Direct Drive: главный барьер для embodied AI — физический доступ к реальному миру

Главная идея китайской компании Direct Drive (本末科技) звучит так: первая коммерческая проблема универсального робота — не только способность рассуждать, а возможность физически попасть туда, где находятся люди, работа и ценные данные. Если робот не может преодолеть обычный бордюр, порог или участок разбитой дороги, более совершенные системы восприятия и фундаментальные модели сами по себе не обеспечат ему взаимодействие с реальным миром. 67

Почему «доступ к сценарию» важнее одной лишь модели

В повседневной среде роботу приходится сталкиваться с бордюрами, порогами, тротуарной плиткой, склонами, лестницами, грязью и переходами между помещением и улицей. По логике Direct Drive, традиционный колёсный робот часто не добирается до таких участков — а значит, там невозможно собрать данные о физических взаимодействиях. 6

Это переносит акцент с одной только «проблемы мозга» на проблему носителя, то есть самой роботизированной платформы. Симуляция не может полностью заменить реальный опыт, а робот, исключённый из конкретной среды, не способен ни учиться в ней, ни оказывать там услуги. 67

Отсюда и критика подхода, при котором среду подстраивают под машину: строят специальные рампы, прокладывают размеченные полосы или ограничивают маршрут заранее подготовленной зоной. Direct Drive предлагает обратную логику — робот должен адаптироваться к уже существующей человеческой инфраструктуре.

При этом это стратегическая позиция компании, а не общепринятый вывод всей отрасли. Для embodied AI — физически воплощённого ИИ — также важны манипуляции, безопасность, восприятие, вычислительные ресурсы, качество данных, стоимость и надёжность. В широком смысле embodied AI — это система, которая воспринимает окружающую среду, принимает решения и физически воздействует на неё. 3

Зачем объединять колёса и ноги

Колёса эффективны, быстры и экономичны на ровных полах и дорогах, но ограничены высотой ступеней, зазорами, рыхлым покрытием и неровным рельефом. 6

Ноги позволяют обходить препятствия, однако для длительного перемещения обычно требуют больше энергии, более сложного управления и более дорогой конструкции. В материалах Direct Drive шагающие платформы также описываются как менее эффективные и хуже масштабируемые для обычного транспорта на расстояние. 5

Колёсно-ноговая схема пытается взять лучшее от обоих вариантов: использовать качение как основной режим, а ноги подключать там, где нужно приподнять корпус, сделать шаг, изменить положение тела, стабилизироваться или восстановиться после потери равновесия. NVIDIA описывает TITA в схожих терминах — как сочетание скорости и манёвренности колёсного робота с адаптивностью ног, реализованное через шарниры с прямым приводом и мотор-колёса. 4

Практический смысл такой конструкции — пересекать бордюры, склоны и неровные участки без остановки работы и без перестройки маршрута. Именно поэтому Direct Drive предполагает, что первые домашние роботы могут войти в квартиры прежде всего «на колёсах», а не за счёт полностью человекоподобной походки.

Что даёт прямой привод

Мотор-колёса с прямым приводом передают тягу непосредственно на колесо. В шарнирах используются прямые или квазипрямые приводы, способные обеспечивать высокий момент и быструю реакцию, необходимую для изменения позы, шага и преодоления препятствий. 4

Отказ от части традиционных редукторов и других передаточных элементов должен улучшать контроль крутящего момента и скорость отклика. Но у такого решения есть и цена: двигатели, система охлаждения, электроника управления и силовая конструкция должны выдерживать возникающие нагрузки.

В этой архитектуре ИИ планирует движение и выбирает действие, однако именно привод превращает выбранный манёвр в физически выполнимое движение на неровной поверхности. В этом и состоит центральный тезис Direct Drive: воплощённый интеллект нельзя решить одним программным обновлением.

От Xingtian к модульной D1

Xingtian — 2021 год

Xingtian стала первым коммерческим двухколёсным колёсно-ноговым роботом Direct Drive с прямым приводом. Компания позиционировала платформу как раннее доказательство того, что такая компоновка способна обеспечить больший доступ к сложному рельефу, чем обычное колёсное шасси. 7

TITA — 2023 год

TITA — колёсно-двуногая платформа с восемью степенями свободы, более развитой системой приводных шарниров и архитектурой для разработки аппаратного и программного обеспечения. 5

По опубликованным Direct Drive характеристикам, робот оснащён восемью квазипрямыми приводами, развивающими пиковый момент до 120 Н·м, поддерживает горячую замену аккумуляторов, доступ к Linux-ядру и API, а также ROS 2 — популярную робототехническую платформу для разработки. 5

В конфигурацию входят вычислительный модуль NVIDIA Jetson Orin NX на 16 ГБ, заявленная производительность до 100 TOPS, ультразвуковые и SPAD-сенсоры, а также бинокулярные камеры. На верхней части корпуса предусмотрены направляющие для установки сменных модулей и аксессуаров. 45

TITA рассчитана на инспекцию, логистику, сельское хозяйство и исследовательские задачи. Производитель заявляет функции активного обхода препятствий, коррекции позы, устойчивости к падениям и самостоятельного восстановления. 45

D1 — 2025 год

D1 — модульная платформа, которая может объединять роботизированные блоки и переключаться между двухколёсной колёсно-ноговой и четырёхколёсной ползающей, близкой к квадрупедной, конфигурациями. 5

В опубликованных спецификациях Direct Drive указаны максимальная высота преодолеваемого препятствия до 70 см и грузоподъёмность до 100 кг в режиме ползания. Главное отличие D1 — не только в увеличенной нагрузке, но и в возможности менять физическую конфигурацию под задачу. 5

Одна конфигурация может быть удобнее для компактного перемещения в городской среде и преодоления ступеней или бордюров. Соединённые модули с низким четырёхколёсным корпусом, напротив, могут давать больше устойчивости и лучше подходить для перевозки груза и сложного рельефа.

Что это означает для бизнеса

Компания представляет поставки компонентов и реальные внедрения как свидетельство того, что прямой привод и колёсно-ноговая мобильность уже вышли за пределы лаборатории. Однако показатели масштабов использования и формулировки вроде «первый в мире» в основном основаны на материалах самой компании или её проспектах, поэтому их следует воспринимать с соответствующей оговоркой. 57

Последовательность Xingtian — TITA — D1 показывает развитие в три этапа: сначала доказать жизнеспособность колёсно-ногового движения, затем создать насыщенную сенсорами платформу для разработчиков и, наконец, адаптировать форму и грузоподъёмность робота под разные задачи. 57

В более широком смысле Direct Drive предлагает следующий порядок действий: сначала обеспечить роботу физический доступ к разнообразным средам, затем накопить данные о реальных взаимодействиях и повысить надёжность выполнения задач, после этого расширять сферу применения — и лишь затем говорить о действительно универсальном роботе. 67