Roboy

Робой — является передовым роботом-гуманоидом, разработанным в лаборатории искусственного интеллекта в Университете Цюриха. Первая презентация состоялась 8 марта 2013 года. Целью проекта является разработка робота, способного на начальном этапе подражать людям с возможностью в будущем помогать им в повседневной среде. Паскаль Кауфманн, воплощая дизайн принципов, обозначенных доктором Рольфом Пфайфером, директором лаборатории искусственного интеллекта, начал работу над созданием робота в 2012 году. На данный момент над проектом совместно работают как инженеры, 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.

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. 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. 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. 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. Как и в человеческом теле, все мышцы и сухожилия должны быть скоординированы, чтобы движения были осмысленными. 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. Одним из первых совместных достижений была антропоморфная сухожильная сила (ANTHROB), которая послужила примером того, как должны функционировать остальные части тела Робоя. Структура, вес и состояние всех похожих на кости компонентов робота также играют важную роль в этом контексте. Используя инновационные методы, такие как 3D-печать и генеративный дизайн, инженеры воспроизводят кости, мышцы и сухожилия, а не просто заменяют моторные соединения, как это обычно происходит в конструкции робота.

Имея рост в 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. 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. 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. Это стало возможным благодаря краудфандингу. В свою очередь, имена всех участников были выгравированы на самом Робое. Разработка Roboy Junior, то есть 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.

Для разработки Roboy 2.0 команда использует технологию генеративного проектирования в Autodesk Fusion 360. Благодаря процессу генеративного проектирования инженерам удалось значительно снизить вес компонентов робота.

Roboy 2.0 — в настоящее время в основном используется для фундаментальных исследований, знания, полученные в ходе его разработки, уже оказали влияние на многие другие отрасли и используются для сотрудничества с роботом. Имеет решающее значение для разработки инновационных протезов или внешних каркасов. Нейробиологи используют знания, полученные в проекте Roboy 2.0, чтобы лучше понять, как человеческое тело координирует взаимодействие более 600 мышц.

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. «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.

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.

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.

Робой в школе «Roboy at school» — проект команды Roboy, осноованный для популяризации робототехники и пробуждения интереса среди подростков к естественным наукам.

Рекомендации

Категория:Роботы Швейцарии