Робототехника

Что такое BEAM-роботы?

Если вкратце, то это автономные аналоговые роботы, управляемые рефлексами. Роботы без программирования.

И что это значит? Давайте по-порядку…

BEAM — аббревиатура от слов:
Biology(Биология),
Electronics(Электроника),
Aesthetics(Эстетика),
Mechanics(Механика).

БИОЛОГИЯ

Мы создаём роботов не для того, чтобы они совершали какую-то полезную (для человека) работу или служили нам. Наши роботы имеют одну цель — автономное существование и выживание в окружающем мире. Зачем нужны такие роботы? А зачем нужна стрекоза или ворона? Можно сказать, что жизнь ценна сама по себе и не нуждается в каких-то дополнительных оправданиях. Ну или давайте считать, что мы решаем очень сложную и интересную задачу (до сих пор человечеством не решенную) — создание полностью автономного робота, способного самого о себе позаботиться. Такие роботы могут здорово пригодиться, к примеру, при колонизации новых планет. Да и просто, это же очень интересно — придумывать и собирать своих собственных роботов-животных, а потом наблюдать за ними!

Итак, мы создаём Биоморфов. Роботов-животных.

ЭЛЕКТРОНИКА

Мы используем только аналоговые схемы — никаких микропроцессоров, никаких цифровых вычислений!
Как же так? Вся электроника уже лет 30 как цифровая!
Не все так просто. Например, нервная система живых существ — тоже “аналоговая схема! 🙂

Подавляющее большинство роботов в современных кружках робототехники — это микроконтроллер (а то и микрокомпьютер), подсоединенный к датчикам и моторам. И создание робота сводится, по сути, к программированию этого микроконтроллера.
Программирование — это прекрасно! Без него — никуда!
Но далеко не вся современная робототехника сводится к программированию.
Что, если не программировать сложнейшую (миллионы транзисторов!) схему для решения наших задач, а задать поведение робота на уровне проектирования самой электрической схемы?
Тогда, к примеру, робота, объезжающего препятствия, можно будет собрать всего из двух батареек, двух скрепок и двух переключателей! (Ага, больше ничего не нужно!:)
А представьте, чего можно от него добиться, если добавить солнечную панель, и пару транзисторов? Ну, например, робота, избегающего тени, объезжающего препятствия и останавливающегося на свету, чтобы подзарядить батареи.
Кроме того, компьютерный «мозг» робота потребляет довольно много энергии и делает автономное существование почти невозможным — кто-то должен менять такому роботу батарейки или подзаряжать аккумуляторы.

Итак, мы делаем миниатюрных, лёгких роботов из простейших радио-деталей, задавая их поведение на уровне проектирования электрической схемы. 

А ещё »наш робот должен использовать энергию солнца!’ Ведь мы хотим, чтобы он мог “жить” самостоятельно и не зависел от человека.

ЭСТЕТИКА

Красота — может быть, самое важное для нас в BEAM.
Мы рассматриваем BEAM-робототехнику как дисциплину на стыке электроники и современного искусства.
Кто сказал, что “гуманитарии” не могут понять элементарных законов физики, а “технари” лишены художественного вкуса?
Вздор! Каждый BEAM-робот может быть и произведением инженерного искусства, и небольшой кинетической скульптурой!

Наши роботы обычно не имеют корпуса, а чаще всего — и монтажной платы. Радиодетали, из которых состоит робот — его “органы”, необходимые для работы искусственного организма, соединяются между собой напрямую и вместе образуют тело робота. При этом можно создавать удивительные миниатюрные скульптуры из радиодеталей. И каждый робот будет не похож на других.
Всё ограничивается только фантазией автора.

МЕХАНИКА

Помните робота без единой радиодетали (2 скрепки, 2 кнопки, 2 батарейки), умеющего объезжать препятствия?
Вот так удачная механическая конструкция может заменить пару миллионов транзисторов 🙂
Грамотное использование механизмов в конструкции робота зачастую позволяет заметно упростить конструкцию и/или сделать нашего робота интереснее.
Запасайте солнечную энергию не в конденсаторе, а во взведённой пружине — и сделайте робота-кузнечика. Или приспособьте солнечный двигатель к одному из шагающих механизмов — и получите забавного (и проходимого) шагающего монстра!