Машина, владеющая мечом

13 июня на сайте украинской Ассоциации владельцев оружия zbroya.info была размещена публикация о том, что японская компания Yaskawa Electric весьма необычным образом продемонстрировала возможности робота-манипулятора Motoman-MH24, заставив его соревноваться с мастером древних боевых искусств, искусно владеющим японским мечом (катаной). Компания поставила перед собой задачу «обучить» робота технике владения холодным оружием, для достижения мастерства в которой человеку нужны многие годы тренировок.

Компания пригласила поучаствовать в проекте, получившем название Yaskawa Bushido Project, одного из лучших мастеров японского клинка, 42-летнего Исао Мачии, который является обладателем нескольких мировых рекордов в технике владения катаной и пятикратным чемпионом мира по иайдзюцу. Кроме того, мастеру Исао Мачии принадлежат мировые рекорды «Самые быстрые 1000 ударов клинком», «Наибольшее число рассечений за 3 минуты» и «Самый быстрый теннисный мяч (780 км/ч), рассеченный клинком». Мастер Исао Мачии в своем искусстве владения катаной достиг вершин и носит титул настоящего теурга (мага) меча.

На первом этапе проекта специалисты Yaskawa Electric, используя специальное оборудование и технологию «захвата движения» (motion capture), записали на видео несколько избранных для проекта упражнений Исао Мачии и провели оцифровку записи. Все записанные на видео движения мастера были проанализированы и перенесены в формат 3D, отображающий их не на плоскости, а в объеме. Затем специалисты компании разработали командные алгоритмы для управляющих программ, разделив все движения человека на последовательные операции и изложив их на языке, понятном роботу-манипулятору.

Различия в движениях, обусловленные несовпадением форм человеческого скелета и металлической конструкции робота, усложняли работу программистов. Кроме того, специфика состоит в том, что при рубке катаной обычно не используется прямой рубящий удар, который робот может повторить сравнительно легко. Удары японским клинком выполняются, как правило, с «оттяжкой» по траектории, идущей вдоль продольной оси оружия. Несмотря на кажущуюся простоту движений мастера, его меч описывает сложные эллипсовидные траектории, причем одновременно в нескольких плоскостях.

В результате древняя техника владения мечом, созданная в условиях боевого поединка и отшлифованная вековой практикой воинов-самураев, превратилась в уникальную программу для современного робота. Видеозапись, предоставленная компанией Yaskawa Electric, показывает как шестиосевая шарнирная «рука» промышленного робота-манипулятора Motoman-MH24 справляется с задачей точно воспроизвести искусные движения человека.

Соревнования робота и человека состояли из пяти испытаний. Демонстрируя свои умения, Исао Мачии и Motoman MH24 по очереди выполнили разные удары мечом. Первым был нисходящий по диагонали рассекающий удар по свернутой в плотный рулон циновке из рисовой соломы. Вторым диагональным ударом (снизу вверх) соревнующимся предстояло рассечь бутон розы.

Первое и второе задания мастер и робот выполнили безукоризненно. В третьем задании – рассечении цели горизонтальным ударом – Motoman MH24 явно превзошел человека, располовинив сразу шесть апельсинов одним молниеносным движением параллельно земле. В свою очередь, Исао Мачии рассек горизонтальным ударом только один цитрусовый плод.

Кроме того, робот увеличил свой отрыв по очкам и продемонстрировал высокий класс тем, что в дополнительном упражнении рассек горизонтальным ударом стручок зеленого гороха, разделив его вдоль на две равные части. Последнее соревнование – на тысячу ударов мечом – робот выполнял несколько медленнее человека, но, в отличие от него, не проявил ни малейшего признака усталости, тогда как чемпион мира закончил последнее задание изрядно утомленным. Очевидно, что по точности исполнения сложных движений и выносливости робот превосходит человека. Производит впечатление и обмен поклонами между машиной и человеком в традиционном японском стиле, которым они завершили это необычное соревнование.

Основная ценность проекта состоит в том, что компании Yaskawa Electric удалось создать программу, с помощью которой роботизированные устройства смогут выполнять сложные движения, которые ранее умел делать только человек. Исследования в отрасли программного обеспечения для роботов ведут многие компании, однако Япония имеет здесь заметный приоритет, так как стимулирование роботостроения в этой стране является задачей государственной важности. В Японии уже несколько лет эксплуатируются роботы-андроиды – медсестры в лечебных заведениях, швейцары в гостиницах, экскурсоводы в музеях и т. д.