Средства быстрого проектирования компании Disney Research позволяют создавать живые мехатронные персонажи

Снимая свои фильмы и анимацию, компания Disney достаточно часто использует мехатронные и робототехнические устройства для "оживления" некоторых персонажей. Но если идти по традиционному пути, по пути, по которому идут все специалисты в области робототехники, то это занятие получается весьма длительным, требующим немалых затрат труда и средств. К примеру, для того, чтобы добавить робототехническому устройству одну дополнительную степень свободы требуется минимум один подвижный сустав, электродвигатель или сервопривод другого типа, что увеличивает вес, сложность и стоимость устройства. Оказывается, есть путь намного более простой, но требующий нетрадиционных технических и инженерных решений. И этот путь был воплощен в реальность специалистами подразделения Disney Research, которые создали средство быстрого проектирования механотронных устройств, способных выполнять весьма сложные движения и работающих с помощью только одного двигателя.

С помощью этой системы специалисты компании Disney уже разработали с десяток персонажей и создали семь из них, потратив на разработку каждого около получаса времени. "Наша система позволяет художнику-мультипликатору, который совершенно далек от области робототехники, создавать и оживлять механические персонажи. Художник создает персонажа, а затем рисует кривые перемещения различных частей этого персонажа. Для каждой из этих кривых система рассчитывает конструкцию механического устройства, который воспроизводит это движение настолько точно, насколько это возможно. Рассчитанные для каждой кривой механизмы объединяются в один механизм, который устанавливается на конструкцию персонажа" - рассказывает Стелиэн Корос (Stelian Coros), исследователи из подразделения Disney Research в Цюрихе.

Каждый из механизмов состоит из набора простых механических частей, шестеренок, кривошипов, валов и т.п. Все это вместе с элементами конструкции самого персонажа может быть изготовлено с помощью современных методов быстрого производства, к примеру, с помощью трехмерной печати. После изготовления всех элементов остается только собрать это все вместе в определенной последовательности, подключить конструкцию к двигателю и персонаж начнет двигаться. На приведенном ниже видеоролике можно увидеть примеры движения механоторонных персонажей. Некоторые из движений выглядят столь реалистично, что, не зная о происхождении персонажей, можно представить, что это двигается живое существо.

"Изготовив множество различных персонажей, мы демонстрируем многогранность нашего подхода. В настоящее время наш подход ограничен только персонажами, имеющими плоские части и механизмы, способные передвигаться в двух измерениях и способные выполнять лишь циклические движения" - рассказывает Стелиэн Корос, - "Но в будущем нам ничего не будет мешать расширить возможности нашего подхода и на механизмы, которые смогут совершать движения в трех измерениях. А это уже будет совершенно другой уровень, который позволит разрабатывать универсальных роботов, которые смогут сами подстраивать свою конструкцию под условия окружающей среды и оптимизировать ее под выполнение какой-либо определенной сложной задачи".

Источник: Источник