Сожрать нельзя помиловать: искусственный интеллект

Сожрать нельзя помиловать: искусственный интеллект

«DARPA финансирует проект робота-людоеда», «Пентагон строит боевую машину, пожирающую трупы вместо дозаправки» — примерно с такими заголовками выходили многочисленные газеты и журналы, рассказывающие о проекте EATR («Энергетически автономный тактический робот»). Причем пророчествами о плотоядных железных монстрах грешила не только желтая пресса, но и весьма авторитетные технические издания, такие как Wired или Popular Science

Вдоволь насладившись оглаской и вниманием обеспокоенной мировой общественности, создатели робота ответили пресс-релизом под названием «EATR — вегетарианец». Ученые заверили журналистов в том, что они свято чтят статью 15 Женевской конвенции о защите жертв войны, согласно которой осквернение тела погибшего считается серьезным военным преступлением. «Мы понимаем всеобщую озабоченность футуристическими роботами, которые будут питаться представителями стремительно растущей человеческой популяции, однако создание таких машин не входит в круг интересов нашей компании, — заявил Гарри Шоел, глава компании Cyclone Power Technologies, разработавшей двигатель для EATR. — Мы лишь хотим продемонстрировать, что наш силовой агрегат способен производить энергию из такого доступного и возобновимого топлива, как растения».

Разобравшись в конструкции силовой установки EATR, мы пришли к выводу, что этого зверя следует отнести к категории всеядных.


Занимайтесь наукой, а не войной

Энергетическая автономность и всеядность EATR, безусловно, впечатляют. Однако самая сложная и дорогостоящая часть проекта — это разработка программы искусственного интелекта, который даст роботу эффестивно и самостоятельно распоряжаться своими энергетическими и функциональными возможностями. Система, названная 4D/RTC (четырехмерный контроль в реальном времени), призвана выполнять следующие задачи: анализировать показания сенсоров (радаров, видеокамер, инфракрасных камер, микрофонов и пр.), формировать виртуальную модель окружающего пространства, управлять механической платформой, манипулятором и гибридной силовой установкой. Разработчики применили в 4D/RTC сразу несколько подходов к решению задач. В основе реактивного подхода лежат мгновенные реакции на изменение окружающей обстановки: например, робот видит съедобную ветку и тут же устремляется к ней. Совещательный подход предполагает, что решение принимается на основе сопоставления ситуации с базой знаний робота. Такой базой может быть карта, фотографии съедобных объектов, заранее записанные программы. К примеру, находясь в засушливой зоне, робот будет спускаться в низины, чтобы найти воду, а вместе с ней и съедобные растения. Креативный подход предполагает способность машины к самообучению. К примеру, обнаружив однажды много «вкусных» пищевых отходов в мусорном баке, робот будет внимательнее исследовать все попадающиеся на пути мусорки.

Разрабатываемая для военных нужд, система 4D/RTC обещает найти для себя очень много гражданских применений. Развитый искусственный интеллект может пригодиться в домашних роботах, беспилотных автомобилях, системах управления дорожным движением. Да и вся концепция автономной машины вполне вписывается в картину мирной жизни будущего. Так что по сути EATR — это крупный научный проект, нацеленный на решение не столько военных, сколько универсальных практических задач

Железный Мухтар

Разработкой автономного тактического робота EATR занимается компания Robotic Technology Inc., или RTI, по заказу Пентагона. Финансовую поддержку проекту оказывает агентство DARPA, которое обещает усилить своим долларом каждый доллар частных инвестиций, вложенных в EATR. Робот предназначается для выполнения длительных и однообразных тактических задач в потенциально опасных для человека условиях. К таким задачам относятся разведка, патрулирование, охрана, поиск и обнаружение цели, а также оперативная доставка боеприпасов и горючего для других машин. Машина не нуждается в дозаправке и обслуживании, поэтому может находиться на боевом посту в течение неограниченного времени.

Важно, что робот, способный сам раздобыть себе пропитание, значительно упрощает военные логистические цепочки: к нему не нужно подвозить горючее, организовывать базы для дозаправки и обслуживания. Напротив, при необходимости EATR может сам поделиться выработанной электроэнергией с другими электронными устройствами. Неприхотливый робот может работать помощником пехотинца — носить его оружие, личные вещи и даже служить транспортным средством. В разведывательных миссиях выносливый EATR сможет дополнить беспилотные самолеты-разведчики дальнего действия, такие как Helios UAV — планер на солнечных батареях. Вместе они образуют наземно-воздушный разведывательный комплекс, способный вести сколь угодно длительное наблюдение.


Смерть слизнякам!

Еще в 2001 году ученые Британского университета создали энергетически автономного робота Slugbot. Задача Slugbot — охотиться на слизняков, на борьбу с которыми британские фермеры тратят до 30 млн долларов в год. Робот выходит на охоту ночью и находит слизняков по особому спектру инфракрасного излучения. Машина захватывает несчастных животных механическим манипулятором и складывает в специальный поддон. Как и положено хищнику, после охоты Slugbot отправляется отдыхать и переваривать жертв. Из поддона слизняки попадают в биореактор, в котором происходит процесс брожения. Получившаяся в результате электроэнергия запасается в аккумуляторах, чтобы на следующую ночь робот-убийца был вновь готов к охоте. Изобретение Slugbot вызвало бурный восторг фермеров и истерические протесты защитников морали и нравственности.

Проект EATR состоит из четырех основных частей. Первая часть — это программное обеспечение и комплекс органов чувств, которые должны помочь роботу отличать «съедобное» от «несъедобного» (скажем, траву и ветки от камней и бутылок), ориентироваться на местности, преодолевать препятствия и выполнять боевые задачи. Компьютерная модель взаимодействия с окружающим миром — самая сложная часть проекта. В нее уже инвестировано около $400 млн.

Второй основополагающий элемент EATR — роботизированная рука, способная захватывать объекты, измельчать их и доставлять в камеру сгорания двигателя. Растительные объекты, которыми питается EATR, отличаются разнообразием размеров и форм, а значит, и манипулятор робота должен быть в достаточной степени универсальным.

Третий элемент EATR — мобильная платформа. Основное требование, предъявляемое к ней, — проходимость. Это самая простая часть проекта, так как, скорее всего, робот получит уже готовую платформу, разработанную в ходе предыдущих исследований DARPA. Это может быть электрический Hummer, созданный в рамках проекта беспилотных автомобилей, или гусеничное шасси робота-сапера, или, что наиболее вероятно, шестиколесное шасси от беспилотного транспортера MULE, разработанного Lockheed Martin.

А вот с четвертой составляющей проекта — силовой установкой — уже есть абсолютная ясность: двигатель внешнего сгорания для EATR разработала компания Cyclone Power Technologies.

Робот-паровоз

Чем же питается EATR? Его желудок представляет собой двигатель Cyclone, объединивший современные материалы с паровыми технологиями XIX века. Двигатель внешнего сгорания использует цикл Рэнкина. Перед сжиганием твердое топливо (трава, ветки, опилки, практически любой подножный корм растительного происхождения) измельчается в пыль, а жидкое (если вдруг под рукой окажутся бензин или солярка) просто впрыскивается в камеру сгорания в смеси с воздухом. Электрическая искра поджигает горючую смесь. В отличие от двигателей внутреннего сгорания, Cyclone позволяет топливу гореть долго. Температура и условия горения, такие как зольность, принципиального значения не имеют. Электрические термопары контролируют только продолжительность горения, поддерживая в камере постоянную температуру.

Первые экспериментальные образцы EATR могут получить самые разные самоходные платформы. На роль простого демонстратора концепции подходит даже электрический гольф-карт. Главные требования к промышленному образцу EATR — скорость, проходимость, неприхотливость в обслуживании и надежность. В качестве кандидата на роль «ног» травоядного робота рассматривается гусеничная платформа от военных роботов или более скоростные колесные шасси. К примеру, знаменитый HMMWV, он же Humvee, отлично показал себя в качестве беспилотного автомобиля на состязаниях DARPA Urban Challenge. Однако наиболее вероятным вариантом считается шестиколесное электрическое шасси MULE, разработанное Lockheed Martin. MULE расшифровывается как Multifunctional Utility/ Logistics and Equipment vehicle — многофункциональное утилитарное шасси для транспортировки грузов и оборудования. MULE разработан таким образом, чтобы не уступать в проходимости пешим солдатам. Машина может преодолевать подъемы до 40% и забираться на метровую ступеньку.

Внутри камеры сгорания расположены водяные трубки. Здесь вода переходит в состояние перегретого пара с температурой около 600 °C. Через систему клапанов пар под давлением более 200 атм попадает в шесть паровых цилиндров. От степени открытия клапанов зависит, сколько пара войдет в цилиндры и какой крутящий момент двигатель выдаст на валу.

Покинув цилиндры, пар отправляется в конденсатор, охлаждаемый вентилятором, и вновь превращается в воду. Попутно он подогревает воздух, подаваемый в камеру сгорания в составе горючей смеси, чтобы облегчить зажигание. Сконденсировавшаяся вода вновь направляется помпой высокого давления в пароперегреватель.

У двигателя внешнего сгорания есть масса достоинств. Во‑первых, его мощность (для Cyclone она составляет 100 л.с.) не зависит от качества топлива, так как в камере сгорания поддерживается постоянная температура. Во‑вторых, он может работать практически на чем угодно, будь то твердое или жидкое топливо или даже газ. В-третьих, паровые цилиндры дают максимальный крутящий момент на любых оборотах двигателя, начиная с нуля. Поэтому транспортному средству не требуется сложная трансмиссия с коробкой передач, вал можно напрямую подсоединять к колесам или, как в случае с EATR, к генератору электрического тока. Двигатель работает по замкнутому циклу — вода в нем циркулирует в замкнутом объеме и не нуждается в замене или доливе. Наконец, Cyclone конструктивно проще и надежнее обычного ДВС.

В разведывательных миссиях энергетически автономные беспилотные летательные аппараты, такие как Helios на солнечных батареях, и EATR могут идеально дополнять друг друга. БЛА может засечь цель с воздуха и передать на землю сигнал, чтобы, в свою очередь, EATR завершил разведку на местности, не подвергая опасности человека.

Гуманный рацион

В EATR двигатель Cyclone будет частью гибридной системы. В первых прототипах он станет вращать исключительно генератор электроэнергии, которая, в свою очередь, будет запасаться в аккумуляторных батареях. Движение робота предположительно обеспечат мотор-колеса. Однако разработчики EATR не исключают, что в промышленных версиях машины Cyclone сможет приводить колеса напрямую — не пропадать же сотне лошадиных сил!

Но чем же все-таки будет питаться робот? Теоретически — любой органикой. Тепловая энергия выделяется при разрыве связей «углерод-углерод» и «углерод-водород». Будет это огрызок от яблока или бравый пехотинец — неважно: перед огнем все равны.


Схема работы двигателя

Двигатель Cyclone работает по замкнутому циклу Рэнкина и не требует дозаправки водой. Благодаря продолжительному горению топлива, он практически всеяден

1. Камера сгорания (1)
2. Форсунка (2А)
3. Пароперегреватель (8Б)
4. Отвод сажи (7Б)
5. Паровой цилиндр (3)
6. Клапан (2Б)
7. Подогрев топливо-воздушной смеси (8А)
8. Вал двигателя (4)
9. Охлаждающая камера (5А)
10. Конденсат (5Б)
11. Вентилятор охлаждения (6)
12. Воздуховод (7А)

На практике дело обстоит сложнее. Чтобы сжечь в камере сгорания Cyclone твердое топливо, его нужно измельчить и высушить. Как именно будет происходить этот процесс, разработчики пока не рассказывают. В любом случае, в растениях содержится значительно меньше влаги, чем в животных, да и измельчению они поддаются гораздо легче. Вот и получается, что роботу проще питаться травкой, чем готовить себе мясные блюда.

Однако RTI, Пентагону и DARPA надо отдать должное: слух о плотоядных монстрах разошелся по всей планете и привлек всеобщее внимание к проекту. Кстати, руководство Cyclone в опровержении ни разу не заявило, что их двигатель не может питаться животной органикой. В конце концов, действительно, может.

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2010).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.