История ASIMO

И еще один на сегодня вопрос из стола заказов. Читаем заказ

legantmar

"Интересно узнать дальнейшую "судьбу" самого уникального робота на планета ASIMO"для тех кто не в теме, можно про него и пост наваять.. (а вообще интересна тематика разработки человекоподобных умных независимых роботов типа ASIMO..

С удовольствием расскажу вам об этой очень интересной разработке.

Роботы-гуманоиды от компании Honda, как оказалось, впервые появились еще в 1987 году. Именно тогда японская фирма начала заниматься исследованиями и разработками в данной сфере. Результатом их деятельности стало немалое количество разнообразных человекоподобных роботов

Тогда же, с 1987 по 1991 годы исследования проводились в полной секретности. В Honda ученые изучали человеческую походку, а также и то, как ходят животные и насекомые. Каждое движение и местоположение суставов (и, следовательно, принципы их работы) тщательно рассматривались. Также, чтобы суметь затем воспроизвести движения, исследователи снимали на видео людей, идущих на беговой дорожке. Человеческие тела оснащались массой разных датчиков, которые должны были помочь в понимании способности человеческого тела удерживать равновесие. Это ведь нужно было воспроизвести в роботах-гуманоидах.

Итак, разработки Honda в прошлом тысячелетии делятся на несколько периодов: это период 1987-1991, 1991-1993, и 1993-1999. А уже представленный впервые в 2000 году первый вариант андроида Asimo стал апофеозом всех исследований японских ученых. И теперь Asimo только совершенствуется.

Первая экспериментальная модель называлась Е1. Она могла ходить со скоростью 0,25 км/ч, хотя с удержанием равновесия у Е1 наблюдались проблемы. Причина этого – центр тяжести, расположенный в ногах.

Тестирование Е1. Источник: youtube.com/plasticpals1

Следующая модель – Е2 соответственно – обладала способностью к динамичной походке, схожей с человеческой, со скоростью в 1,2 км/ч. В данном случае центр тяжести робота располагался вне опорной ноги, что обеспечивало увеличение скорости движения и более широкий шаг. Ходить Е2 мог лишь по ровной поверхности.

Е2 – более совершенный механизм от Honda. Источник: youtube.com/plasticpals1

Дальнейшие исследования и доработки позволили модели Е3 шагать со скоростью 3 км/ч – такой же, как и у человека. Кроме этого, Е3 нужно было научить перемещаться по неровным и наклонным поверхностям и ступенькам. К тому же, благодаря новым технологиям в Е3 появились предпосылки к интеграции рук и верхней части тела, которых у данных моделей пока не было.

Модель Honda Е3 ходит как человек. Источник: youtube.com/plasticpals1

Следующий период разработок в компании Honda – 1991-1993 годы. Именно тогда ученые сделали вывод, что для полноценного хождения роботизированного гуманоида на двух ногах требовалось увеличение устойчивости механизма. Для этого были внедрены три техники контроля. Первая должна была заставить робота удержать равновесие в результате неудачного движения, которое могло привести к падению. Эта технология применялась Honda, но разработана была ранее профессором Ичиро Като (Ichiro Kato) и его коллегами из университета Васэда (Waseda University). Вторая технология должна способствовать удержанию равновесия на неровной дороге. И, наконец, третья стратегия контроля позволяет механизму ставить ноги четко и ровно в зависимости от поверхности, чтобы он не упал. Все эти техники разрабатывались отдельно и затем комбинировались таким образом, чтобы обеспечить эффективную работу каждой из них.

Модель Honda Е4 заполучила более длинные ноги, с длиной голени в 40 см. Это помогло сымитировать ускоренную ходьбу человека со скоростью 4,7 км/ч.

Е4 – первая модель роботов от Honda периода 1991-1993. Источник: youtube.com/plasticpals1

Первая модель, способная передвигаться автономно, Е5, была оснащена большой верхней частью. В ней как раз была внедрена технология стабилизированного движения, что гарантировало вполне адекватное передвижение робота даже по ступенькам.

Экспериментальная модель Е6 обладала интегрированной технологией автономного контроля равновесия при подъеме и спуске по ступенькам и наклонным поверхностям, а также при переступании через препятствия.

Робот Е6 научен переступать через препятствия. Источник: youtube.com/plasticpals1

Конечно же, на тот момент руководство компании Honda держало все свои разработки в тайне, и никто не знал, что происходит в ее лабораториях. Но это должно было вскоре измениться. К тому же к ногам, «наученным» вполне сносно ходить, нужно было еще приспособить тело, чтобы создать настоящего робота-гуманоида. Это, собственно, и начало происходить в период с 1993 по 1999 годы.

В этот период увидели свет три робота моделей Prototype: Р1, Р2 и Р3.

Так, Р1, анонсированный в 1993 году, представлял собой первую модель с верхней частью тела и руками. Он создавался с целью понять, как обеспечить синхронность движений рук и ног. В данной модели пока не было интегрированного источника питания. Р1 мог с помощью рук включать и выключать свет, открывать дверь, поворачивая дверную ручку, а также поднимать и переносить предметы. Голова его была пока еще не совсем пропорциональной к телу, и выглядел Р1 несколько устрашающе. Рост этой модели составлял 191,5 см, а вес – 175 кг.

Р1 вполне похож на современных роботов-гуманоидов. Источник: youtube.com/plasticpals1

В декабре 1996 года свет увидел Р2. На тот момент это был самый продвинутый робот современности, просто поразивший общественность. Р2 оказался первым двуногим гуманоидом, способным к вполне стабильной ходьбе. В верхней части его тела был встроен компьютер, электроприводы, батарея, беспроводное радио и другие необходимые технологии. Данная модель могла передвигаться со скоростью 2 км/ч, подниматься и спускаться по ступенькам, возить тележку и выполнять другие действия. При этом управлялся Р2 дистанционно, без использования проводов.

В Р2 была встроена масса сенсоров и камер, он имел 30 степеней подвижности. При росте в 182 см робот весил 210 кг и сам мог поднимать до 5 кг веса в одной руке. Аккумулятора хватало на автономную работу в течение примерно 15 минут. В дальнейшем у инженеров Honda в планах было сократить рост и вес механизма.

Р2 в действии. Источник: youtube.com/plasticpals1

В сентябре 1997 года была закончена модель Р3, основными отличительными особенностями в сравнении с предыдущими моделями Prototype были уменьшенный рост (160 см) и вес (130 кг). Кстати, эти сокращения стали возможны благодаря замене компонентов и децентрализации контрольной системы, которая теперь состояла из двух 110-мегагерцевых процессоров Microspec II. Итак, Р3 можно вполне считать первым в мире автономным, двуногим роботом, ходящим со скоростью в 2 км/ч.

«Начинка» Р3 была, в принципе, такой же, как и у Р2 – те же сенсоры и камеры, те же 30 степеней подвижности. В каждой руке Р3 мог удерживать по 2 кг веса. Благодаря более низкому потреблению энергии работать на аккумуляторе робот мог 25 минут. А уменьшенный размер также гарантировал большее удобство в использовании машины в человеческой среде. Р3 демонстрировали в период между 1997 и 1999 годом, и следующим фурором, произведенным Honda, стал лишь Asimo.

Робот Р3 даже сдавался в использование ученым из Национального института передовых технологий и науки (AIST – National Institute of Advanced Industrial Science and Technology). Это помогло исследователям из других учреждений начать собственные проекты по созданию роботов-гуманоидов.

Презентация Р3. Источник: youtube.com/plasticpals1

Естественно, Honda не прекращает работу над более совершенными роботами и по сегодняшний день. Всемирно известная модель Asimo – тому доказательство. К тому же, в марте 2010 года публике был представлен и робот Р4 (хотя разрабатывался он в 1997-1999 годах). При росте в 160 см Р4 весит всего 80 кг, и обладает 34 степенями подвижности.

Робота Асимо создавали как помощника людям. Компания Хонда прошла долгий путь развития своего андроида с 80-х годов прошлого века, чтобы в 2000 году выпустить первого в мире Asimo.

И вот в октябре 2000 года (31 число считается официальным днем рождения ASIMO) появился робот-малыш весом 52 кг, рост его был 122 см. Его научили ходить вперед и назад, подниматься и спускаться по лестнице, удерживать баланс на одной ноге и поворачиваться в процессе ходьбы. Размер ASIMO инженеры продумали специально, чтобы ему было легче общаться с людьми и свободно передвигаться в жилом пространстве. Ведь ASIMO умеет помогать по дому, включать/выключать свет, открывать дверные ручки и многое другое.

Над дизайном, разработкой и созданием ASIMO трудился большой коллектив ученых. Физиками были изучены процессы ходьбы человека, анатомия и движения человеческого тела, эти открытия помогли создать чертежи и приблизили создание двуногого робота. Движения робота стали подобны человеческим. Математики создали алгоритмы, благодаря которым ASIMO смог ходить и сохранять равновесие по-человески, программисты перевели физические и математические формулы на язык, который понимает ASIMO. Химики трудились над созданием легкой, в то же время сверхпрочной структурой и мощными аккумуляторами для управления ASIMO. Все достижения и знания совместили в своей работе механики и инженеры-электронщики. ASIMO стал реален!

Название «Asimo» — расшифровывается как «Advanced Step in Innovative Mobility», по-русски «прогрессивный шаг в инновационную мобильность». Асимо — самый развитый андроид на сегодняшний день, сбывшаяся научно-фантастическая мечта его создателей в Хонда. Кстати, в названии японского робота многие видят сходство с именем знаменитого фантаста Айзека Азимова, но официально ничего не подтверждается.

Каждый Асимо — это штучная работа, на которую уходит немного меньше миллиона долларов. Однако компания Хонда не ставит своей целью продавать их. Пусть купить Асимо нельзя, робота можно арендовать примерно за 14 тысяч долларов в месяц. Что же в этом андроиде такого уникального?

Асимо может пожать руку человеку, синхронизировавшись с ним. Он придвинется чуть вперёд, если человек сделает шаг назад или потянет робота за руку. Андроиду помогают это сделать визуальные сенсоры, отслеживающие движения человека, датчики силы в запястьях и тактильные датчики в ладонях.

Руки у Asimo очень ловкие. Каждая рука имеет 14 степеней свободы. Каждая кисть — 4, не считая суставов пальцев. А сила захвата всех его пяти пальцев составляет полкилограмма. Он может нести до 300 грамм в каждой руке и до 1 кг, используя одновременно обе руки.

Кроме умения распознавать движущиеся объекты (лица людей в том числе), робот Асимо обладает способностью слышать и воспринимать голосовые команды даже среди шума или при музыке. Asimo слышит, когда его зовут по имени и поворачивается к зовущему. Он будет «смотреть» на лицо человека, который с ним говорит и реагировать. Так же андроид обернётся на незнакомые внезапные звуки, например, падение какого-либо объекта.

Он реагирует на простые человеческие жесты и позы, понимает и изъясняется на языке глухонемых. Робот Асимо отличает знакомые лица и незнакомые. Можно показать пальцем на место или вещь, и Asimo посмотрит не на палец, а туда, куда указывают.

Этот японский робот может открывать двери, пользоваться выключателем света, носить вещи и толкать тележку в магазине или столик на колёсиках с ужином дома. Управление роботом происходит с рабочей станции или портативного контроллера.

Asimo может принести поднос, например, с напитками. Он донесёт его аккуратно, потому что будет балансировать не только кистями и руками, но и всем телом, чтобы ничего не разлить.

Рост робота Асимо позволяет ему хорошо взаимодействовать с человеком — 130 см. Asimo не мал и не велик и ему отлично подходит обычная человеческая среда, например, квартира, чтобы отлично функционировать. В течение 40 минут после каждой зарядки, у вас может быть отличный домашний помощник. Асимо может просто сопровождать вас (скорость ходьбы — 2,7 км/ч), тогда проработает дольше — час.

Чтобы Асимо мог идти плавно, он помнит сразу несколько способов для движения: старт, ускорение, постоянную скорость, торможение, остановка, поворот. Все эти способы движения комбинируются. Он постоянно выбирает, как нужно повернуть стопы, какой тип походки выбрать. У его тела 57 степеней свободы в общей сложности. Смотрите видео с Асимо, где он танцует:

Бегает он, к слову, со скоростью 9 км/ч. Его ультразвуковые волновые датчики помогают отлично ориентироваться в пространстве радиусом 3 м даже во время движения. Например, стеклянные стенки он обходит с лёгкостью, когда его визуальные сенсоры не могут их обнаружить.

Кроме того, у Асимо есть лазерный и инфракрасный сенсор для ощупывания пространства вокруг. В случае обнаружения препятствия андроид не будет тормозить, чтобы перестроиться, он поменяет профиль движения во время ходьбы.

Asimo может ходить по ступеням, в отличие от многих и многих роботов. Он прекрасно с этим справляется.

В данном случае — в груди. У любого робота должны быть лампочки-индикаторы, которые бы загорались и мигали. Иначе быть не может!

На груди Асимо есть три цветных индикатора. Зелёный — низкий уровень энергии. Белый — загрузка завершена, готов к работе. Красный — питание и сервоприводы включены, готов идти.

Поговорим о весе и прочих характеристиках этого замечательного японского робота.

Робот Асимо имеет покров из магниевого сплава, что делает его прочным и лёгким — всего 48 кг. Так же вес уменьшили (относительно модели 2000-го года), заменив никель-гидридные батареи на 51,8 вольтные литий-ионные. Андроид носит их в своём «рюкзачке». У новых батарей цикл зарядки 3 часа.

У очаровательного малыша Asimo туловище из магниевого сплава покрыто пластиковым полимером. Глаза-камеры Asimo видят трехмерно подобно человеку. Благодаря лазерному детектору, микрофонам и сенсорным датчикам робот реагирует на звуки и ориентируется в пространстве. Шея поворачивает голову легко, робот поворачивается в сторону раздающегося шума. Никель-металл-гидридный аккумулятор весом около 8 кг поддерживает работоспособность Asimo в течение 30 мин. Размещен он в середине корпуса и тем самым сохраняет центр тяжести.

В рюкзаке Asimo находится процессор, который контролирует все движения робота. Asimo можно управлять радиосигналами, передаваемыми через компьютер. Он понимает голосовые команды, жесты, легко их воспринимает и выполняет. Руки, бедра снабжены датчиками силы, шарнирами. Есть еще датчики ускорения и обратной связи, гироскоп, сервомоторы. В 2004 году ASIMO включен как первый человекоподобный робот в "Зал Славы Роботов" Университета Карнеги-Меллона. ASIMO не продается!!!! В некоторых случаях компания Honda давала робота в аренду. Вырученные деньги шли на научно-исследовательскую работу.

И вот наконец новости 2012 года.

Наконец-то японская компания «Honda Motor» выпустила новое шестое поколение самого передового человекообразного робота на нашей планете «all-new ASIMO». Этот робот кардинально отличается от своих предшественников. Старым остался лишь внешний вид самого андроида.

Впервые ASIMO увидел свет в 2000 году. Новый прототип стал быстрей, сильней и легче на 6 килограмм. Общие параметры «Аll-new ASIMO»; зарядки аккумулятора хватает на 40 минут (заряжается «Аll-new ASIMO» самостоятельно); рост ASIMO составляет 1,3 метра; андроид имеет 57 степеней свободы (а это на 23 больше чем у предшественника); скорость передвижения робота возросла с 6 км/час, до 9 км/час.

«Аll-new ASIMO» эволюционировал от автомата, до автономного механизма. Самой главным достоинством робота, стал улучшенный интеллект. ASIMO воспринимает информацию при помощи множества сенсоров, выполняющих слуховую, зрительную или же функцию тактильных органов.

Взяв за основу оценку ситуации происходящей вокруг, а так же реагируя на действия окружающих, андроид ведёт себя соответствующе. Он легко узнаёт людей, как по лицу, так и по голосу. К тому же может различать голоса людей, говорящих наперебой.

Новое поколение ASIMO, неплохо разбирается в «языке жестов». Интересным нововведением является то, что при помощи пространственного анализа, робот способен предсказать направление, в котором будет двигаться человек в течение пары секунд. Впоследствии андроид быстро найдёт путь обхода, для избежания столкновения.

Что насчёт улучшения физической формы робота, то значительно увеличились сила, и диапазон движения ног. Теперь ASIMO, может ходить вперёд спиной, или скакать как на двух, так и на одной ноге. Он довольно легко адаптируется к изменяющейся ситуации, и передвигается по неровным поверхностям.

Руки у андроида, так же не остались без изменений. «Аll-new ASIMO» имеет улучшенные сенсоры тактильной функции, что позволяет ему чётко чувствовать уровень давления пальцев на предмет. Проще говоря, новый ASIMO, без затруднения сможет открутить крышку на бутылке с водой, и налить вам выпить.

Отныне вся робототехника компании Honda, теперь будет носить коллективное название «Honda Robotics». Это связанно с особым интересом компании к всеобщему производству робототехники, и внедрению её в бытовую жизнь.

Основные характеристики "нового ASIMO"

Скорость бега

Время в отрыве от земли

Дистанция, преодолеваемая в отрыве от земли

6 км/ч

0,08 секунды

50 мм

Скорость шага

2,7 км/ч

Скорость бега по окружности

5 км/ч (радиус 2,5 м)

Скорость шага при переноске груза

1,6 км/ч

Высота

130 см

Вес

54 кг

Рабочие степени свободы

34

источники

Фотографии с сайтов Plastic Pals, Honda и Ads in Lebanon
https://www.etoya.ru
http://honda.ua
http://androbots.ru
http://robonovosti.ru
http://robotor.ru