Джастин (робот)

Джастин (также известный как Rollin' Justin ) — автономный и программируемый робот-гуманоид с двумя руками, разработанный Немецким аэрокосмическим центром (DLR) при Институте робототехники и мехатроники, расположенном в Весслинге , Германия. ^[1]^[2] Представленный в 2009 году, этим беспроводным роботом можно управлять с помощью телеприсутствия — технологии, которая позволяет человеку чувствовать себя так, как будто он присутствует из места, отличного от его истинного местоположения.

«Джастин» предназначен для установки на собственный спутник, маневрирования на орбите и ремонта других спутников. Однако его также можно использовать на Земле для выполнения простых задач. ^[3] Европейское космическое агентство (ЕКА) планировало к 2014 году разместить астронавтов на борту Международной космической станции, которые будут телеуправлять Джастином. ^[4]

Rollin' Justin имеет несколько вариаций в зависимости от его предназначения. Например, некоторые версии Джастина могут не иметь колес. DLR также создала Agile Justin — обновленную версию Rollin’ Justin, а в 2013 году — TORO, который похож на Rollin’ Justin, но с ногами вместо колес. ^[5]

Цель

Основной целью создания Джастина было создание новых космических роботов, которые не только легкие по весу, но и обладают множеством чувств и могут управляться с Земли. В DLR заявили, что хотят создать роботов на основе «мощных концепций телероботов и человеко-машинных интерфейсов ». ^[6] В конце концов, DLR надеется, что робот Джастин станет самоконтролем; однако мало что было сказано о том, что Джастин мог бы сделать, если бы он контролировал себя. ^[3]

Функции

Джастин обладает множеством особенностей и характеристик, которые отличают его от других роботов.

Дизайн

У Rollin' Justin есть несколько вариаций; однако Джастин всегда оснащен двумя руками, двумя камерами высокого разрешения, датчиками PMD , головой и туловищем.

Джастин оснащен двумя руками с четырьмя пальцами, которые позволяют ему маневрировать, как у человека. Руки Джастина созданы с помощью программных алгоритмов или пошаговых процедур вычислений, которые позволяют ему взаимодействовать с окружающей средой, избегать столкновений с другой рукой или рукой и выполнять задачи. ^[7] Голова робота оснащена двумя камерами высокого разрешения , которые создают ощущение глубины при манипулировании руками. Кроме того, камеры также оснащены программным обеспечением для распознавания объектов . ^[8]

Роллин Джастин, предназначенный для повседневных задач на Земле, имеет мобильную платформу, обеспечивающую мобильность. Независимо управляемый системой, Джастин может свободно путешествовать на большие расстояния. Мобильная платформа включает в себя четыре подрессоренных колеса (колеса из пружин), которые обеспечивают легкую мобильность. ^[9] Эти колеса являются независимыми и мобильными, что соответствует требованиям, необходимым верхней части тела Джастина при выполнении задач.

Версия Джастина, предназначенная для космоса, будет оснащена только головой, туловищем и руками и не будет иметь колес. В результате подпружиненные колеса и мобильная платформа будут сняты, а Джастин будет установлен на космическом корабле.

Способности

Помимо ремонта спутников, Rollin' Justin обладает множеством уникальных способностей, которые отличают его от других роботов. Например, Джастин обладает способностью ловить летающие объекты с вероятностью успеха 80 процентов. ^[10] Он может делать это благодаря камерам на голове, программному обеспечению слежения и точному захвату. ^[10] Руки Джастина сделаны из углеродного волокна , что позволяет поднимать до 31 фунта на каждую руку. ^[8] Джастин также может заваривать чай и кофе и держать бумажный стаканчик, не разбрызгивая жидкость на руки. ^[10]^[2] Он умеет не только варить кофе, но и танцевать из «Криминального чтива» . ^[2]

Технология

Верхняя часть тела Джастина имеет 43 контролируемые степени свободы , то есть количество независимых факторов, определяющих конфигурацию робота. Он может не только поднимать предметы с земли, но и доставать предметы на высоте около 2 метров. ^[2] Робот также имеет датчики крутящего момента (устройство, которое измеряет тенденцию силы вращать объект вокруг оси) в суставах, которые позволяют ему манипулировать руками и кистями. ^[1] Если бы Джастин отправился в космос, им мог бы управлять здесь, на Земле, кто-то, носящий экзоскелет , который представляет собой комбинацию руки и перчатки, имеющую силовую обратную связь (ощущение прикосновения к пользователю посредством сил, вибраций или движений). . ^[8]^[11] Благодаря уникальному программному обеспечению Джастина можно использовать базовые инструменты программирования, такие как Matlab или Simulink . для управления ^[1] Точно так же, если бы Джастин находился в домашней среде, люди могли бы управлять им через iPad . ^[10]

Технические данные

Рабочее пространство :

Диаметр: около 1,7 м

Масса:

около 45 кг

Полезная нагрузка :

около 15 кг

Степени свободы :

2 х 7 для рук
5 для туловища
2 х 12 для рук

Датчики :

41 x крутящий момент (со стороны звена)
43 положения (сторона двигателя/звеньев)

3DMo – Сенсорная головка :

Вариации

К роботу Джастину можно применить некоторые вариации. Как упоминалось ранее, робот Джастин, который будет установлен на спутнике, не будет иметь колес и будет оснащен только головой, туловищем и руками без мобильной платформы. Тем не менее, он по-прежнему будет иметь те же программные возможности, что и Джастин на колесах, но не мобильность. Кроме того, DLR недавно разработала две новые версии Rollin' Justin — Agile Justin и робот-гуманоид с управлением крутящим моментом, или TORO.

Agile Джастин

В 2012 году DLR разработала новую улучшенную версию Rollin 'Justin под названием Agile Justin. ^[12] Самая заметная разница между Agile Justin и Rollin' Justin заключается в том, что Agile Justin умеет бросать мяч. ^[12] Rollin' Justin впервые произвел фурор в мире технологий, когда смог ловить летающие объекты, но в качестве шага вперед DLR разработала Agile Justin, способного бросать предметы. Благодаря различным передаточным числам Agile Justin теперь имеет в 1,5 раза более быстрые рычаги и оснащен новой архитектурой шины и электроникой колес. ^[12] Архитектура шины — это система, которая передает данные между компонентами внутри или между компьютерами, а электроника руля — это сеть MIDI (аппаратное обеспечение, используемое для управления производительностью), предназначенная для подключения колес модуляции (процесс изменения одного или нескольких свойств периодического сигнала). Agile Justin, похоже, станет следующим шагом на пути к роботу-гуманоиду, который будет управлять всем телом и может координировать движения рук, кистей, туловища и ног (мобильная платформа), что сделает движения роботов более похожими на человеческие. ^[12] Поскольку Agile Justin теперь может бросать предметы, а Rollin 'Justin может ловить летающие объекты, они могут собраться вместе и сыграть в игру в ловлю.

Робот-гуманоид с управляемым крутящим моментом (TORO)

Помимо Agile Justin, DLR в 2013 году продемонстрировала робота-гуманоида с управлением крутящим моментом, или TORO. ^[5] TORO — это огромное обновление по сравнению с Rollin' Justin и Agile Justin. Самая большая разница между TORO и Agile и Rollin' Justin заключается в том, что TORO теперь имеет пару ног, что делает его больше похожим на человека, чем на робота. Аналогично, ТОРО теперь оснащен новой головой, более тонким туловищем, легкими руками и упрощенными кистями. ^[12] По сравнению с другими гуманоидами, способными ходить, у ТОРО ступни меньше. DLR намеренно поставила перед собой задачу бросить вызов, поскольку в результате робот-гуманоид сможет легче преодолевать препятствия. ^[12] Следующая цель, которую DLR ставит перед TORO, — обеспечить возможность совершать движения «предусмотрительно и плавно», например, открывать тяжелую дверь или подниматься по лестнице. ^[12] Эти действия могут выполняться посредством динамического процесса и станут частью программного обеспечения TORO. ^[12] Поскольку TORO — это недавно представленный человекоподобный робот, пройдет несколько лет, прежде чем все это будет доработано и усовершенствовано.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Сайт ДЛР» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Борст, Кристоф; Ульрих Хагн (июнь 2008 г.). «Автоматика 2008» . Институт робототехники и мехатроники . Архивировано (PDF) из оригинала 02 февраля 2012 г. Проверено 15 мая 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б Итон, Кит (18 июня 2010 г.). «Космический робот может ремонтировать корабли или обрекать спутники на гибель» . Проверено 24 июня 2011 г.
^ «Управление роботом с космической станции» . Европейское космическое агентство. 29 июля 2011 г. Проверено 15 июля 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б Фальконер, Джейсон (2013). «Представляем TORO, нового немецкого робота-гуманоида» .
^ Акерман, Эван. «Космический робот Джастин починит ваши спутники, выглядите круто, делая это» .
^ «Робот-гуманоид Джастин» . Центр сингулярности . 9 марта 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Хадхази, Адам (9 октября 2010 г.). «Какой робот-гуманоид лучше всего выдерживает испытания в космосе?» .
^ «Мобильный гуманоид «Роллин Джастин» » .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Хьюстон, Томас (29 апреля 2011 г.). «Робот Джастин ловит мячи и варит кофе» . Хаффингтон Пост .
^ «Управление роботом с космической станции» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Дэйл, Трэвис. «Проворный Джастин: Джастин из DLR получает младшего и более гибкого брата — пара объединяется, чтобы играть в мяч» . Архивировано из оригинала 29 апреля 2016 г. Проверено 13 ноября 2013 г.

Внешние ссылки

Робот-гуманоид учится чинить спутники на YouTube

[Name-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Сайт ДЛР» .

[Borst-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Борст, Кристоф; Ульрих Хагн (июнь 2008 г.). «Автоматика 2008» . Институт робототехники и мехатроники . Архивировано (PDF) из оригинала 02 февраля 2012 г. Проверено 15 мая 2024 г.

[Eaton-3] Jump up to: ^а ^б Итон, Кит (18 июня 2010 г.). «Космический робот может ремонтировать корабли или обрекать спутники на гибель» . Проверено 24 июня 2011 г.

[4] «Управление роботом с космической станции» . Европейское космическое агентство. 29 июля 2011 г. Проверено 15 июля 2011 г.

[TORO-5] Jump up to: ^а ^б Фальконер, Джейсон (2013). «Представляем TORO, нового немецкого робота-гуманоида» .

[6] Акерман, Эван. «Космический робот Джастин починит ваши спутники, выглядите круто, делая это» .

[7] «Робот-гуманоид Джастин» . Центр сингулярности . 9 марта 2009 г.

[WhichHumanoid-8] Jump up to: ^а ^б ^с Хадхази, Адам (9 октября 2010 г.). «Какой робот-гуманоид лучше всего выдерживает испытания в космосе?» .

[9] «Мобильный гуманоид «Роллин Джастин» » .

[Coffee-10] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Хьюстон, Томас (29 апреля 2011 г.). «Робот Джастин ловит мячи и варит кофе» . Хаффингтон Пост .

[SpaceStation-11] «Управление роботом с космической станции» .

[Agile-12] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Дэйл, Трэвис. «Проворный Джастин: Джастин из DLR получает младшего и более гибкого брата — пара объединяется, чтобы играть в мяч» . Архивировано из оригинала 29 апреля 2016 г. Проверено 13 ноября 2013 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]