Современные роботы уже умеют многое: танцуют, делают сальто, меняют аккумуляторы на ходу и даже варят кофе. Каждая новая модель становится быстрее, точнее и автономнее. Но если инженеры стремятся создать идеального робота, почему бы не скопировать самое совершенное творение природы — человека?

Наш организм — гибкий, выносливый и энергоэффективный. Эволюция совершенствовала его миллионы лет. Логично, что инженеры решили не изобретать всё заново, а повторить лучшее из того, что уже существует: мышцы, сухожилия, суставы, сердце и даже систему охлаждения. Впрочем, инженеры не первый раз занимаются биомимикрией. Вспомнить хотя бы крылья самолёта, а точнее откуда они были взяты. Но об этом в другой раз…

Этой идеей вдохновлены создатели Clone Robotics — компании, которая разрабатывает Protoclone V1. Это не просто гуманоид, а первый робот, в котором нет электромоторов: его двигают искусственные мышцы, по «сосудам» циркулирует жидкость, а «сердце» перекачивает давление, словно настоящее. Цель разработчиков — не просто скопировать человека, а превзойти его.

Как всё начиналось?

Компания Clone Robotics появилась в 2021 году, но её история началась гораздо раньше — в польском городе Вроцлав. Инженер Лукаш Козлик, увлечённый механикой, наткнулся на иллюстрацию необычного устройства: роботизированная нога без проводов и моторов, внутри которой виднелись лишь гибкие трубки. Это были искусственные мышцы МакКиббена.

Изобретение, родившееся из трагедии

Американский физик Джозеф Лоус МакКиббен, участник Манхэттенского проекта, вошёл в историю не ядерными исследованиями, а изобретением, которое помогло людям вернуть движение. В 1957 году он создал пневматический мускул для своей дочери, парализованной после полиомиелита.

Принцип работы был прост: внутри мягкая резиновая трубка, снаружи — плетёная оболочка. При подаче воздуха трубка надувалась, но, сдерживаемая оплёткой, укорачивалась по длине — точно так же, как сокращается настоящая мышца.

Изобретение оказалось настолько эффективным, что позволило дочери ученого  снова писать, печатать и ухаживать за собой. Так появились искусственные мышцы МакКиббена — простые, лёгкие и дешёвые в производстве. И именно они вдохновили Лукаша Козлика на создание робота, который двигается как человек. В 2012 году он начал первые эксперименты в своём гараже, но вскоре столкнулся с главным ограничением технологии.

Что лучше? Гидравлика против пневматики

Пневматические мышцы обладали гибкостью и простотой, но им не хватало силы — ведь воздух слишком лёгкий, чтобы создавать мощное давление. В то время как гидравлика, использующая жидкость, способна развивать огромные усилия, но при этом остаётся тяжёлой и громоздкой.

Примером служит первый Atlas от Boston Dynamics — громоздкий, шумный и неуклюжий. Поэтому от гидравлики инженеры постепенно отказались. Козлик решил объединить лучшее из обоих подходов: лёгкость и скорость пневматики с мощностью гидравлики. Так родилась гибридная система искусственных мышц — Myofiber.

Myofiber: мышцы нового поколения

На первый взгляд, Myofiber напоминают классические пневматические волокна МакКиббена, но их внутренняя структура принципиально иная.

Главная идея — гибридная подача воздуха и жидкости. Когда требуется скорость, используется воздух, обеспечивающий мгновенный отклик. Когда нужна сила — подаётся жидкость под давлением.

Результаты впечатляют:

• время реакции мышцы — менее 50 миллисекунд (у человека — около 150 мс);
• сила — свыше 1 кг на 3 грамма волокна, почти на уровне человеческой мышцы;
• амплитуда сокращения достигает 30%, что считается выдающимся показателем.

Вторая инновация — отказ от отдельных сухожилий. В традиционных биомеханических системах они быстро изнашиваются и рвутся. В Myofiber мышцы и сухожилия объединены в единые модули и закреплены в тех же точках, где находятся реальные мышцы человека. Это делает движение плавным и устойчивым. По скорости и гибкости Myofiber уже превосходят настоящие мышцы.

Для Лукаша это стало настоящим прорывом — шагом к созданию реалистичного, «живого» робота. Но история только начинается — вскоре к проекту присоединился человек, который помог превратить идею в полноценного клона.

Protoclone V1: синтетический человек из лаборатории Clone Robotics. История компании

Почти восемь лет инженер Лукаш Козлик работал в одиночку — паял, тестировал, собирал один прототип за другим. Но даже самый упорный энтузиаст не может построить компанию без поддержки. В 2020 году к нему присоединился Дхануш Радхакришнан, опытный предприниматель, ранее создавший два стартапа в сфере медицинского программного обеспечения.

Радхакришнан взял на себя организацию, стратегию и поиск инвестиций. Вскоре был открыт офис в США, а проект получил 7,1 миллиона долларов финансирования. В 2021 году они официально зарегистрировали Clone Robotics, где Козлик стал техническим директором (CTO), а Радхакришнан — генеральным (CEO).

После девяти лет экспериментов и восемнадцати прототипов команда представила первый продукт — Clone Hand.

Clone Hand: рука, которая двигается как живая

Роботизированная рука Clone Hand состоит из 37 искусственных мышц и обладает 24 степенями свободы — это столько же, сколько у человека. Она не просто внешне напоминает руку человека: её движения основаны на реальной анатомии, что позволяет пользоваться инструментами и выполнять точные манипуляции.

Кости напечатаны на 3D-принтере из лёгкого полимера, покрытого синтетической кожей. Система управления имитирует работу нервов: частота сигналов варьируется от 100 до 200 Гц, а мышцы сокращаются всего за 0,3 секунды. Рука выдерживает до 7 кг нагрузки, а срок службы мышц достигает 650 тысяч циклов. При этом себестоимость устройства — всего 2800 долларов.

Движения Clone Hand выглядят почти естественно: пальцы сгибаются плавно, суставы реагируют мгновенно, а точность поражает. Иногда движения ещё немного дёрганые, но даже так результат впечатляет.

Выбор именно руки не случаен. Это один из самых сложных участков человеческого тела: десятки мышц, сухожилий и суставов работают синхронно. Освоив руку, можно построить и всё тело. Так и произошло.

От руки к телу: рождение Protoclone V1

Через три года после дебюта Clone Hand компания представила Clone Torso — торс с подвижной головой и шеей, а затем — полноценного андроида с ногами, Protoclone V1.

В отличие от большинства гуманоидов, собранных из отдельных модулей, Protoclone V1 создан как единый организм. Clone Robotics называют его не просто роботом, а синтетическим человеком. Подход, применённый инженерами, называется биомиметикой — подражанием живым системам.

Строение: скелет, мышцы, сосуды и «нервы»

Внутри Protoclone — не металлическая рама, а точная копия человеческого скелета. Все 206 костей воспроизведены в масштабе 1:1, включая сложные суставы — плечевые, лопаточные, локтевые и ключичные.

Робот может даже сутулиться. У него 200 степеней свободы — в несколько раз больше, чем у конкурентов. Кости напечатаны из полимера, который на 40% легче алюминия, но выдерживает боковые нагрузки до 200 ньютонов.

Скелет приводят в движение 1000 искусственных мышц Myofiber. По их волокнам течёт вода, выполняющая двойную функцию — привод и охлаждение.

Чтобы избежать перегрева, в систему встроен теплоот вод с испарением: нагретая вода испаряется через микроканалы и пористые материалы на поверхности андроида. Проще говоря, Protoclone потеет — как живой организм.

В груди робота установлен насос мощностью 500 Вт, который перекачивает до 40 литров жидкости в минуту под давлением 100 PSI — почти в восемь раз больше, чем человеческое сердце.

Нервная система состоит из около 500 датчиков:

• 4 камеры глубины в голове,
• 70 инерциальных сенсоров,
• 320 датчиков давления в мышцах и коже.

За обработку данных отвечает вычислительный модуль NVIDIA Jetson Thor, а система Telekinesis позволяет андроиду обучаться новым движениям в реальном времени. Всё это объединено в единую биомиметическую архитектуру — организм, собранный не природой, а инженерами.

Clone Alpha и Neoclone: будущее проекта

Несмотря на впечатляющую конструкцию, Protoclone V1 остаётся прототипом. Он не способен ходить и удерживать собственный вес — пневматические мышцы пока слишком слабы для полноценной походки. Робот пока висит на тросах во время демонстраций.

Следующая версия — Clone Alpha — должна устранить это ограничение. Она станет коммерческой моделью с естественной походкой. Компания планирует выпустить 279 экземпляров и открыть предзаказы до конца года. Предположительная цена — около 20 тысяч долларов.

А следующим шагом станет Neoclone — первый андроид Clone Robotics с реалистичным человеческим лицом.

Protoclone — зачем?

Но зачем копировать человека со всеми его несовершенствами — сутулой спиной, хрупкими суставами, ограниченной подвижностью? Потому что именно уязвимость делает нас людьми.

При создании роботов, которые не просто выглядят, но и функционируют как человек, инженеры приближают момент, когда машины смогут лучше понимать нас — и мы, в свою очередь, сможем воспринимать их как часть своего мира.

Можно по-разному относиться к подобным технологиям как Protoclone, но уже ясно, что это не просто робот, а серьёзный и уверенный шаг к синтезу биологии и инженерии. Но станет ли он частью нашей повседневной жизни? Ответ на этот вопрос мы узнаем совсем скоро.