Домо (робот)

Домо — экспериментальный робот , созданный Массачусетским технологическим институтом и предназначенный для взаимодействия с людьми . Детище Джеффа Вебера и Аарона Эдсингера , соучредителей Meka Robotics , его название происходит от японской фразы «большое спасибо», domo arigato , а также песни Стикса « Mr. Roboto ». Проект Domo первоначально финансировался НАСА присоединилась Toyota . , а теперь к финансированию разработки робота ^[1]

Цель

Domo был создан для тестирования множества роботизированных схем и очень сложных команд.

Источник

Домом проекта Domo является группа гуманоидной робототехники в лабораториях искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. ^[2] Его существование вдохновлено проектами роботов, существовавшими до него.

Проект Cardea Robot — исследовательский проект, возглавляемый профессором Родни Бруксом из группы гуманоидной робототехники Массачусетского технологического института. ^[3] Лабораторная группа работала над созданием бесщеточного рычага Series Elastic Actuator с тросовым приводом, установленного на платформе Segway. Джефф Вебер и Аарон Эдсингер-Гонзалес принимали участие в этом исследовании и отвечали за разработку и внедрение роботизированной руки. Это сотрудничество позволило Эдсингеру-Гонсалесу и Веберу применить некоторые исследования к новому роботу Домо.

Эдсингер и Вебер также сотрудничали над многими другими роботами, и их опыт работы с Kismet ^[4] страница и винтик ^[5] проекты повлияли на дизайн Domo. Кисмет — роботизированная голова, разработанная Синтией Бризил для экспериментов с социальными выражениями и репликами. Роль Эдсингера в проекте заключалась в помощи в разработке ранних этапов модуля обнаружения глаз Kismet, который позволял Kismet устанавливать зрительный контакт во время взаимодействия. Проект Cog был предназначен для изучения того, как интеллект формируется посредством социального взаимодействия. Робот Cog был разработан для имитации двигательных точек и конечностей человеческого тела и приема входных стимулов от них, чтобы он мог использовать свои конечности подобно человеку. Вкладом Эдсингера в проект Cog стал рычаг Series Elastic Actuator и контроллеры для тела робота. Хотя направление исследований этих роботов сильно отличается от проекта Domo, конструкция модуля обнаружения глаз и рычага Series Elastic Actuator интегрированы в конструкцию Domo. ^[6]

Дизайн

Domo был создан с целью исследования манипуляций и взаимодействия со стимулами, а также машинного обучения сенсомоторных навыков. Для этого при проектировании необходимо было уделить особое внимание тому, как робот сможет взаимодействовать с незнакомыми стимулами. Исследование также требовало, чтобы Домо мог воспринимать свое окружение и воздействовать на него. Удовлетворение этих опасений означало, что Domo должна была иметь возможность функционировать без полной модели мира, скорее, она была оснащена способностью строить модель для себя. ^[7]

Механические части

Голова

Роботизированная голова Домо имеет семь степеней свободы , верхняя часть головы прикреплена к шее с двумя степенями свободы. Есть два глаза, каждый с одной широкоугольной камерой. Камеры способны захватывать видео с разрешением 640×480 и частотой 30 кадров в секунду (кадров/с) или 1024×768 со скоростью 15 кадров/с. Обе камеры наклоняются с одинаковыми степенями свободы, но имеют отдельные степени свободы, позволяющие осуществлять независимое панорамирование. В комплект входит набор век, которые можно использовать для выражений. ^[7]

Головам предыдущих роботов, таких как Cog, мешал пучок электрических шнуров, идущих к глазам, камерам и двигателям. В конструкции Domo все кабели проходят через шею так, что они не мешаются. Это дает Домо большой диапазон и свободу в артикуляции головы.

Движение головки обеспечивается коллекторными двигателями постоянного тока . Датчики положения потенциометра в двигателе обеспечивают обратную связь об абсолютном положении головки при запуске, поэтому Domo не требует процедуры калибровки, прежде чем он сможет функционировать.

Основная цель дизайна головы заключалась в том, чтобы Домо мог имитировать движение человеческих глаз. Движения человеческих глаз варьируются от очень быстрых и взрывных движений до медленных и точных движений для отслеживания движущихся стимулов, поэтому при разработке головы и системы зрения Домо требовалось тщательное рассмотрение. ^[7]

Эти глаза связаны с когнитивной системой, которая представляет собой сетевой кластер машин Linux. Программный пакет YARP (Yet Another Robot Platform) используется когнитивной системой для обработки изображений. ^[7]

Оружие

Вместо того, чтобы проектировать руки Домо с абсолютной точностью, Эдсингер и Вебер спроектировали руки так, чтобы они были более похожи на руки человека. Человеческие руки способны чувствовать и контролировать силы в каждом суставе, отказываясь от точности положения в пользу податливости. Для переноса этого на робота-гуманоида требовалось, чтобы конструкция включала в себя определенный допуск и податливость в каждом суставе, а также позволяла отслеживать и выдавать крутящий момент.

Руки Домо имеют шесть степеней свободы: две в плече и четыре в руке и запястье. Соединения представляют собой упругие приводы серии (SEA), приводимые в движение специальными бесщеточными двигателями постоянного тока. Степени свободы содержат системы тросового привода, при этом приводные тросы незаметно спрятаны в центре соединений, чтобы не препятствовать движению. Последовательные эластичные приводы используются для обеспечения возможности измерения силы руками. Датчики, встроенные в руки, связаны с когнитивной системой. ^[7]

Руки

Конструкция гуманоидной руки должна включать в себя какой-то способ измерения и вывода силы. Некоторые старые модели имели датчики силы на кончиках пальцев. Хотя это будет работать в известной среде, оно не обеспечивает достаточной обратной связи для работы в новой и неизвестной среде. Контроллеры в руках Домо способны чувствовать силы в отдельных суставах. Это позволяет рукам захватывать объект даже без модели размера, формы или материала объекта.

Каждая рука состоит из трех пальцев, приводимых в действие четырьмя приводами. Для каждого пальца имеется по одному приводу, а четвертый предназначен для управления расстоянием между двумя пальцами. Два пальца раздвигаются с помощью шестеренок, а третий остается на месте. ^[7]

Способности

Домо адаптируется к окружающей среде, проверяя физическую природу вещей, прикасаясь к ним или встряхивая их. Его способности включают в себя определение объема предмета, размещение предметов на полках, разливание напитков людям, рукопожатие и объятия. ^[8]

Восприятие

Используя две камеры, установленные на голове, и систему визуальной обработки, Домо может анализировать размер и форму объекта, чтобы подготовиться к взаимодействию. Это делается без предварительного знания объекта и позволяет Domo выполнять задачи в неизвестных средах.

Обучение

Архитектура Domo позволяет роботу запоминать предыдущие сенсорные ощущения. Домо способен изучать свои собственные сенсомоторные способности и точно настраивать модуляцию своих действий на основе ранее выполненных задач.

Манипуляция

Руки Домо были созданы ловкими и способными выполнять множество различных хватов и движений. Однако этого невозможно достичь без разработки системы программного обеспечения, способной управлять различными контроллерами для каждого из ее соединений. Это позволяет роботу быстро реагировать и изменять активность рук. Это очень важно для того, чтобы робот мог выполнять реальные задачи.

Ссылки

^ Чао, Том (16 апреля 2007 г.). «Новый робот смотрит на людей человеческими глазами» . foxnews.com . Новостная корпорация . Проверено 20 августа 2007 г.
^ «Эдсингер Домо» .
^ «Эдсингер Кардеа» .
^ «Эдсингер Кисмет» .
^ «Эдсингер Ког» .
^ «Аарон Эдсингер-Гонсалес» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Эдсингер-Гонсалес, Аарон и Джефф Вебер (май 2004 г.). «Домо: робот-гуманоид, чувствительный к силе, для исследования манипулирования». Международный журнал гуманоидной робототехники .
^ Ланге, Карен Э. (сентябрь 2007 г.). «Кофе, чай или WD-40?». Журнал «Нэшнл Географик» . 212 (3): 28.

Внешние ссылки

Дочерняя компания Джеффа и Аарона
MIT.edu Домо Исследования
Эдсингер-Гонсалес, А.; Вебер, Дж. (31 мая 2004 г.). «Домо: робот-гуманоид, чувствительный к силе, для исследования манипулирования» . 4-я Международная конференция IEEE/RAS по гуманоидным роботам, 2004 г. Том. 1. С. 273–291. CiteSeerX 10.1.1.92.4608 . дои : 10.1109/ICHR.2004.1442127 . ISBN 0-7803-8863-1 . S2CID 1301217 .
Кардеа Робот

[fox-1] Чао, Том (16 апреля 2007 г.). «Новый робот смотрит на людей человеческими глазами» . foxnews.com . Новостная корпорация . Проверено 20 августа 2007 г.

[domopage-2] «Эдсингер Домо» .

[cardea-3] «Эдсингер Кардеа» .

[kismet-4] «Эдсингер Кисмет» .

[cog-5] «Эдсингер Ког» .

[edsingerhomepage-6] «Аарон Эдсингер-Гонсалес» .

[edsinger-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Эдсингер-Гонсалес, Аарон и Джефф Вебер (май 2004 г.). «Домо: робот-гуманоид, чувствительный к силе, для исследования манипулирования». Международный журнал гуманоидной робототехники .

[ng-8] Ланге, Карен Э. (сентябрь 2007 г.). «Кофе, чай или WD-40?». Журнал «Нэшнл Географик» . 212 (3): 28.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]