Негуманоидный слуга выполняет задания одной правой
Его мягкий корпус со скрытыми сочленениями минимизирует риск травм. Его умные программы разрешают ему скоро реагировать на динамически изменяющуюся обстановку, а ловкая рука даёт возможность хозяйничать на кухне либо в гостиной. Его глаза способны отличить бутылку от дверной ручки.
Эволюция раздельно забранного проекта вправду поработала на славу.
В далеком прошлом было сообщено, что в старости о нас, не считая роботов, позаботиться будет некому. Преувеличение, но не сильное. Для последовательности развитых государств со быстро стареющим населением это неприятность.
И домашние роботы – одно из вероятных ответов на отдалённую возможность.
Такие автомобили неоднократно создавали в различных государствах. Увы, все остались опытными образцами. Приобрести механического слугу в магазине до тех пор пока запрещено. Тем временем поиск оптимальных ответов длится.
Один из самых успешных проектов для того чтобы рода – штугартский Care-O-bot. Над ним пара лет трудятся эксперты из автоматизации технологии и института машиностроения Фраунгофера (Fraunhofer IPA)
Care-O-bot уже демонстрировался на последовательности больших шоу и форумов, а в последних числахНоября 2009 года нанёс визит в Японию, на интернациональную выставку роботов iREX 2009. На фоне новинок со всего света и из самой Страны восходящего солнца германский робот-ассистент не потерялся. И не только из-за собственных талантов — кроме того легко благодаря внешнему виду.
Не смотря на то, что одной из основных целей проекта его авторы именуют создание автомобилей для ухода за одинокими пожилыми людьми, тестировать робота до тех пор пока приходится только будущим пенсионерам (фото Bernd Muller/Fraunhofer IPA).
«Мы сознательно отошли от существующих человекоподобных роботов-ассистентов», — поясняет менеджер проекта Кристофер Парлитц (Christopher Parlitz). Он утвержает, что гуманоидная наружность может вызвать у пользователя ожидание того, что выходит за рамки возможностей автомобили.
Но вид андроида сам по себе недостаточен для проявления роботом ожидаемой «людской» реакции. Дабы добиться этого, робот обязан мочь на самом высоком уровне трактовать обстановку и верно приспособить собственное поведение.
Care-O-bot 3 на iREX 2009. Экспозиция проекта смотрелась робко, но, если судить по столику на заднем замысле, данный красивый робот, как и на предшествующих экспозициях, устраивал мини-шоу, подавая бутылки с водой визитёрам (фотографии Robot Watch).
Такое умение, со своей стороны, требует разработки сложных эмоций и моделей познания. И не смотря на то, что в данной сфере робототехники уже наметился прогресс, «человеческие» свойства роботов ещё весьма далеки от уровня «повседневной разработке». Вот дабы не разочаровывать людей, немцы и решили избегать антропоморфных атрибутов и вместо этого строить аппараты с нарочито «техноморфным» видом.
Действительно, совсем уж отвлечься от ассоциаций со слугой-человеком разработчикам не удалось. Велик был соблазн придать машине хоть какую-то подробность, наделяющую железяку большей дружественностью и теплотой.
Таким элементом стал торс аппарата. Целый металлической каркас автомобили, скрывающий электрическую и электронную начинку, создатели бота укрыли упругой эластичной оболочкой (что заодно повысило безопасность). Наряду с этим торс снабдили сервоприводами и дали ему пять степеней свободы.
Так Care-O-bot 3 обучился небольшим разворотам и услужливым поклонам верхней части корпуса в стороны.
«Одарённый» германский робот может распознавать предметы, он может открывать двери, дабы достигнуть пункта назначения. А эластичный «пояс» автомобили и вовсе – настоящая изюминка аппарата (кадры Fraunhofer IPA).
Для восприятия информации о внешнем мире Care-O-bot 3располагает 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 приобретает полную картину происходящего около и может воображать себе близлежащее окружение полностью. Наряду с этим, в случае если робот хочет переместиться куда-то, он заблаговременно выстраивает оптимальный путь с учётом обхода препятствий. И эта программа кроме этого способна поменять курс на ходу: робот распознаёт подвижные объекты (идущего человека) и оперативно объезжает их.
Высота автомобили образовывает 1,45 метра, а вес превышает 150 килограммов. Опирается робот на четыре колеса (все ведущие и управляемые), каковые разрешают машине двигаться в любом направлении и разворачиваться на месте.
Питается бот от комплекта литиевых аккумуляторная батарей, а мозгом ему помогают три PC, запрятанные в недрах корпуса. В том месте же – стереодинамики (фотографии Beri Bieber/Fraunhofer IPA).
Любопытно кроме этого ответ, разрешившее роботу одинаково нормально как ехать вперёд, так и пятиться назад. Отдельной головы у автомобили наподобие и нет, но колпак, закрывающий рамку с камерами, выполнен прозрачным не только спереди, но и позади.
Вместо того дабы разворачивать голову около вертикальной оси, данный робот при необходимости переворачивает целый блок стереокамер около оси горизонтальной, так снабжая себе обзор со стороны поясницы.
Рука у робота одна, но располагает семью степенями свободы сама по себе, да ещё семь приходятся на трёхпалую кисть. Манипулятор оснащён датчиками упрочнения, а кончики пальцев — сенсорами прикосновения, что разрешает боту аккуратно брать стеклянные предметы. Протяженность данной руки достаточна, дабы поднимать предметы с пола либо добывать их с верхней полки простого домашнего шкафа.
В случае если человек попадает в радиус действия руки робота, тот прерывает задуманное перемещение, дабы ненароком не нанести травму, — безопасность автомобили была одним из приоритетов проекта. Но такие способности мы, само собой разумеется, уже видели и у других роботов (фото Bernd Muller/Fraunhofer IPA).
Самой же яркой находкой, пожалуй, есть сенсорный экран, что выдвигается на высоту груди на изогнутой ножке. Он помогает не только для ввода команд, но и играет роль сервировочного столика, на что робот может ставить приносимые им бутылки и тарелки. Столик-экран машинально убирается, в то время, когда в нём нет потребности.
Управляется «слуга» из Штутгарта как через пункты меню на экране, так и голосовыми командами. А ещё Care-O-bot может распознавать последовательность людских жестов.
Обычный сценарий применения Care-O-bot 3: человек заказывает напиток, дотрагиваясь до контактного экрана, робот отправляется к столу (либо холодильнику), берёт бутылку, ставит на собственный поднос и отвозит заказавшему её человеку (кадры Fraunhofer IPA).
В базе данных робота сохраняются описания бессчётных предметов быта. Но в случае если какая-то вещь роботу малоизвестна, человек может сам познакомить Care-O-bot с ней — положить, к примеру, чашку ему в руку, дабы бот имел возможность осмотреть и пощупать её, запомнитьтрёхмерный образ.
Робот старается запомнить и характерные цвета, и карту характерных точек на предмете, дабы позже выяснять его «в лицо» (фото и иллюстрация Fraunhofer IPA).
«Третий» Care-O-bot с одной стороны владеет достаточно богатым комплектом навыков и умений, дабы уже на данный момент делать в доме ограниченный круг заданий. И пускай до тех пор пока его сложно представить в роли полноценной сиделки, это громадный ход вперёд к данной цели. По крайней мере, официанта из Care-O-bot возможно сделать уже на данный момент.
Примечательно, что проект данный прошёл через последовательность принципиально хороших этапов, на которых инженеры учили собственных подопечных новым премудростям.
Care-O-bot 1 показался во второй половине 90-ых годов двадцатого века, в то время, когда сама мысль выхода роботов за пределы промышленных цехов, и более того, прихода их в дома людей — в основном была «разведана» и «испытана» фантастами, нежели компаниями и институтами.
Care-O-bot 1. Эти автомобили служили для отработки навигации в простом повседневном мире и для апробации сотрудничества робота с человеком в быту (фотографии Fraunhofer IPA).
Первые Care-O-bot ещё лишь обучались не сталкиваться с предметами и людьми, а заодно и взаимодействовать с человеком, правда, пока только при помощи контактного экрана.
В 2000 году на базе данной модели университет автоматизации Фраунгофера выстроил трёх роботов-экскурсоводов для музея коммуникаций Берлина (Museum семь дней Kommunikation Berlin).
Музейные роботы на базе Care-O-bot 1 (слева направо: Twiddling, Inciting и Instructive). Они смогут на маленькой площадке играться в мяч с детьми, а для взрослых готовы совершить экскурсию.
Не обращая внимания на относительно ограниченные возможности (по современным меркам) в реакции и навигации на окружающую среду, создатели этих «малышей» ухитрились придать каждому личный темперамент (наружность, голос а также поведение).Внизу: K-bot-1 – ещё одно детище университета автоматизации Фраунгофера (2005 год). Он может распознавать визитёров выставки либо музея, пассажиров на вокзале, подъезжать к ним и показывать на экране нужную данные (фотографии Fraunhofer IPA).
Care-O-bot 2 появился в 2002 году. Не обращая внимания на последовательность новых свойств (если сравнивать с первым экземпляром), он всё ещё был далёк от исполнения кроме того самых несложных требований к вправду домашнему роботу.
Так, трёхмерное сканирование места действия он делал только в начале работы в новой обстановке (и это сканирование занимало энное время). Вследствие этого «второй» не имел возможности адекватно отвечать на появление подвижных предметов. К тому же Care-O-bot 2 оказался достаточно громоздкий и годился не для каждого помещения.
Care-O-bot 2 уже был оснащён манипулятором, разрешившим ему делать несложные действия с маленькими бытовыми предметами. Помимо этого, у него имелся поручень для опоры рук, и он имел возможность подстраиваться под ходьбу пожилого человека (фотографии Fraunhofer IPA).
Потому германские эксперты и продолжили эволюцию Care-O-bot. Они стремились взять робота достаточно «худосочного», дабы он имел возможность умело лавировать между предметов мебели, а основное – более чуткого и сообразительного. Так в 2008 году показалась нынешняя модель, которую германские эксперты ещё совершенствуют .
Кстати, основание «третьего» Care-O-bot, практически 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 не смотря на то, что эксперты из университета Фраунгофера старались избежать человекоподобия Care-O-bot 3, его в полной мере возможно представить в роли услужливого (а также обаятельного) дворецкого либо, например, медбрата в военного госпиталь (фотографии Beri Bieber/Fraunhofer IPA).
В конструкции германского «слуги» практически нет каких-либо диковинных и редких компонентов. Камеры, манипулятор, компьютеры и приводы – солидную часть «железа» для данного проекта поставили промышленные партнёры IPA. Эти узлы или серийные, или практически таковые (претерпевшие в стенках университета последовательность модификаций).
Соответственно, теоретически Care-O-bot 3 возможно хоть на следующий день ставить на конвейер. Сами создатели, но, именуют его исследовательским проектом. А любое длящееся изучение это надежда на ещё более впечатляющий итог.
