Что умеет японский робот Асимо? Десятка самых необычных и продвинутых роботов мира Как умеет передвигаться.
И снова Япония впереди планеты всей в плане развития новейших технологий. В 2000 году вниманию общественности был представлен робот АСИМО - андроид, умеющий самостоятельно передвигаться, различать лица людей и работать в сети. В 2009 г. желающие могли приобрести это достояние науки в личное пользование, то есть взять в аренду. Статья расскажет подробнее о новом друге человека.
Как все начиналось?
Впервые идея по созданию пришла к разработчикам японской компании «Хонда». Робот АСИМО создавался в качестве помощника для человека, и первый прототип современного АСИМО появился в 80-х годах прошлого века. После того как компания «Хонда» отлично зарекомендовала себя на автомобильном рынке и заняла лидирующие позиции, она обратила внимание на еще никем не тронутую область деятельности - создание человекообразного робота-андроида, который передвигался бы на двух ногах.
Основной замысел был не в том, чтобы создать простую машину, а в том, чтобы воспроизвести механизм, способный мыслить, исполнять простые действия и помогать людям.
История создания
Ученые предположили, что для нормального взаимодействия с человеком робот должен уметь не только самостоятельно двигаться по ровной поверхности, но также пользоваться лестницей и не терять устойчивости в более обширном диапазоне условий. Поэтому его форма и является человекоподобной, что помогает безупречно владеть технологией ходьбы.
20 лет назад создание такого робота было сложной и трудоемкой задачей, но компании «Хонда» удалось с ней справиться. В 1986 г. была представлена первая модель робота АСИМО. Он умел ходить, правда, только по ровной поверхности и достаточно медленно (1 шаг с остановкой на 5 секунд). Чтобы улучшить скорость, учеными была специально разработана технология «динамического хождения». И в декабре 2004 года случился инновационный прорыв в компании «Хонда» - робот «АСИМО» (фото которого можно увидеть в статье) начал бегать. Уже в 2011 году обновленная версия робота была оснащена первой в мире технологией автономного контроля поведения.
Технические характеристики
Если сравнивать особенности робота АСИМО 2000 года и последней модели, то невозможно разительный прорыв. В 2000 году был представленный образец весом в 52 килограмма. Его высота составляла 120 см, а ширина - 45 см. Он ходил со скоростью 1,6 км/ч., не умел бегать. Работал от никель-гидридной батареи около 30 минут. Степеней свободы, то есть совокупности независимых траекторий перемещений, было 26.
Последняя модель имеет значительные различия. Ее вес стал меньше на 2 килограмма, в то время как рост увеличился на 10 сантиметров. Скорость ходьбы стала составлять почти 3 км (2,7 км)/ч. Робот 2014 года умеет бегать, развивая при этом скорость 7 км/ч. Имеет 57 степеней свободы и может более часа работать без подзарядки.
Функциональность
Робот АСИМО обладает широким спектром разнообразных функций:
- Распознавание объектов . Благодаря встроенной видеокамере робот может следить за движущимися объектами, что его окружают.
- Понимает жесты. Последняя модель верно истолковывает жестикуляцию. Может пожимать руку в знак приветствия или прощаться.
- Распознает окружение. Робот двигается безопасно для себя и окружающих. Он понимает, что такое ступенька, и не упадет с нее, также без усилий обойдет человека, который остановился у него на пути.
- Работает со звуками. В голову и тело робота встроено 8 микрофонов, соединенных с системой HARK. Она может распознавать звуки с точностью 80%. Более того, АСИМО способен распознавать три потока речи, то есть понимать, о чем говорят три человека одновременно (кстати, такая способность не каждому человеку доступна). Робот без труда определяет, откуда пришел звук, различает голоса, отделяя человеческую речь от других источников шума. Еще робот отзывается на свое имя, поворачивает голову к собеседнику, а также реагирует на звуки, несущие тревогу или опасность.
- Распознавание внешности. Помимо всего прочего, робот может узнавать знакомые лица. Сейчас он способен распознать около 15 лиц, но как только он узнает человека, сразу обращается к нему по имени.
Коммерческий вопрос
Японский робот АСИМО может подключаться к локальной сети. Он способен сообщать хозяину о посетителях и провожать их непосредственно к нему. Однако такого незаменимого помощника пока что нельзя приобрести. На период 2009 года существовало всего 100 роботов. Стоимость производства каждого АСИМО составляет около 1 миллиона долларов.
Каждый робот - это кропотливая ручная работа, и пока компания «Хонда» не ставит перед собой цель массово производить андроиды на рынок. Зато такого красавца можно взять в аренду. Стоимость 30-дневного пользования составляет 14 тысяч долларов.
Лучший помощник
На сегодняшний день АСИМО способен переносить и подавать вещи, толкать тележку в супермаркете, подавать напитки (в частности, может самостоятельно заварить чай) и открывать дверь. Робот отлично сбалансирован, поэтому не стоит беспокоиться о том, что он что-то разольет или побьет, не донеся до места назначения. Световые индикаторы, вмонтированные в «грудь», всегда будут напоминать о том, в каком состоянии находится помощник и сколько он еще может работать. Управление роботом производится через портативный контроллер.
В компании «Хонда» определяют интеллект как возможность совершать определенные действия путем сбора и анализа информации. Отталкиваясь от этого понятия, и был создан искусственный интеллект робота АСИМО (фото представлены в статье). Усовершенствованные интеллектуальные и физические возможности человекоподобного андроида поражают. И хотя для создания самостоятельно функционирующего искусственного интеллекта с множеством функций понадобится еще не одно десятилетие, Япония уже совершила первые шаги в этой области исследований.
Роботы. Пока еще это экзотика, но тем не менее, они все увереннее входят в нашу жизнь. Три закона роботехники Айзека Айзимова скоро перестанут быть только развлекательной литературой. Роботы – существа, которые одновременно завораживают и пугают своей человечностью и одновременно машинностью. Производство роботов развивается постоянно. Посмотрите на десятку самых интересных экземпляров на сегодняшний день.
ASIMO: Робот-гуманоид
ASIMO – это робот-гуманоид, созданный компанией Хонда. Ростом в 130 сантиметров и весом в 54 килограмма, робот похож на маленького астронавта, который несет рюкзак. Он умеет ходить на двух ногах, копируя человеческую походку скоростью в 6 км/ч. ASIMO был создан в Японии в «Центре исследований и развития» Хонды. Эта последняя модель в серии, а всего их одиннадцать, первый робот был создан в 1986 году.
Официально имя робота – это сокращение от "Advanced Step in Innovative MObility", то есть буквально «Продвинутый шаг в передовой мобильности».в 2002 году существовало 20 роботов ASIMO. Каждый стоит миллион долларов за производство, и некоторые экземпляры можно взять напрокат за 150 тысяч долларов в месяц.
Распознавание движущихся объектов
Используя зрительную информацию, которую собирает вмонтированная в голову робота видеокамера, ASIMO распознает движения множества объектов, а также оценивает расстояние от них и их направление. С помощью комплекса этих технологий робот может следить за перемещениями людей камерой, следовать за человеком или поприветствовать его, когда он приближается.
Распознавание поз и жестов
ASIMO умеет интерпретировать позиции и движения руки, распознавать позы и жесты. Благодаря чему робот может реагировать не только на голосовые команды, но и на естественные телодвижения людей. Таким образом он, например, понимает, когда ему предлагают рукопожатие или когда человек ему машет, и отвечает взаимностью. Кроме того, он понимает, когда ему указывают направление движения.
Распознавание окружающей среды
ASIMO умеет анализировать окружающие объекты и ландшафт и действовать так, чтобы это было безопасно для него и находящихся рядом людей. Например, он узнает потенциально рискованные объекты, такие, как лестницы, а также останавливается или обходит людей и другие движущиеся объекты, чтобы не столкнуться с ними.
Распознавание звуков
Возможности робота распознавать род звуков углубились, и теперь он знает разницу между голосами и прочими звуками. Он отвечает на свое имя, поворачивается лицом к человеку, с которым разговаривает, реагирует на внезапные необычные звуки вроде упавшего предмета или столкновения, и поворачивает голову в этом направлении.
Распознавание лиц
ASIMO может узнавать человеческие лица, даже когда человек двигается. Он может отдельно различать 10 человеческих лиц. Когда их зарегистрируют в его памяти, он будет обращаться к ним по имени.
Albert Hubo: робот-Эйнштейн
Робот Альберт Хубо (Albert HUBO) – андроидный робот. Его внешний вид составляет голова, которая копирует голову ученого Альберта Эйнштейна, и туловище довольно известного гуманоидного робота Хубо. Период разработки составил три месяца и завершился в ноябре 2005 года. Голова была разработана компанией Hanson-Robotics. Тело сделано из специфического материала, Frubber, который частенько используют в Голливуде.
Голова имеет 35 суставов, благодаря чему может выражать различные эмоции на лице, пользуясь независимыми движениями глаз и губ. Также в голове есть две CCD камеры для визуального распознавания. Кроме того, Альберт умеет вытворять все присущие Хубо представления, поэтому возможно выражать еще больше естественных человеческих движений и манер поведения. В теле спрятаны полимерные литиевые батареи, которые обеспечивают около двух с половиной часов автономной работы робота.
С помощью удаленной сети роботом Альбертом можно управлять из внешнего компьютера. Впервые Альберт Хумо был представлен в 2005 году на саммите АПЕК в Пусане (Корея). Его похвалили многие мировые лидеры: президент США, премьер-министр Японии и т.п.
Stanley: самоуправляемое транспортное средство
Стэнли (Stanley) – это автономное средство передвижения, созданное гоночной командой Стэнфордского университета. Это обычный Фольксваген Туарег, доработанный до возможности управления только бортовыми компьютерами. Он принимал участие и победил в DARPA Grand Challenge в 2005 году и принес Стаэнфордской гоночной команде приз размером в два миллиона долларов, самый большой денежный приз за всю историю роботов.
Сенсоры, использованные в Стэнли, включают в себя пять лазерных лидаров, пару радаров, стереокамеру и однообъективную камеру. Обрабатывают информацию и определяют позицию машины GPS-приемник, GPS-компас, инерционная система управления, а информацию об одометрии колес получает внутренняя CAN шина Туарега. Компьютерная часть – это шесть мощных компьютеров Intel Pentium M с разными конфигурациями и операционными системами Линукс.
Стэнли наделена системой обнаружения приближающихся препятствий. Данные из лидаров скомбинированы с изображениями из визуальной системы, чтобы составить более полную картину обзора. Если приемлимую дорогу невозможно распознать хотя бы на ближайшие 40 метров, скорость снижается, а лидары ищут безопасный путь.
Кстати, вождение Стэнли программировали, пользуясь записью человеческого вождения в пустыне, а затем устанавливая точное значение каждому биту информации, создаваемой его системой сенсоров. После этой модификации машина-робот начала кататься со скоростью 45 миль в час по дорогам, пересеченным тенями деревьев. Пока точные значения для данных не были заданы, машина испуганно сворачивала с дороги, уверенная, что путь пересечен не тенями, а ямами.
BigDog: робот-мул
БогДог (BigDog, буквально – Большой Пес) – это четвероногий робот, созданный компанией Boston Dynamics в 2005 году. Проект БигДог финансировало Агентство защиты передовых исследований в надежде, что это создание сможет служить роботом-мулом для солдат на слишком грубой для транспорта местности.
БигДог весит 75 килограммов, он метровый в длину, а в высоты – 0, 7 метра. На данный момент он может путешествовать по тяжелой для передвижения местности со скоростью 5,3 км/ч, нести вес в 54 килограмма и карабкаться по склонам наклоном в 35 градусов.
RiSE: карабкающийся робот
Райз (RiSE) – это маленький шестилапый робот, который забирается по вертикальным поверхностям: стенам, деревьям, заборам. На пятках Райза имеются когти, микрокогти или липкий материал, в зависимости от поверхности, по которой надо лазать. Робот меняет позы, чтобы приспособиться к наклону поверхности, а зафиксированный хвост помогает балансировать на крутых поверхностях. Малыш весит всего 2 килограмма, в длину составляет 0,25 метра, бегает со скоростью 0,3 м/с.
Каждая из шести лап робота оснащена двумя электромоторами. Бортовой компьютер управляет лапами, определяет способ коммуникации с землей и обсуживает разнообразные сенсоры. В том числе сенсор, рассчитывающий инертность, сенсор позиции сустава для каждой лапы, сенсор натяжения лап и датчик контакта ступней.
Будущие версии Райза будут использовать сухое прилипание, чтобы карабкаться по совершенно гладким отвесным поверхностям, таким как стекло и металл. Райз разработали совместно исследователи Пенсильванского университета, университетов Карнеги Меллон, Беркли, Стэнфорда, а также университета Льюиса и Кларка. Проект спонсировал Офис защиты науки DARPA.
QRIO: танцующий робот
QRIO ("Quest for cuRIOsity" – «Задача для любопытства») – это двуногий гуманоидный робот для развлечения, созданный и проданный Сони, чтобы не затухал успех их игрушки AIBO (робот-собачка). QRIO обладает ростом в 0,6 метра и весит 7,3 килограмма.
Робот умеет распознавать голоса и лица, благодаря чему может запоминать людей и их пристрастия и антипатии. Он умеет бегать со скоростью 23 см в секунду, что зафиксировано в Книге рекордов Гиннеса (2005 года) как первый, самый скоростной, двуногий робот, который бегает. Робот QRIO четвертого поколения работает от батареи час.
Четвертое поколение этих роботов умеет танцевать под Hell Yes, музыкальный клип исполнителя Beck. Эти экземпляры дополнены третьей камерой на лбу, и у них улучшили руки и запястья. Программисты работали три недели, чтобы обучить этих роботов хореографии.
Буквально вчера Honda North America продемонстрировала поистине удивительного робота, который не только может переливать жидкость, но также может ходить по лестнице вверх и вниз, открывать бутылки, подавать напитки, и при необходимости вежливо пожать руку.
«Hello New York! Thank you for coming today!» - первое слова чудо робота на дебюте в центре Манхэттена.
Похожий на миниатюрного космонавта, Asimo одет в белый костюм и шлем. Общий рост составляет около 130 см, а вес около 50 кг.
ASIMO (сокр. Advanced Step in Innovative Mobility ) - был разработан для того, чтобы помогать людям с ограниченными возможностями. Первая модель была представлена в 2000 году после 14 лет исследований, в течение которых ученые изучали человеческие движения в попытке повторить их.
Последняя демонстрация показала гибкость и баланс робота - Asimo теперь может прыгать, а так же знает язык жестов и имеет возможность передвигаться со скоростью 9 км/ч.
Исследователи считают, что в один прекрасный день Asimo сможет помогать пожилым людям, которым необходим постоянных уход, а так же людям с ограниченными возможностями.
Honda занимается разработкой андроидов с 1986 года. На 2009 год в мире существует 100 экземпляров Asimo. Стоимость производства одного экземпляра не превышает $1 000 000, а некоторых роботов можно взять в аренду за $166 000 . Самое интересное, Honda не продают своих роботов, а сдаёт их только в аренду.
С каждым годом Asimo приобретает новые возможности, что помогает ему становиться более совершенным. Вот небольшой перечень:
- Распознавание движущихся объектов
- Распознавание жестов
- Распознавание окружение
- Различение звуков
- Узнавание лиц
В действительности, мир в скором времени все-таки сможет увидеть первого робота, который обладает человекоподобными чертами в поведении, что сделает его незаменимым помощником.
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.
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.
Робота Асимо нельзя купить
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?
Видео с Асимо с прошлогоднего Кинофестиваля «Сандэнс» (Sundance Film Festival)
в Парк-Сити, штат Юта:
Поприветствуем Асимо рукопожатием
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.
Позови Асимо
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.
Помощник для дома
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. Смотрите видео с Асимо, наливающим чай:
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.
Робот Асимо идёт, что лебёдушка плывёт
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.
«А во лбу звезда горит»
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.
Напоследок 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.
Именно живет. Ходит по лестнице, играет в футбол, болтает с сотрудниками. Не удивлюсь, если этот парень из металла и пластика даже слегка храпит во сне.
ASIMO — робот-андроид, то есть робот, похожий на человека. Он появился на свет в 2000 году в лабораториях корпорации Honda. Ростом ASIMO мне по плечо , весит 50 кг, а ходит со скоростью обычного пешехода — до 7 км/ч.
Его имя - это сокращение от английского Advanced Step in Innovative Mobility («передовой шаг в инновационную мобильность») . У него есть братья, которые как две капли воды похожи на него, — всего выпущено уже больше 100 таких роботов. В создание каждого Honda вложила до $ 1 млн.
В 2002 году ASIMO поселился в National Museum of Emerging Science and Innovation Miraikan (Музей науки и инноваций, или Музей будущего) в Токио . В первые годы на шоу вы c страивались очереди.
Сейчас посетителей поменьше, но Asimo по-прежнему — звезда. Выступления начинаются в 11.00, 14:00 и в 16.00 по рабочим дням.
Вокруг сцены собирается 50-200 человек. Можно сидеть, стоять или перемещаться в поисках лучшего ракурса — фотографировать здесь разрешено.
Выходит ASIMO и все аплодируют. Он считывает информацию с бейджей и называет людей по имени. Он распознает вопросы и может дать вразумительный ответ, правда, на японском. Его пальцы довольно подвижны и он может переносить небольшие пакеты. И ведь это только начало, сотни ученых работают над его совершенствованием.
Шоу длится всего 10 минут. На осмотр самого музея, который занимает несколько тысяч квадратных метров, стоит отвести не меньше часа. В холле стоят кушетки, можно прилечь и рассматривать подвешенный к потолку 3D дисплей из 850 тысяч светодиодов (в диаметре 6,5 м) — он показывает, какие глобальные климатические изменения происходят на Земле.
В другом зале транслируются реальные данные с сейсмометров, расположенных в разных частях Японии — экспозиция демонстрирует, что страну практически постоянно слегка "трясёт". Еще можно зайти в каюту космического корабля или посидеть в батискафе, оценить состояние организма с помощью тепловизора или увидеть, как врачи диагностируют и борются с раком.
Программисты и инженеры особо восхищаются огромным макетом, который наглядно демонстрирует, что происходит внутри компьютера при нажатии той или иной клавиши. Все надписи в музее на японском и английском языках.
В холле находится магазин сувениров, где продают роботы, управляемые игрушки, глобусы, магниты и пр. Цены довольно высокие. Музей открыт с 10.00 до 17.00. Входной билет стоит 500 йен, или около 250 руб.