Паукобот отслеживает лицо наблюдателя

В iC встроен 21 сервопривод: по три в каждой ноге, два отвечают за повороты головы и один — закрывает шторку на линзе цифрового "глаза" робота, который "моргает", когда делает снимок (фотографии MicroMagic Systems).

Говорить он не может, да и какой спрос с паука? Зато техника, опробованная на этом небольшом создании, пригодится для роботов куда более сложных. Когда мы дойдём до черты, после которой не сможем уверенно отделить имитацию жизни от жизни настоящей?

Недавно британский инженер Мэтт Дентон (Matt Denton) и его компания MicroMagic Systems завершили работу над роботом-животным четвёртого поколения, открыв специальный сайт проекта iC Hexapod. Робот этот похож на паука, хотя ног у него не восемь, а всего шесть. Впрочем, главное в этой машине не облик, а то, как Дентон сумел "оживить" причудливое создание.

Мэтт — далеко не первый инженер, который работает в данном направлении. Но развиваемая им с 2000 года серия роботов Hexapod (венцом которой и является модель iC) привлекает своей естественностью движений. Этим свойством Hexapod обязаны трём степеням свободы, трём актуаторам в каждой ноге и бортовому "мозгу" p.Brain, который "думает" о перемещении ног и всего тела.

Разумеется, Дентон использует немало узлов со стороны (микромоторы, микросхемы) наряду с деталями собственного изготовления (скелет "паука", его ноги и ряд других узлов). Искусство инженера заключается в том, чтобы всё это собрать воедино и запрограммировать. Да так, чтобы у человека, наблюдающего за роботом, возникало ощущение общения с животным.

Посмотрите в это "лицо". Чувствуете, что робот, в свою очередь, вглядывается в ваше? (фото MicroMagic Systems).

iC больше других собратьев вызывает такое чувство. Даже стоя на месте, он "нетерпеливо" переминается с ноги на ногу. Но главное — цифровая камера на голове машины связывается с удалённым PC, на котором работает программа распознавания и трекинга человеческих лиц. Мэтт говорит, что ему потребовалась всего неделя, чтобы интегрировать этот софт в систему управления роботом, но потом ещё несколько недель ушло на тонкую настройку получившегося "одушевлённого создания".

Как робот реагирует на своего творца, можно увидеть ниже:



Внешний компьютер посылает команды голове, так что насекомовидный аппарат поворачивает её точно вслед за перемещением лица человека, находящегося перед машиной. Также PC указывает роботу куда идти или куда развернуться, но при этом даёт только самые общие команды (вроде: "повернуть вправо на 90 градусов"), а сигналы на моторчики во всех сочленениях машины направляет уже p.Brain. Именно он и "соображает", какую ногу поднять, куда поставить и так далее.

Далеко не все персонажи фантастических фильмов сделаны "на компьютере". Вот эта пара роботов B9 V1 и V2 — реальны. И если в 1960-70-х годах роботы в кино были преимущественно одетыми "как робот" людьми, то здесь перед нами роботы и есть (фотографии MicroMagic Systems).

Получается очень живо. Пододвинется человек ближе к роботу, тот чуть отпрянет назад, словно опасаясь своего визави. Если же некоторое время смотреть роботу глаза в глаза, iC сделает цифровой снимок и загрузит портрет на свой сайт: в коллекцию знакомых ему людей. А когда по каким-то причинам внешний PC отключается, робот засыпает.

Может, внешне iC не так мил, как андроид Zeno или ящер Pleo, но их объединяет одна черта: все они похожи на живые существа. Пусть даже жизнь эта — иллюзия. Но такой обман полезен: один из аппаратов Hexapod, изготовленный в куда большем, чем обычно, масштабе и наряжённый в подобающую шкуру, сыграл роль одного из живых существ в паре фильмов о Гарри Поттере.

Кстати, об иллюзиях. Дентон на них собаку съел. Да и его MicroMagic Systems (основанная Мэттом в 1999 году) специализируется на аниматронике и её применении в кино. Голливуд, в частности, с удовольствием использует "игрушки" британского изобретателя. Сам инженер понимает аниматронику как эффект, иллюзию, имитацию жизни. Будь то жизнь сказочного персонажа, животного или... робота.

Да, робота тоже можно имитировать другим роботом. Запутались? Всё просто. Скажем, есть в фантастическом фильме персонаж-робот. Вы можете построить его в натуральную величину, чтобы он мог действительно двигаться, мигать разными загадочными лампочками, угрожающе щёлкать железными клешнями и так далее. Это, несомненно, будет настоящий робот. Но вы же не скажете, что построили в реальности того самого монстра, который подразумевается по сюжету.

Гарри и гиппогрифф (кадр с сайта imdb.com).

Таковы, к примеру, роботы B9 в фильме "Затерянные в космосе" (Lost In Space, 1998 год), которых Дентон создал в соавторстве со специалистами из компании Jim Henson’s Creature Shop. Да, Мэтт прославился на ниве робототехники ещё до основания собственной фирмы.

В B9 была встроена куча электрики и электроники, электромоторы и батареи, даже гидравлические приводы. Так что настоящие машины, использованные на съёмках, немногим отличались от тех роботов-персонажей, что помогали (и мешали) семейству Робинсонов в их космической одиссее.

Разумеется, на съёмочной площадке управляли этими машинами не герои фильма, а люди за кадром. Для чего применялась замечательная система, созданная Дентоном.

Сначала разработка называлась CCP32 (она и была задействована на съёмках данного фильма), но позже, после совершенствования и развития, превратилась в Xpress. Этот набор позволяет человеку в реальном времени управлять движениями и/или мимикой как аниматронных устройств, так и героев, существующих лишь в виде набора байтов, то есть компьютерных персонажей.

Система Xpress и её использование. Внизу: Дентон и его система не раз оказывались вдали от цивилизации, на съёмках какого-нибудь эпизода кино или рекламного ролика (фотографии MicroMagic Systems).

Например, при помощи системы Xpress были оживлены феникс, гиппогрифф, дракон, оборотень и ряд других фантастических созданий, появлявшихся в фильмах о Гарри Поттере (в "Узнике Азкабана" и в "Кубке огня" — Harry Potter and the Prisoner of Azkaban, 2004-й, и Harry Potter and the Goblet of Fire, 2005 год), хотя над самими существами (как аниматронными, так и полностью компьютерными) работало много других инженеров и программистов.

Xpress — это пара манипуляторов, один из которых напоминает обычный игровой джойстик, а второй, более сложный, охватывает кисть так, что воспринимает множество тонких движений руки и пальцев. Всё это смонтировано в небольшом чемоданчике, вместе с компьютером, так что командовать синтетическими гоблинами, боевыми роботами или химерами можно в любом месте. Хоть в чистом поле.

Так, в 2005 году компания MicroMagic Systems участвовала в съёмках рекламы германской компании Yello Strom. Главным героем тех роликов и причиной головной боли фирмы был Свинопёс (Schweinhund). Его играл актёр Уорик Дэвис (Warwick Davis), одетый в соответствующий костюм. Но телевизионщики хотели, чтобы персонаж этот не просто двигался, но и выглядел самым что ни на есть "всамделишным". А тут не обойтись без мимики, открывания рта, шевеления ушами и так далее.

К конечному образу Свинопса приложили руку Вин Бархэм (Vin Burnham), Рэй Скотт (Ray Scott) и Джо Скотт (Joe Scott), а также — Дентон. Мэтт отвечал за работу аниматронной головы, которую водружал на себя Уорик. Её приводы управлялись дистанционно, при помощи той же системы Xpress.

Свинопёс (Pig-dog или Schweinhund) на съёмках и на отдыхе. Внизу: аниматронная голова костюма (фотографии MicroMagic Systems).

Впрочем, одним из самых трудных испытаний для техники Дентона и системы Xpress в частности стала другая работа, выполненная несколько ранее.

В 1998 году на MTV Europe Music Award в категории "лучшее видео" победил клип Teardrop группы Massive Attack. Не будет преувеличением сказать, что своей победе Massive Attack обязана персонажу клипа — младенцу, плавающему (и поющему) в утробе матери.

Вот этот ролик:

Мэтт ухлопал кучу времени на то, чтобы воспроизвести в своём аниматронном малыше все те движения и мимику, что задумал для него режиссёр Вальтер Штерн (Walter Stern), причём строго в нужные моменты.

Но ещё больше потребовалось времени, чтобы научиться синхронизировать шевеление губ аниматронной куклы с текстом песни. Это получилось далеко не с первого раза, ведь программу всех движений приходилось создавать отдельно и проигрывать её совместно с композицией, выявляя неточности и внося поправки.

Это далеко не все работы Дентона в кино. Его техника востребована. Так на стыке робототехники и искусства Мэтт создаёт иллюзию жизни. Но только лишь иллюзию?