В Корее представили первую в мире человекоподобного робота-пилота

Корреспондент Гу Бон Хёк

- Команда во главе с профессором Сим Хён Чхолем из KAIST разработала робота-пилота человекоподобной формы «PIBOT»

- Награда за лучшую статью в журнале IEEE Robotics and Automation

PIBOT находится на борту реального самолета (KLA-100) и управляет приборной панелью и штурвалом [Предоставлено KAIST]

«PIBOT» на борту KLA-100 [Предоставлено KAIST]

«PIBOT» управляет штурвалом самолета [Предоставлено KAIST]

Впервые в мире появился человекоподобный робот-пилот, обладающий навыками управления самолетом.

5 июня Корейский институт передовых технологий (KAIST) сообщил, что статья, в которой исследовательская группа во главе с профессором Сим Хён Чхоля из факультета электротехники и электроники предложила структуру автономного управления самолетом на базе человекоподобного пилота-робота «PIBOT», признана лучшей статьей журнала IEEE Robotics and Automation (IEEE RAM).

Команда под руководством профессора Сим Хён Чхоля проводит исследования в рамках проекта по разработке перспективных оборонных технологий, выбранного в 2021 году Агентством оборонных разработок (ADD), и получила финансирование в размере около 5,7 млрд вон (8,9 млн. долл. США). Проект получил высокую оценку за то, что в нем на очень высоком уровне реализована технология «физического искусственного интеллекта», позволяющая человекоподобному роботу не только просто ходить или переносить грузы, но и систематически и адаптивно выполнять сложные задачи, такие как управление самолетом.

В последнее время технологии человекоподобных роботов быстро развиваются в плане двигательных возможностей, таких как кувырки и выполнение сложных движений. Однако в промышленности все большее внимание уделяется возможности их практического применения на производственных объектах.

Человекоподобный робот-пилот «PIBOT» разработан не только для выполнения простых повторяющихся задач или логистических работ, но и для освоения специальных знаний, необходимых для управления самолетом, а также для распознавания реальных летных ситуаций в режиме реального времени и реагирования на них. В связи с этим проект получил высокую оценку за то, что он открыл новое направление применения технологий человекоподобных роботов — «экспертный физический ИИ (Expert Physical AI)».

РИСУНОК 4. Мехатронная конструкция системы PIBOT-3. Чтобы обеспечить автоматизацию путем простой установки PIBOT-3 на борт без каких-либо модификаций существующего летательного аппарата, все компоненты системы были интегрированы в робот. DoF: степени свободы; GigE: Gigabit Ethernet; EtherCAT: Ethernet для технологий автоматизации управления; DDR4: Double Data Rate 4; * NIC: сетевой интерфейсный контроллер; INS: инерциальная навигационная система; GNSS: глобальная навигационная спутниковая система; RGB-D: красный–зеленый–синий–глубина.

РИСУНОК 5. Конфигурация узла манипулятора. Шарнир 3 добавлен для обеспечения резервирования манипулятора. К фланцу датчика прикреплены несколько датчиков: камера визуального сервоуправления, датчик силы/момента и интерфейсная схема перед SVH.

РИСУНОК 6. Конфигурация корпуса и ног PIBOT и их характерные особенности. (a) Туловище с несколькими рамами замкнутого сечения и системой отвода тепла от вычислительных блоков. (b) Конфигурация таза и ног для операций, ориентированных на сидячие задачи, с мягкими подушками под бедрами, позволяющими сидеть, не повреждая сиденье. E-stop: аварийная остановка; TPU: тензорный процессор.

РИСУНОК 7. Программная архитектура системы PIBOT включает несколько основных категорий модулей, предназначенных для автоматизации всех авиационных процедур. Она объединяет детализированные модули, которые обеспечивают необходимые знания, возможности распознавания, способности к манипуляциям и драйверы оборудования, необходимые для эксплуатации воздушного судна. EFIS: электронная система пилотажных приборов; SST: преобразование речи в текст; LOS: линия прямой видимости; TTS: преобразование текста в речь.

РИСУНОК 16. PIBOT-3 выполнил полный авиационный сценарий на симуляторе, охватывающий задачи от предполетной проверки до руления на перрон после посадки. Полный сценарий включал следующие этапы: предполетная проверка, запуск двигателя, руление, подготовка к взлету, взлет, набор высоты, крейсерский полет, снижение, заход на посадку и посадка. Здесь (a)–(f) иллюстрируют манипуляции с приборами, а (g)–(i) — органы управления полетом. (a) программное обеспечение электроники, (b) ручки управления мощностью, (c) программное обеспечение EFIS, (d) ключ магнето, (e) программное обеспечение освещения, (f) рычаг закрылков, (g) руление, (h) крейсерский полет и (i) посадка.

РИСУНОК 17. Демонстрация выполнения PIBOT-3 полета по кругу с управлением воздушным движением. (a) Команды на естественном языке в образе другого пилота и ответ PIBOT-3 на них. (b) График состояния полета и ввода на джойстике. Нижняя ось на (b) представляет график фактического ввода управления, иллюстрирующий вводы, которые PIBOT-3 передает симулятору через джойстик. Примечательно, что траектория и эталон следования демонстрируют изменения на (b), соответствующие реакции на команды авиадиспетчерской службы 1–3 в (a).

РИСУНОК 18. Авиационный сценарий, выполненный в симуляторе C172-Motion: план короткого внутреннего рейса из международного аэропорта Гимпо, взлетно-посадочная полоса 14 L, в международный аэропорт Инчхон, взлетно-посадочная полоса 15 L, в Южной Корее. (a) Голосовая связь между PIBOT и оператором-роботом, имитирующим диспетчера воздушного движения. (b) и (c) Каждая команда отражалась во время полета и отображалась в результатах полета. (d) Температура и загрузка ЦП и ГП в течение всего сценария, подтверждающие, что PIBOT-3 может маневрировать самолетом, обрабатывая различные данные датчиков и управляя аппаратным обеспечением с помощью вычислительных ресурсов, встроенных в самого робота. Только LLM и синтез речи используют внешние ресурсы.

Он способен запомнить все аэронавигационные карты мира, что невозможно для пилота-человека, и обеспечивать управление без ошибок. В частности, благодаря использованию технологии ChatGPT, которая недавно стала предметом широкого обсуждения, он запоминает материалы, содержащие руководства по управлению самолетом и процедуры действий в чрезвычайных ситуациях, и может мгновенно реагировать на них, а также рассчитывать безопасный маршрут в режиме реального времени на основе состояния полета самолета, что позволяет ему гораздо быстрее реагировать на чрезвычайные ситуации, чем пилот-человек.

Исследовательская группа успешно завершила первый этап исследований после начала проекта в 2021 году, а с 2024 года ведет разработку пилота-робота второго поколения, обладающего телосложением и структурой суставов, схожими с человеческими, чтобы он был пригодным для управления реальными самолетами. Кроме того, в целях расширения применения этой технологии не только к самолетам, но и к различным средствам передвижения, таким как наземные транспортные средства и суда, ведется совместная исследовательская работа с соответствующими учреждениями.

«Робот-пилот человекоподобной формы работает таким образом, что он садится в существующее кресло в кабине и непосредственно управляет различными органами управления, благодаря чему нет необходимости в каком-либо переоборудовании существующих самолетов» - сказал профессор Сим Хён Чхоль, добавив: «Данное решение может быть расширено не только на транспортные средства с кабиной, такие как автомобили, суда и тяжелая техника, но и на производственное оборудование, атомные электростанции и пульты управления, где человек выполняет операции в соответствии с установленными процедурами».

nbgkoo@heraldcorp.com

#южнаякорея #корея #политика #экономика #промышленность #технология #роботы #робототехника #авиация #автоматизация #машинноеобучение #ии #искусственныйинтеллект #гаджеты #медицина #бизнес #финансы #общество #культура #искусство #азия