревья. Изменение определённого фермента увеличивает рост растения на 40%, что приводит к потреблению им большего количества углекислого газа. Сейчас также работают над технологией, которая замедлит скорость разложения дерева — процесса, при котором углекислый газ выделяется обратно.

Зачем: для улучшения экологии супердеревья лучше обычных. На планете попросту нет места, чтобы посадить столько обычных деревьев, чтобы компенсировать выбросы парниковых газов.

Кто: стартап Living Carbon.

2. Что: сделали суперлёгкого электрогидравлического робота. Вдохновлялись суставами пауков, механизм которых делает лапки ловкими и сильными.

Как работает: конечности робота — гибкие сужающиеся карманы из тонких пластиковых плёнок с жидким диэлектриком. С каждой стороны карманов расположены электроды. При подаче напряжения жидкий диэлектрик перемещается внутри кармана, и соединение изгибается.

«Лапки» могут поворачиваться до 70 градусов, а затем легко вернуться в исходное положение.

Зачем: целью было именно создание новых активных суставов. Им нужно мало энергии, их производство лёгкое и недорогое — можно делать хоть из пластика для упаковки чипсов. Суставы можно использовать в протезах и захватах. Для мягкой робототехники это большой шаг вперёд.

Кто: Институт интеллектуальных систем Общества Макса Планка, Германия, и Университет штата Колорадо, США.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]