При создании BEAM-существ широко применяются аналоговые технологии, позволяющие реализовать разновидности нечеткой логики, и нейронная поведенчески-ориентированная архитектура систем управления, основанная на стимул-ответных реакциях.

Кроме того, одним из основных подходов в BEAM-робототехнике является принцип разумного минимализма, не позволяющий усложнять конструкции без особой надобности.

Реальный мир — сложная среда, которую нельзя регламентировать. Мы не сможем учесть все возможные случайности иррационального мира. И если вы видите что-то на экране монитора, это совсем не означает, что нечто подобное можно осуществить в реальности. Реальность основана совсем на других правилах. Уже более полувека люди бьются над созданием автономных роботов, способных сравниться по интеллекту с человеком. Однако еще ни один из них не смог «жить» в мире за пределами лаборатории.

Если одна часть или приспособление традиционного робота выходят из строя, то гибнет вся система. «Но посмотрите на биологические структуры, которым могут быть нанесены серьезные повреждения. Такие системы отличаются надежностью, и именно это мы хотим реализовать в будущем, особенно когда мы будем создавать системы не только для нахождения невзорвавшихся мин и бомб, но и для нейтрализации опасных радиоактивных отходов в будущих Чернобылях», — говорит Тилден. «Роботы, которые будут находиться в реальном мире, будут совсем не такими, какими вы их себе представляете. И все это начнется с изменения парадигмы нашего преставления о разумных машинах», — добавляет он.

Для существования в реальном мире роботу необходима нервная система, реализующая основные рефлексы. И эта нервная система должна представлять из себя нейронные цепи, работающие на аналоговых принципах. Именно основываясь на аналоговом управлении мы можем создавать гибко реагирующие конструкции с плавными движениями и поведением, напоминающим биологические системы.

Доктор Марк Тилден (Mark W. Tilden) начал свою карьеру в Канаде, в университете города Ватерлоо (University of Waterloo), где, работая на математическом факультете, начал заниматься биоморфными робототехническими системами и сформировал концепцию, получившую название BEAM-технология.

Затем он переезжает в США в штат Нью Мексико (New Mexico), где продолжает свои занятия робототехникой в биофизическом подразделении (Division of Biophysics) Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory). В середине 90-х годов за ним закрепляется полушуточное-полусерьезное прозвище «Большой Бог», которое сохраняется до сих пор в BEAM-сообществе.

Продолжая развивать идеи BEAM-робототехники, Марк Тилден выполняет ряд проектов для NASA, DARPA, JPL.

Сейчас доктор Тилден входит в состав административной группы компании Wow-Wee Toys, являющейся подразделением Hasbro. В этой компании в 2004 году Тилден создал робота Robosapien, ставшего одним из самых популярных на Земле.

Обычно BEAM-робот сотоит из одного или нескольких моторчиков, датчиков, электронной схемы (нейронного «мозга»), которая обеспечивает робота набором необходимых рефлексов и «тела» (шасси) на котором все это крепится. Но этот набор, который выглядит достаточно естественным, совсем не является обязательным для многих BEAM-ов.

Существуют BEAM-роботы , в которых движителем выступает нитиноловая проволока, нагреваемая электрическим током, или роботы совсем не использующие движение (классы beacon и pummer, которые не содержат механических узлов в своей конструкции и используются для создания световых и звуковых эффектов).

Есть роботы, использующие солнечную энергию для передвижения, а есть роботы, не способные передвигаться, но способные двигать своими частями. Существуют ползающие роботы и роботы передвигающиеся на колесах; BEAM-ы, шагающие как пауки, и BEAM-ы, ползающие как змеи. Есть BEAM-роботы, которые могут только подергиваться, а есть такие, за которыми трудно угнаться, если они вдруг решат закатиться за диван.

Мир BEAM-роботов очень мнообразен, но еще более многообразным является их внутреннее устройство.

Solaroller — небольшой робот на колесах, который движется за счет энергии, полученной с помощью солнечной батареи. Функционирование робота состоит из двух фаз: фазы накапливания энергии в конденсаторе и фазы, когда конденсатор резко разряжается в электромотор. В зависимости от конструкции, solarroller на одной зарядке может проехать от нескольких миллиметров до нескольких шагов. Среди солнцемобилей существуют соревнования, проводимые на трассе длиной в один метр. Сердцем солнцемобиля является электронная схема, которую называют solar engine (солнечный двигатель). От эффективности солнечного двигателя во многом зависит то, как далеко сможет проехать solarroller за один такт зарядки.

Photovore — это два solarroller’а, соединенных вместе. В основе роботов типа Photovore лежит реакция фототропизма, которая заставляет их перемещаться к самому яркому источнику света. Основными датчиками таких роботов являются фотосенсоры, позволяющие определить направление к источнику света. Часто роботов оснащают тактильными сенсорами для обнаружения и обхода препятствий, встречающихся на пути. Механическая схема Photovore обычно очень проста: роботы не используют редукторы и передвигаются непосредственно на осях двух моторов.

Walker — ходящий робот, относящийся к самому многочисленному классу BEAM-роботов. Наиболее распространенные роботы этого класса имеют четыре ноги, управляемые двумя моторами. Количество ног и способы передвижения у walker’ов не ограничены. В электронных схемах чаще всего применяются нейронные цепи, построенные на осцилляторах.

Это далеко не полный список классов BEAM-роботов, которых можно насчитать более двух десятков. Существуют также неподвижные роботы Pummers (сверчки), накапливающие днем энергию, которую они используют с наступлением темноты для красочных световых эффектов. Ни на что не похожие Turbots , передвигающиеся на изогнутых «руках», и многие другие.

В статье использованы фотографии из книги Дейва Хринкива и Марка Тилдена «Вздорные роботы, роботы-жуки и роботы на колесах. Создание простых роботов по BEAM технологии» (Dave Hrynkiw, Mark W. Tilden «Junkbots, Bugbots & Bots on Wheels. Buildin Simple Robots with BEAM Technology»).

Источник