Доклад про робота nao
Обновлено: 04.07.2024
После того, как японский телекоммуникационный гигант Softbank выкупил французскую компанию Aldebaran Robotics в 2012 году, мы почти перестали слышать её имя. Однако, компания продолжала и продолжает свою деятельность в развитии продвинутых гуманоидных роботов, демонстрируя высокий потенциал своих инженеров и технологий. В этой статье мы вспомним как же начинала свою деятельность Aldebaran Robotics, каких успехов достигла и с какими трудностями столкнулась на своем пути.
Начало работы: проект Nao
В марте 2008 года была выпущена первая серийная версия робота Nao RoboCup Edition, специально созданная для участников RoboCup. Затем вышла модель Nao Academic, предназначенная для работы в университетах, учебных заведениях и исследовательских лабораториях.
NAO вскоре начал использоваться в различных университетах всего мира, таких как Токийский университет, Индийский технологический институт Канпур в Индии, Alfaisal в Саудовской Аравии. В декабре 2011 года Aldebaran Robotics произвела модель Nao Next Gen с расширением программного обеспечения и более мощным процессором, а также с HD камерами.
Самая последняя версия робота Nao Evolution вышла в 2014 году и является самой популярной по сей день. Этот робот имеет улучшенную форму и технологию обнаружения лица с помощью новых алгоритмов, усовершенствованное расположение источника звука за счет четырех направленных микрофонов, систему обнаружения препятствий и оценки расстояния с дальностью обнаружения от 1 см до 3 м, а также новые системы телеметрии. Продаются Nao по цене около 10 тысяч долларов.
Видео робота Nao
2010 годы: робот Romeo
После успеха Nao Aldebaran решила еще больше сконцентрировать свою деятельность на гуманоидных роботах. И в 2012 году в сотрудничестве с Единым Межведомственным Фондом и Министерством экономики и финансов Франции она выпустила первый опытный образец нового робота, получившего название Romeo (хотя задумка этого аппарата была еще в 2009 году). Если Nao позиционировался больше как исследовательский проект, то Romeo был предназначен для практических задач и помощи человеку, в частности, престарелым и людям с ограниченными физическими возможностями.
Первые модели Romeo были проданы по цене около 300 тысяч долларов (!) нескольким французским и европейским учебным заведениям в качестве исследовательской платформы. Затем к 2014 году разработчики усовершенствовали робота, проработав над его дизайном, батареями и общей конструкцией. На данный момент Romeo помогает ученым изучать решения для предоставления помощи по дому или в специализированных структурах пожилым людям и инвалидам. Но на практике робот пока не был использован.
Поглощение Softbank
В 2012 году Aldebaran столкнулась с серьезными финансовыми проблемами. Весь фонд компании был растрачен на производство NAO и Romeo, а новые инвесторы не появлялись. В связи с этим Мейсонье объявил о продаже контрольного пакета акций. Претендентов на покупку было достаточно много, но в итоге, компания заключила сделку о продаже с японским телекоммуникационным холдингом Softbank. 80% акций были проданы на общую сумму $100 млн.
К слову, Softbank давно намеревался выйти на рынок робототехники и выжидал удобный случай. Поэтому покупка Aldebaran была осознанной и столь желанной. Сами же Aldebaran были рады такому исходу: команда осталась при своих местах и зарплатах. Активы разделились на две страны: Францию и Японию, поэтому особых изменений в деятельности Aldebaran не произошло. Единственное, что название компания теперь носит Softbank Robotics.
Последние годы: проект Pepper
Будучи уже в составе Softbank, Aldebaran поставила перед собой новую задачу: создать нового гуманоидного робота, который сможет стать коммерчески доступным и используемым в реальном мире. После двух лет напряженной работы проект воплотился в жизнь в лице крутого эмоционального робота Pepper.
Официально робот был представлен на Международной конференции Softbank по робототехнике в июне 2014 года. Аппарат ростом 120 см на колесной платформе способен выполнять разнообразные бытовые задачи, от домашнего помощника до сторожа помещения. Но главной особенностью является то, что это первый в мире персональный робот с эмоциями, способный обучаться самостоятельно новым действиям через простое общение с человеком в реальной среде. Благодаря машинному обучению и продвинутому ИИ робот изучает и запоминает поведение людей, пополняя свою базу знаний в облачной системе хранения информации.
Продажи робота стартовали в 2015 году по цене всего около 1 600 долларов. Первая партия из 1000 единиц была раскуплена всего за одну минуту. Робот стал работать в торговых центрах и офисах Японии, в частности, именно он приветствует гостей при входе в сетевые магазины Softbank.
С 2016 года робот вышел на европейский и американский рынки, и стал еще более широко распространенным, используясь как в практических целях, так и исследовательских.
Видео робота Pepper
После успешного появления робота Pepper, Aldebaran стала привлекать все больше инвесторов и спонсоров. В частности, Intel Capital, Foxconn и Alibaba инвестировали крупные суммы в подразделение робототехники, добавив к общему фонду компании целых $131 млн.
Неудачи и смена руководства
В феврале 2015 года появилась новость о том, что Бруно Мейсонье и Жан-Кристоф Бейли (главный научный руководитель Aldebaran) уходят из компании. Мейсонье якобы сообщал, что будет работать специальным советником Masayoshi Son, президента Softbank, но эта информация не была подтверждена.
В настоящее время Aldebaran руководит талантливый ученый Фумихиде Томидзава (Fumihide Tomizawa), который работал в Softbank с 2000 года в качестве главного инженера и финансового аналитика. Компания продолжает работу над основными проектами Nao, Romeo и Pepper, а также другими программными платформами для исследований и бизнеса.
Это была история развития компании робототехники Aldebaran Robotics, которая оказалась весьма интересной и отличилась значимыми проектами. Следите за нашими обновлениями и ждите больше интересных статей из мира робототехники.
NAO это робот гуманоид ростом 58 см. Робот предназначался как компаньон или домашний житель, который перемещается по дому, узнает людей, общается с ними. NAO с легкостью сможет подружиться с ребенком или взрослым благодаря человеко подобному строению и самообучению.
История
Изначально NAO разрабатывался как домашний робот, но стал бестселлером в области образования. Более 70 стран используют его в компьютерных и робототехнических классах от начальной школы и до институтов. С NAO ученики могут обучаться программированию в веселой и очень интерестной практической форме. Робота можно запрограмировать перемещаться, собирать небольшие предметы и даже танцевать.
Как он работает?
NAO представляет собой уникальную комбинацию механики и программной оболочки: сенсоры, моторы и специальная операционная система. Библиотека движений доступна через графичиский интерфейс Choregraphe и другие инструменты программистов.
NAO способен:
- основные соединения имеют 25 степеней свободы что добавляет роботу практически безграничные возможности для движения
- датчики помогают сохранять точность и плавность всех передвижений
- благодаря защите от падений робот определяет смещение центра массы относительно нормальных значений и при превышении значений группируется или выставляет руки для более мягкого падения
Видеть
- робот использует 2 камеры чтобы смотреть. Они способны захватывать до 30 кадров в секунду. Первая камера, расположенная на голове, просматривает горизонт. Вторая находится на уровне рта - позволят рассматривать ближайшие объекты
- в программу встроены несколько алгоритмов для распознавания лиц, объектов, цветов
- камеры также позволяют записывать видео и фото глазами робота.
Ощущать окружающую обстановку
- Слышать и говорить
- микрофоны, динамики и светодиоды для общения с человеком
- NAO использует 4 направленных микрофона для обнаружения источника звука
- может распознавать разговорную речь на 19 языках и читать тексты
- в настоящее время поддерживаются интерфейсы Ethernet и Wi-Fi для управления
- также можно управлять роботом с помощью универсального ИК пульта
Аккумулятор 27,6 Вт/ч, 1.5 часа автономной работы.
Робот Nao умеет ходить по ступенькам
Например, исследователи из немецкого Университета Фрайбурга соорудили андроида Nao, на основе которого оттачивают свои разработки в области гуманоидной робототехники. Хотя и в настоящее время можно встретить немало примеров быстрой и точной техники, движения которой весьма близко повторяют своих биологических прототипов, данное воплощение научной мысли заставляет усомниться в реальных возможностях современной робототехники.
Главной инновацией является то, что Nao способен взбираться не только по прямым ступеням, но готов покорить и винтовую лестницу. Установленный на голове робота лазерный сканер производит считывание окружающего его пространства для создания трёхмерной модели, с помощью анализа которой Nao осуществляет свои движения.
В целом, робот успешно справляется с поставленной задачей, точно считывает границы ступеней, осуществляет необходимые повороты, перемещения, а при подъёме правильно балансирует всеми подвижными деталями. Но чтобы эти потуги могли вызывать хоть какой-нибудь интерес у непосвящённого зрителя, создателям пришлось многократно ускорять видеозапись. В этой связи возникает вопрос, неужели отсутствует всякая возможность ускорить точные движения самого робота Nao?
Робот NAO сам находит зарядное устройство и восстанавливает энергию
Один из самых умных на сегодняшний день роботов по имени NAO недавно осуществил путешествие по Европе, с целью продемонстрировать последние достижения в области робототехники.
NAO разработали во Франции и с 2005 года эта модель управляемого робота постоянно совершенствуется. Так, раньше он умел танцевать под музыку, неплохо передвигаться и даже играть в футбол. Теперь же он способен самостоятельно найти зарядное устройство и сесть на зарядку, чтобы подпитаться энергией.
Робот имеет 500-мегагерцевое X86 сердце и 256 Мб оперативной памяти, а от одного заряда аккумулятора он способен бодрствовать до полутора часов. NAO оснащен множеством датчиков, среди которых: акселерометр, 4 микрофона, гидродатчики. Они помогают роботу сидеть, стоять, подняться после падения, находить и поднимать небольшие объекты, реагировать на прикосновения и обходить препятствия.
Безусловно, робот NAO очень умный и это еще один шаг к годсподству роботов над людьми, однако на данном этапе этот маленький помощник лишь предмет для изучения в университетах, но никак не завоеватель и вредитель.
Робот NAO учится управлять собственным автомобилем
Роботизированные автомобили отлично управляют сами собой, но совсем другое дело посадить за руль автомобиля, предназначенного для человека, робота . Очень причудливые и дорогие роботы на соревнованиях DARPA Robotics Challenge Trials с трудом пытались управлять автомобилем, но для гуманоида NAO от компании Aldebaran это оказалось просто с его маленьким электрическим автомобилем BMW Z4 от компании RobotsLab. продавца образовательных роботов, находящегося в Сан-Франциско, штат Калифорния.
NAO управляет автомобилем полностью автономно. Или, точнее говоря, автомобиль управляет собой, опираясь на установленный в нижней части лазерный дальномер для уклонения от препятствий и посылает рулевые команды роботу. Короче говоря, автомобиль управляет сам собой используя для этого NAO
Смысл в том, что это платформа, которую можно модифицировать для проведения исследования , на ваше усмотрение, начиная от алгоритмов SLAM и до машинного зрения, основываясь на обнаружении препятствий и предотвращении столкновений. Внутренности BMW основаны на Arduino,что сильно упрощает работу с машиной. Как и весь остальной материал RobotsLab. вместе с машиной идет стандартизованный учебный план, который легко интегрируются в существующие программы STEM.
Nao усовершенствовали
На данный момент робот Nao уже используется как научно-исследовательское и учебное пособие в 45 странах. Внешний дизайн новой версии робота изменили несильно. Его начинка подверглась гораздо большим переменам.
Новые возможности робота Nao
Новая версия робота Nao имеет процессор 1.6GHz Intel AtomTM, благодаря чему он может быстрее распознавать лица людей и объекты, обрабатывая сразу два видео в формате HD. Его новая система распознавания речи Nuance отсеивает важные слова и позволяет быстрее поднимать смысл фраз. Оптимизирована походка робота. Nao стал быстрее передвигаться, а ещё группироваться при падении, чтобы не расшибиться. Смотрите презентацию робота Nao от Aldebaran Robotics:
Новая версия робота Nao будет доступна покупателям в 2012 году по цене примерно $5000. О скидках на старую версию компания Aldebaran Robotics пока не сообщает.
Нинхурсаг
Древнее проклятие
Эльфы и гномы
Миф о Тесее
Сервейер-7
Пророк из Прованса
Свое имя он сделал, бесстрашного врачуя чуму и изобретая косметические средства для прекрасного пола. Но снискал бессмертие пророчествами и среди равных .
Производство водорода на Луне
Группа американских ученых из Национального космического общества и Фонда исследования космического пространства рассказала о способах снижения стоимости колонизации Луны на .
Остров Рапа-Нуи
Сам остров является довольно небольшим, его размеры составляют 164 кв. км., он располагается в акватории Тихого океана. До континента .
Солнечный бог Даждьбог
Символом Даждьбога исконно считался солнечный диск. Его цвет – золото, говорящее о благородстве этого бога и его непоколебимой силе. Вообще у .
Автомобильная радиосистема Pioneer
Почему Вы должны выбрать именно автомагнитолу Pioneer? Можете ли Вы воспроизводить компакт-диски или только MP3? Есть ли у вас технология Bluetooth? Вы .
Подземный город Деринкую
Турция – страна, которая удивляет туристов своей необыкновенной культурой, древними традициями, таинственными местами, которые ещё не полностью раскрыли людям все .
Книга Еноха – ангелы падшие с Небес
Решетка из сверхпрочной керамики создана на 3D-принтере
Виды фартуков на кухню
Можно ли заработать на Форекс
Это интересно
Самые читаемые
Спенсер Блэк - исследователь мифических существ
Доктор Спенсер Блэк… Он хотел раскрыть сокровенные тайны природы, помогал .
Легенда о созвездии Гончие Псы
Гончие Псы — созвездие северного полушария неба. Площадь 465,2 квадратного .
Легенды о Козероге
Козерог относится к зодиакальным созвездиям и находится в южной части .
Порт Пирей в Древних Афинах
Пирей является портом Афин с глубокой древности. Когда-то Пирей был .
12 подвигов Геракла
Легенды Греции донесли до нас 12 подвигов Геракла, каждый из .
Апата - богиня обмана
Немезида была рождена Никтой в наказание Кроносу вместе с другими .
Атрибуты Деметры
Богиня Деметра несет существенное мифологическое хтоническое наследство, но из стихийно-живродящей .
Эволюция идеи
Небольшое пояснение с ответами на очевидные вопросы: почему NAO? Так вышло, что на базе этого центра оказалось три таких робота, с которыми никто не работал. Камеры у них неплохи, плюс есть встроенный синтезатор речи (производители даже говорят о специальном инструментарии для запоминания лиц/объектов и распознавании живой речи, но я лично этим не пользовалась), API понятный, понимает Python. Почему распознавать именно текст? Не знаю, почему-то текст мне показался на тот момент ближе всего (книжный червь, что с меня взять).
После того, как роботы перестали вызывать острое желание их понякать были освоены в пределах графического интерфейса (как подключать, как управлять, как переключаться между верхней и нижней камерой, как сделать фотографию, как и куда её сохранить), мы сосредоточились на обработке изображений.
Первой поставленной задачей было сделать снимок книги и попробовать найти автора и название стандартными, описанными несколько раз на stackoverflow, методами (конвертация цветов, фильтры, утолщения, etc etc). С какими-то книгами манёвр удался, с какими-то — нет. Например, с книгой про хакеров нам удалось, несмотря на её нетрадиционный дизайн.
А вот с вроде бы менее маргинальным изданием мы потерпели многочисленные фиаско (картинок, помимо этой, история не сохранила). В общем, стало понятно, что дальше так жить нельзя времени у нас на это нет и надо менять задачу.
Очевидное, но не совсем то, решение предложили заехавшие в гости на какое-то мероприятие ребята из ТУСУРа, не первый год работающие с NAO. Они предложили белый лист как белый ровный фон. Ок.
Жить стало проще, но не очень.
Впрочем, после небольшого шаманства с фильтрами нам таки удалось применить Tesseract (точнее, его питоновскую обёртку Tesserwrap) и дело сдвинулось: робот заговорил. Сначала через камеру моего мака:
А потом уже и сам по себе. Мы даже сделали мусор новогоднее поздравление (которое я отчего-то записала зеркально через PhotoBooth и рационального объяснения этому нет).
Командная работа и её результат
Первым делом мы утрясли алгоритм: тактильными головными датчиками выбирается уровень игры (соответствующий сложности словаря), с их же помощью игру можно прекратить; робот выбирает рандомом слово из словаря, произносит его, делает снимки с верхней камеры, распознаёт текст, парсит его, сверяет со словарём, сверяет со сказанным словом и кивает головой, положительно или отрицательно, в зависимости от результата.
Пришлось давать по задаче каждому и радоваться, что на первых занятиях для школьников был открыт github. Двое занялись экспортом движений из графического интерфейса (чтобы не писать самим) и их правкой, кто-то занялся написанием кода рандомного выбора, кто-то — словарём, а мне досталось бегать вокруг и подсказывать в случаях затыков. Через какое-то время все участки по отдельности оказались готовы, и осталось их соединить воедино. Эту задачу тоже взял на себя один из учеников (с косяками которой мы разбирались несколько часов кряду впоследствии, но он всё равно молодец).
Ну и сегодня, на выставке в рамках Дней науки в Новосибирске наконец-то удалось отладить версию и записать видео всего вместе (коротко и некачественно, ибо телефон).
Впрочем, некоторым школьникам на выставке (и том печальном фестивале) очень даже понравилось. Правда, к сожалению, многие стеснялись, что чего-то не расслышали и не понимают в английском языке.
Дальнейшие планы
В первую голову: ускорить эту версию (пока что мы делаем снимок с камеры раз в секунду), сделать карточки со словами на картоне (чтобы дети не сгибали их в руках, когда показывают роботу), возможно, переделать реализацию и поместить текст в какую-то контрастную рамку, например, красного цвета; поворачивать картинку, etc.
Ну а если мы продолжим с проектом в следующем учебном году (хотелось бы), то хочется сделать русско-английский словарь, возможно, объектные словари, может быть, что-то еще. Не факт, что c NAO.
Код, без последней версии, смотреть и ругать можно тут. Последняя версия тоже появится там, но чуть позже — у нас идёт работа над ошибками.
Новый робот открыт в первую очередь для сообщества программистов и исследователей, музеев, выставок и вузов, но возможно, в конце концов, он окажется в комнатах обычных пользователей (фото Aldebaran Robotics).
По сравнению с прежней версией 57-сантиметровый антропоморфный робот не изменился внешне. Все новации внутри. Машина получила обновлённые софт и электронную начинку, стала интеллектуальнее, стабильнее и подвижнее.
Компания Aldebaran Robotics представила новое поколение своего андроида – небезызвестного NAO, получившего теперь к имени приставку Next Gen.
Сейчас NAO , по большей части, используют университеты и институты для образовательных и исследовательских проектов. Ещё андроида программируют студенческие команды в рамках различных состязаний.
Предыдущий робот NAO ходил, видел обстановку, выделял лица людей, распознавал препятствия, брал в руки предметы и воспринимал устные команды. NAO Next Gen проделывает всё то же, но точнее и быстрее.
Андроид получил две HD-камеры, сигналы с которых специальная программируемая вентильная матрица обрабатывает одновременно. Это улучшило распознавание лиц и предметов даже в условиях низкой освещённости.
Число степеней свободы осталось прежним (25), как и время работы на одной зарядке аккумулятора (1,5 часа) (фотографии Aldebaran Robotics).
Слух машины тоже изменился: робот оснастили улучшенной системой распознавания речи Nuance, которая умеет надёжно выделять в бегло произнесённом предложении отдельные слова. К тому же NAO поддерживает простую беседу при помощи синтезатора речи. И если раньше этот андроид владел двумя языками, то теперь – восемью.
Машина получила интеллектуальное управление крутящим моментом в сочленениях, систему предотвращения столкновений конечностей и тела, улучшенный алгоритм ходьбы (её скорость выросла).
Aldebaran Robotics говорит, что намерена распространять андроида в рамках программы для разработчиков (Developer Program), то есть будет максимально поощрять индивидуальное творчество в деле совершенствования софта для NAO.
Это поможет сделать машину ещё более способной, и, быть может, куда более близкой к массовой продаже всем желающим. И цену для такой развитой системы можно ожидать вполне умеренную. Ведь предыдущие модификации NAO продаются сейчас за $12-16 тысяч.
Ученые разработали лазерный дальномер, который дополняет монокулярное зрение NAO, позволяя роботу быстро обнаруживать препятствия и планировать свой маршрут среди них. Дальномер закреплен на макушке NAO, в связи с чем робот не способен распознавать помехи, находящиеся непосредственно перед ним. Оригинальный способ навигации предполагал регулярные остановки для сканирования дальномером пространства впереди, что не лучшим образом сказывалось на скорости перемещения.
Новый метод работает по следующему принципу. Лазерный дальномер сканирует окружающее пространство и определяет уровень земли, а все, что находится выше этого уровня, помечается как препятствия. Затем препятствия классифицируются по цветам и текстуре, после чего NAO определяет их при помощи камеры и создает сетку размещения объектов. Это двухмерная карта, на которой отмечена позиция робота и расположение всех объектов, использующаяся NAO в качестве инструмента поиска пути. Объединение камеры и дальномера позволило значительно ускорить перемещение NAO, которому теперь не требуются регулярные остановки для определения препятствий.
Кроме того, в рамках ICRA исследователи представили алгоритм планирования движения для NAO, который позволяет роботу совершать плавное перемещение с изменением траектории, не затрачивая времени на остановки:
футбол роботов
Читайте также: