Roboy
| Изобретатель | Prof. Dr. Rolf Pfeifer, Pascal Kaufmann (University of Zurich) |
|---|---|
| Страна | Швейцария |
| Год создания | 2013 |
| Вид | Человекоподобный |
| Страница в интернет | roboy.org[1] |
Робой - является передовым роботом-гуманоидом, разработанным в лаборатории искусственного интеллекта в Университете Цюриха. Первая презентация состоялась 8 марта 2013 года. Целью проекта является разаботка робота способного на начальном этапе подражать людям с возможностью в будущем помогать им в повседневной среде.[2] Паскаль Кауфманн, воплощая дизайн принципов, обозначенных доктором Рольфом Пфайфером, директором лаборатории искустванного интеллекта, начал работу над созданием робота в 2012 году. На данный момент над проектом совместно работают как иженеры так и ученые, которых объединяет стремление к продолжению исследований в области мягкой робототехники. Позже работа была перенесена в [[Германию]], в Мюнхен, где Рафаэль Хостеттлер в Техническом университете продолжает исследования.[3]
История
Робот ECCE
Стандартные гуманоидные роботы имитируют форму человека, но рабочие механизмы, очень отличаются от используемых людьми. И эта разница отражается в характеристиках подобных роботов. Что накладывает серьезные ограничения на виды взаимодействия, в которых могут участвовать стандартные роботы, знания, которые они могут приобрести в своей среде, и, таким образом, на характер их когнитивного взаимодействия с окружающей средой.[4] Поэтому в 2011 году в Европейском Союзе был запущен роботизированный проект, результатом которого стала разработка робота ECCE. Под руководством профессора Оуэна Холланда из Университета Сассекса. В рамках проекта ECCE был разработан новый тип робота, созданный по образцу анатомии человека. ECCE дословно расшифровывается как «Внедренное познание в роботе с соблюдением технологии». Целью проекта была разработка робота-антропомиметика, чье тело движется и взаимодействует с физическим миром так же, как это делают люди.[5] Как атропомиметик, робот копирует не только внешнюю форму человеческого тела, но также и копирует внутренние структуры и механизмы, такие как кости, суставы, мышцы и сухожилия.[2] Благодаря этим человеческим механизмам робот обладает потенциалом для взаимодействия в мире людей.
- Спроектировать и разработать тело робота-антропомиметика на мобильной платформе
- Разработать методы и характеристики таких роботов с точки зрения информационных потоков, возникающих из-за их человеческой внутренней динамики и сенсорно-моторного взаимодействия
- Изучить способы управления роботом во время движения, взаимодействия и мобильных манипуляций. Объединить успешные стратегии управления в единой архитектуре, развернув их соответствующим образом в соответствии с обстоятельствами и задачами
- Использовать антропомиметическую природу робота для достижения некоторых человеческих когнитивных характеристик посредством сенсорно-моторного контроля
- Оценить функциональные и когнитивные способности робота, как абсолютно, так и по сравнению с современным обычным роботом
Робот ECCE стал исследовательской платформой. В нем использовалось много эластичных кабельных связок, действующих как мышцы и сухожилия.[2] Как и в человеческом теле, все мышцы и сухожилия должны быть скоординированы, чтобы движения были осмысленными.[6] Для этого в корпус робота встроено 45 двигателей, которые натягивают кабели, заставляя тело двигаться. Это позволяет роботу иметь больший потенциал для работы в неструктурированной человеческой среде, чем обычный робот. Идея заключалась в том, чтобы передать вычисления для механики человеческого тела, например, использовать пассивное соответствие, заставляя его правильно использовать энергию, для обеспечения безопасного взаимодействия и накапливать энергию в мышцах, которая затем может быть освобождена для быстрых движений.
Развитие
Используя наработки ECCE как отправную точку, Roboy был задуман в 2011 году как проект координации между исследовательскими институтами и отраслевыми партнерами.[7] Одним из первых совместных достижений была антропоморфная сухожильная сила (ANTHROB), которая послужила примером того, как должны функционировать остальные части тела Робоя.
Имея рост в 1,2 метра (3,9 фута)[8] внешне Робой похож на ребенка, чтоб однажды стать полезным в качестве робота-помощника для больных и пожилых людей. В отличие от более традиционных роботов, у которых в суставах есть моторы, Робой управляется сухожилиями, что позволяет ему более плавно двигаться, как человек.[9] Движения людей во время ходьбы были тщательно изучены, а затем откорректированы, что привело к ходьбе, сходной с человеческой. Анатомия Робоя очень приближена с анатомией человека. Позвоночник состоит из множества позвонков, соединенных шнурами и шариками представляя собой "спинной мозг". Что касается головы Робоя, то оно было спроектирован с нуля. Сообщество в Facebook совместно решило, какой из вариантов лица больше всего понравился. Кроме того, технология мозга и программное обеспечение искусственного интеллекта, которые управляют Робоем, могут позволить ему покраснеть в определенных ситуациях, например, после получения комплимента или во время объятий.[10] [11] В 2013 году Roboy был представлен на роботизированной ярмарке "Robots on Tour", которая состоялась в Цюрихе, Швейцария, 8 марта. Для этого команде разработчиков пришлось организовать весь проект за 9 месяцев.[2] [7] Это стало возможным благодаря краудфандингу.[12] В свою очередь, имена всех участников были выгравированы на самом Робое. Разработка Roboy Junior, т.е. механика и программное обеспечение, велось с открытым исходным кодом. Таким образом, весь опыт, идеи и изобретения не были предоставлены одним конкретным субъектом, поэтому любой мог внести свой вклад в развитие технологии. Сейчас Робой Джуниор стал первоначальной искрой для начала дальнейшей работы по созданию общей исследовательской антропометрической платформы.
На текущей стадии разработки Roboy 2.0 может крутить педали, распознавать людей и вести простые разговоры. А также играть на ксилофоне - это особенно сложная задача для роботов из-за необходимой динамики. К 2020 году Робой должен будет быть в состоянии выполнить базовую медицинскую диагностику. Дальнейшие планы предполагают возможность высадки этой машины на Марс уже в 2024 году.[13]
Технические характеристики
- Антропомиметический, совместимый и управляемый сухожилиями дизайн
- Детская морфология
- Структура скелета с 3D-печатью, SLS, полиамид
- 48 двигателей с двигателями Maxon BLDC, 5, 25, 30 Вт
- Относительные энкодеры, 512 CPT
- Пользовательский датчик абсолютного положения с использованием индуктивного линейного датчика
- Серия упругой конструкции с геометрически нелинейной пружиной
- Контроль силы и положения
- EPOS 2 платы контроллера двигателя с интерфейсом CanOpen
- 142 см высотой 50,75 см шириной
- 30 кг общая масса
- Перегруженный плечевой сустав
- Емкостные сенсорные датчики в руках, для запуска движений сжимания руки
- Спроецированное лицо, позволяющее быстро отображать эмоции
- Стерео камеры
- Микрофон
Степень подвижности / Механизация
- Итого: ~ 28 степеней подвижности, 48 моторов
- Голова: 3 степени подвижности, 4 Мотора
- Позвоночник / Грудь: ~ 3 степени подвижности, 4 Мотора
- Карсет (x2): 6 степеней подвижности, 12 моторов
- Руки (x2): 1 степень подвижности, 1 мотор
- Бедро / Ноги (x2): 4 степени подвижности, 7 Моторов
Исследования и сотрудничества
Myorobotics
Между проектом Roboy и исследовательским проектом ЕС Myorobotics заключено соглашениео сотрудничестве.[7] «Мышцы» Робоя являются модульными и повторяются по всему его телу. Myorobotics развивает эту идею, разрабатывая модули для костей и суставов, чтобы создать инструментарий для робототехники, для роботов, управляемых сухожилиями, который можно проектировать, моделировать, оптимизировать и контролировать в единой согласованной структуре.[14]
Проект "Человеческий мозг"
В Европейском союзе в рамках флагманского проекта «Человеческий мозг» с бюджетом в 1 млрд. евро разрабатываются моделируемые "мозги". Команда Roboy, в тесном сотрудничестве с руководителем проекта Neurorobotics, проф. Алоис Нолл из Технического университета Мюнхена обеспечивает основу для роботов, которые будут использоваться в проекте. Скелетно-мышечные системы естественно взамосвязаны с мозгом, поскольку они разрабатывались вместе. Их цель - понять, как управлять сложными пластичными роботами, а также привести виртуальные мозги в физическую реальность.[7]
Университет Мельбурна
Исследовательская группа по робототехнике в Мельбурнском университете имеет большой теоретический опыт в управлении мышечно-сухожильными системами. В тесном сотрудничестве с доктором Дарвином Лау и доктором Денни Отомо команда Roboy предоставляет свое оборудование, а взамен их разработки переносятся в программное обеспечение, улучшая контроль и способности Roboy.[7]
Робой в школе
«Roboy at school» - проект команды Roboy, осноованный для популяризации робототехники и пробуждения интереса среди подростков к естественным наукам.[15]
Рекомендации
- ↑ Welcome 2.0 (амер. англ.). HELLO MY NAME IS ROBOY. Дата обращения: 23 августа 2019.
- ↑ 1 2 3 4 Owano, Nancy (31 December 2012). "Zurich AI team plans March delivery for humanoid Roboy". Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ Rafael Hostettler. Дата обращения: 1 мая 2016.
- ↑ ECCE Robot. Technische Universität München, Department of Informatics, Robotics and Embedded Systems. Technische Universität München. Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ ECCEROBOT. ETF Robotics. ETF Robotics group at School of Electrical Engineering in Belgrade. Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ ECCE Human Robot presented by Hugo Gravato Marques. YouTube. gridtalkproject's channel. Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ 1 2 3 4 5 Home. ROBOY (14 февраля 2013). Дата обращения: 7 октября 2013.
- ↑ "Roboy, the robotic 'boy' set to help humans with everyday tasks (and scientists hope to build him in just nine months)". 27 December 2012. Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ Warr, Philippa (27 December 2012). "Artificial tendons give natural movement to robot boy". Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ Hornyak, Tim (19 December 2012). "Swiss aim to birth advanced humanoid in 9 months: Roboy is a tendon-driven robot designed to emulate humans, right down to the gestation period". CNET. Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ Bühler, Urs (28 February 2013). "Die Zangengeburt eines möglichen Stammvaters". Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ Hoffman, Mark (26 December 2012). "Most advanced humanoid 'Roboy' to be birthed within 9 months by Swiss engineers". SCIENCE WORLD REPORT. Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ Roboy. robotonomica.ru. Дата обращения: 23 августа 2019.
- ↑ About. Myorobotics. Дата обращения: 15 марта 2015.
- ↑ "Ziemlich genial: Ein Heft über Erfinder und Entdecker". Süddeutsche Zeitung. 10 December 2014.