Сайт о роботах

Негуманоидный слуга выполняет задания одной правой » Человекоподобные роботы


Его мягкий корпус со скрытыми сочленениями минимизирует риск травм. Его умные программы позволяют ему быстро реагировать на динамически меняющуюся обстановку, а ловкая рука даёт возможность хозяйничать на кухне или в гостиной. Его глаза способны отличить бутылку от дверной ручки. Эволюция отдельно взятого проекта действительно поработала на славу. Негуманоидный слуга выполняет задания одной правой
Навигация
Самые интересные статьи
Подключаем символьный ЖКИ
Подключаем символьный ЖКИ
Многие люди днями сидят в своей мастерской и ломают себе голову над тем, как подключить ЖКИ к своему устройству, но не у многих это получается. Я научу вас, как легко и...

Обратите внимание Будьте в курсе событий.

Статьи по роботам

Негуманоидный слуга выполняет задания одной правой


07.09.2009, 14:40
Мембрана

Негуманоидный слуга выполняет задания одной правой
Care-O-bot 3 не прочь бы поселиться в обычных комнатах, но пока ему устраивают фотосессии в стенах родного института и на выставках (на заднем плане OSKAR – рекламно-презентационный робот, построенный той же командой в 2003 году) (фото Bernd Müller/Fraunhofer IPA).

Его мягкий корпус со скрытыми сочленениями минимизирует риск травм. Его умные программы позволяют ему быстро реагировать на динамически меняющуюся обстановку, а ловкая рука даёт возможность хозяйничать на кухне или в гостиной. Его глаза способны отличить бутылку от дверной ручки. Эволюция отдельно взятого проекта действительно поработала на славу.

Давно было сказано, что в старости о нас, кроме роботов, позаботиться будет некому. Преувеличение, но не сильное. Для ряда развитых стран со стремительно стареющим населением это проблема. И домашние роботы – одно из возможных решений на отдалённую перспективу.

Такие машины не раз создавали в разных странах. Увы, все остались опытными образцами. Купить механического слугу в магазине пока нельзя. Тем временем поиск оптимальных решений продолжается. Один из самых удачных проектов такого рода – штугартский Care-O-bot. Над ним несколько лет трудятся специалисты из института технологии машиностроения и автоматизации Фраунгофера (Fraunhofer IPA)

Care-O-bot уже демонстрировался на ряде крупных шоу и форумов, а в конце ноября 2009 года нанёс визит в Японию, на международную выставку роботов iREX 2009. На фоне новинок со всего света и из самой Страны восходящего солнца немецкий робот-помощник не потерялся. И не только из-за своих талантов — даже просто благодаря внешнему виду.

Хотя одной из главных целей проекта его авторы называют создание машин для ухода за одинокими пожилыми людьми, тестировать робота пока приходится лишь будущим пенсионерам (фото Bernd Müller/Fraunhofer IPA).

Хотя одной из главных целей проекта его авторы называют создание машин для ухода за одинокими пожилыми людьми, тестировать робота пока приходится лишь будущим пенсионерам (фото Bernd Müller/Fraunhofer IPA).

"Мы сознательно отошли от существующих человекоподобных роботов-помощников", — поясняет менеджер проекта Кристофер Парлитц (Christopher Parlitz). По его словам, гуманоидная внешность может вызвать у пользователя ожидание того, что выходит за рамки возможностей машины.

Однако облик андроида сам по себе недостаточен для проявления роботом ожидаемой "человеческой" реакции. Чтобы добиться этого, робот должен уметь на высоком уровне интерпретировать ситуацию и правильно адаптировать своё поведение.

Care-O-bot 3 на iREX 2009. Экспозиция проекта выглядела скромно, но, судя по столику на заднем плане, этот симпатичный робот, как и на предшествующих экспозициях, устраивал мини-шоу, подавая бутылки с водой посетителям (фотографии Robot Watch).

Care-O-bot 3 на iREX 2009. Экспозиция проекта выглядела скромно, но, судя по столику на заднем плане, этот симпатичный робот, как и на предшествующих экспозициях, устраивал мини-шоу, подавая бутылки с водой посетителям (фотографии Robot Watch).

Такое умение, в свою очередь, требует разработки сложных моделей познания и эмоций. И хотя в данной сфере робототехники уже наметился прогресс, "человеческие" способности роботов ещё очень далеки от уровня "повседневной технологии". Вот чтобы не разочаровывать людей, немцы и решили избегать антропоморфных атрибутов и вместо этого строить аппараты с нарочито "техноморфным" обликом.

Правда, совсем уж отвлечься от ассоциаций со слугой-человеком разработчикам не удалось. Велик был соблазн придать машине хоть какую-то деталь, наделяющую железяку большей теплотой и дружественностью.

Таким элементом стал торс аппарата. Весь стальной каркас машины, скрывающий электрическую и электронную начинку, создатели бота укрыли упругой эластичной оболочкой (что заодно повысило безопасность). При этом торс снабдили сервоприводами и дали ему пять степеней свободы. Так Care-O-bot 3 научился услужливым поклонам и небольшим разворотам верхней части корпуса в стороны.

"Одарённый" немецкий робот умеет распознавать предметы, он может открывать двери, чтобы достичь пункта назначения. А эластичный "пояс" машины и вовсе – настоящая изюминка аппарата (кадры Fraunhofer IPA).

"Одарённый" немецкий робот умеет распознавать предметы, он может открывать двери, чтобы достичь пункта назначения. А эластичный "пояс" машины и вовсе – настоящая изюминка аппарата (кадры Fraunhofer IPA).

Для восприятия информации о внешнем мире Care-O-bot 3 располагает поворачивающейся цветной стереокамерой, передним и задним лазерными сканерами, микрофонами и трёхмерной камерой типа time-of-flight, выстраивающей 3D-карту окружающих машину предметов.

В общем, бот получает полную картину происходящего вокруг и способен представлять себе близлежащее окружение в полном объёме. При этом, если робот желает переместиться куда-то, он заранее выстраивает оптимальный путь с учётом обхода препятствий. И эта программа также способна менять курс на ходу: робот распознаёт подвижные объекты (идущего человека) и оперативно объезжает их.

Высота машины составляет 1,45 метра, а вес превышает 150 килограммов. Опирается робот на четыре колеса (все ведущие и управляемые), которые позволяют машине двигаться в любом направлении и разворачиваться на месте. Питается бот от набора литиевых аккумуляторов, а мозгом ему служат три PC, спрятанные в недрах корпуса. Там же – стереодинамики (фотографии Beri Bieber/Fraunhofer IPA).

Высота машины составляет 1,45 метра, а вес превышает 150 килограммов. Опирается робот на четыре колеса (все ведущие и управляемые), которые позволяют машине двигаться в любом направлении и разворачиваться на месте. Питается бот от набора литиевых аккумуляторов, а мозгом ему служат три PC, спрятанные в недрах корпуса. Там же – стереодинамики (фотографии Beri Bieber/Fraunhofer IPA).

Любопытно также решение, позволившее роботу одинаково спокойно как ехать вперёд, так и пятиться назад. Отдельной головы у машины вроде и нет, однако колпак, закрывающий рамку с камерами, выполнен прозрачным не только спереди, но и сзади.

Вместо того чтобы разворачивать голову вокруг вертикальной оси, этот робот при необходимости переворачивает весь блок стереокамер вокруг оси горизонтальной, таким образом обеспечивая себе обзор со стороны спины.

Рука у робота одна, зато располагает семью степенями свободы сама по себе, да ещё семь приходятся на трёхпалую кисть. Манипулятор оснащён датчиками усилия, а кончики пальцев — сенсорами прикосновения, что позволяет боту бережно брать стеклянные предметы. Длина этой руки достаточна, чтобы поднимать предметы с пола или доставать их с верхней полки обычного домашнего шкафа.

Если человек попадает в радиус действия руки робота, тот прерывает задуманное движение, чтобы ненароком не нанести травму, — безопасность машины была одним из приоритетов проекта. Но такие способности мы, конечно, уже видели и у других роботов (фото Bernd Müller/Fraunhofer IPA).

Если человек попадает в радиус действия руки робота, тот прерывает задуманное движение, чтобы ненароком не нанести травму, — безопасность машины была одним из приоритетов проекта. Но такие способности мы, конечно, уже видели и у других роботов (фото Bernd Müller/Fraunhofer IPA).

Самой же яркой находкой, пожалуй, является сенсорный экран, который выдвигается на высоту груди на изогнутой ножке. Он служит не только для ввода команд, но и играет роль сервировочного столика, на который робот может ставить приносимые им тарелки и бутылки. Столик-экран автоматически убирается, когда в нём нет нужды.

Управляется "слуга" из Штутгарта как через пункты меню на экране, так и голосовыми командами. А ещё Care-O-bot умеет распознавать ряд человеческих жестов.

Типичный сценарий использования Care-O-bot 3: человек заказывает напиток, дотрагиваясь до контактного экрана, робот отправляется к столу (или холодильнику), берёт бутылку, ставит на свой поднос и отвозит заказавшему её человеку (кадры Fraunhofer IPA).

Типичный сценарий использования Care-O-bot 3: человек заказывает напиток, дотрагиваясь до контактного экрана, робот отправляется к столу (или холодильнику), берёт бутылку, ставит на свой поднос и отвозит заказавшему её человеку (кадры Fraunhofer IPA).

В базе данных робота хранятся описания многочисленных предметов быта. Но если какая-то вещь роботу неизвестна, человек может сам познакомить Care-O-bot с ней — вложить, например, чашку ему в руку, чтобы бот мог осмотреть и пощупать её, запомнить трёхмерный образ.

Робот старается запомнить и характерные цвета, и карту характерных точек на предмете, чтобы потом узнавать его "в лицо" (фото и иллюстрация Fraunhofer IPA).

Робот старается запомнить и характерные цвета, и карту характерных точек на предмете, чтобы потом узнавать его "в лицо" (фото и иллюстрация Fraunhofer IPA).

"Третий" Care-O-bot с одной стороны обладает достаточно богатым набором умений и навыков, чтобы уже сейчас выполнять в доме ограниченный круг заданий. И пусть пока его сложно представить в роли полноценной сиделки, это большой шаг вперёд к данной цели. По крайней мере, официанта из Care-O-bot можно сделать уже сейчас.

Интересно, что проект этот прошёл через ряд принципиально отличных этапов, на которых инженеры учили своих подопечных новым премудростям.

Care-O-bot 1 появился в 1998 году, когда сама идея выхода роботов за пределы промышленных цехов, и более того, прихода их в дома людей — в большей степени была "разведана" и "испытана" фантастами, нежели институтами и компаниями.

Care-O-bot 1. Эти машины служили для отработки навигации в обычном повседневном мире и для апробации взаимодействия робота с человеком в быту (фотографии Fraunhofer IPA).

Care-O-bot 1. Эти машины служили для отработки навигации в обычном повседневном мире и для апробации взаимодействия робота с человеком в быту (фотографии Fraunhofer IPA).

Первые Care-O-bot ещё только учились не сталкиваться с людьми и предметами, а заодно и взаимодействовать с человеком, правда, пока только посредством контактного экрана.

В 2000 году на базе этой модели институт автоматизации Фраунгофера построил трёх роботов-гидов для музея коммуникаций Берлина (Museum für Kommunikation Berlin).

Музейные роботы на базе Care-O-bot 1 (слева направо: Twiddling, Inciting и Instructive). Они могут на небольшой площадке играть в мяч с детьми, а для взрослых готовы провести экскурсию. Несмотря на сравнительно ограниченные возможности (по современным меркам) в навигации и реакции на внешнюю среду, создатели этих "малышей" ухитрились придать каждому индивидуальный характер (внешность, голос и даже поведение).<br></br>Внизу: K-bot-1 – ещё одно детище института автоматизации Фраунгофера (2005 год). Он умеет распознавать посетителей выставки или музея, пассажиров на вокзале, подъезжать к ним и показывать на экране полезную информацию (фотографии Fraunhofer IPA).

Музейные роботы на базе Care-O-bot 1 (слева направо: Twiddling, Inciting и Instructive). Они могут на небольшой площадке играть в мяч с детьми, а для взрослых готовы провести экскурсию. Несмотря на сравнительно ограниченные возможности (по современным меркам) в навигации и реакции на внешнюю среду, создатели этих "малышей" ухитрились придать каждому индивидуальный характер (внешность, голос и даже поведение).

Внизу: K-bot-1 – ещё одно детище института автоматизации Фраунгофера (2005 год). Он умеет распознавать посетителей выставки или музея, пассажиров на вокзале, подъезжать к ним и показывать на экране полезную информацию (фотографии Fraunhofer IPA).

Care-O-bot 2 родился в 2002 году. Несмотря на ряд новых способностей (по сравнению с первым экземпляром), он всё ещё был далёк от выполнения даже самых простых требований к действительно домашнему роботу.

Так, трёхмерное сканирование места действия он выполнял лишь в начале работы в новой обстановке (и это сканирование занимало энное время). Из-за этого "второй" не мог адекватно отвечать на появление подвижных предметов. К тому же Care-O-bot 2 получился довольно громоздкий и годился не для каждого помещения.

Care-O-bot 2 уже был оснащён манипулятором, позволившим ему выполнять несложные действия с небольшими бытовыми предметами. Кроме того, у него имелся поручень для опоры рук, и он мог подстраиваться под ходьбу пожилого человека (фотографии Fraunhofer IPA).

Care-O-bot 2 уже был оснащён манипулятором, позволившим ему выполнять несложные действия с небольшими бытовыми предметами. Кроме того, у него имелся поручень для опоры рук, и он мог подстраиваться под ходьбу пожилого человека (фотографии Fraunhofer IPA).

Потому немецкие специалисты и продолжили эволюцию Care-O-bot. Они стремились получить робота достаточно "худосочного", чтобы он мог ловко лавировать между предметов мебели, а главное – более чуткого и сообразительного. Так в 2008 году появилась нынешняя модель, которую немецкие специалисты ещё продолжают совершенствовать. Кстати, основание "третьего" Care-O-bot, почти квадратное в плане, имеет скромный поперечник около 60 сантиметров.

Родители этого робота виртуозно свели множество разрозненных компонентов в единое целое и вдохнули в него жизнь. И хотя специалисты из института Фраунгофера старались избежать человекоподобия Care-O-bot 3, его вполне можно представить в роли услужливого (и даже обаятельного) дворецкого или, к примеру, медбрата в госпитале (фотографии Beri Bieber/Fraunhofer IPA).

Родители этого робота виртуозно свели множество разрозненных компонентов в единое целое и вдохнули в него жизнь. И хотя специалисты из института Фраунгофера старались избежать человекоподобия Care-O-bot 3, его вполне можно представить в роли услужливого (и даже обаятельного) дворецкого или, к примеру, медбрата в госпитале (фотографии Beri Bieber/Fraunhofer IPA).

В конструкции немецкого "слуги" почти нет каких-либо диковинных и редких компонентов. Камеры, манипулятор, приводы и компьютеры – большую часть "железа" для данного проекта поставили промышленные партнёры IPA. Эти узлы либо серийные, либо почти таковые (претерпевшие в стенах института ряд модификаций).

А значит, теоретически Care-O-bot 3 можно хоть завтра ставить на конвейер. Сами создатели, впрочем, называют его исследовательским проектом. А любое продолжающееся исследование это надежда на ещё более впечатляющий результат.



Электротандем с напарником-роботом
  • Перевод транспортных средств на электричество, безусловно, полезный процесс. И каждый класс таких машин приносит их владельцам свои выгоды. Если для ...
  • НАЗАД
    Инвалидный электрокар поднимает больных с постели

    Инвалидный электрокар поднимает больных с постели
  • Его длина 122 см, ширина 69, а высота 117 см. Заряда свинцово-кислотных аккумуляторов хватает на 4 часа. < >Переключение трёх скоростей (1 км/ч – 3,5 ...
  • ВПЕРЁД