ASIMO (skrót od Advanced Step in Innovative Mobility) jest uważany za najbardziej zaawansowanego technologicznie humanoida.
Skonstruowanie robota, który może poruszać się jak człowiek, reagować na jego zachowanie i służyć mu pomocą to jedno z największych wyzwań techniki XXI wieku. Humanoid ASIMO Hondy jest pierwszym doniosłym krokiem w jej rozwoju.
Uznany przez wielu naukowców jako poważny wkład w rozwój robotyki humanoidalnej ASIMO po raz pierwszy w Europie pojawił się na sympozjum
Od tej pory ASIMO podróżuje po Europie i odwiedza szereg profesjonalnych spotkań naukowców i inżynierów. ASIMO przyciąga także tłumy nie-profesjonalistów. Wywołuje ogromne zainteresowanie i wzbudza zachwyt. W grudniu 2004 uhonorowany został wystawieniem w gronie najbardziej zaawansowanych i znanych robotów świata w Robot Hall of Fame na Uniwersytecie Carnegie Mellon.
ASIMO prezentowany był na licznych konferencjach i pokazach naukowych oraz imprezach handlowych w Europie udowadniając dzieciom i dorosłym, że może być wykorzystywany w służbie nauki i przemysłu. Poniższa tabela przedstawia listę wybranych imprez 2004 i 2005, na których można było i można będzie przyjrzeć się temu cudowi techniki.
|
Data |
Kraj |
Miejsce |
|
styczeń 2004 |
Irlandia |
Young Scientists and Technology Exhibition, Dublin |
|
luty 2004 |
Wielka Brytania |
London's Science Museum |
|
marzec 2004 |
Hiszpania |
Barcelona's Science Museum |
|
marzec 2004 |
Włochy |
Museum of Science and Technology, Mediolan |
|
kwiecień 2004 |
Niemcy |
Ceremonia otwarcia Hannover Fair |
|
maj 2004 |
Hiszpania |
Salon samochodowy w Madrycie |
|
czerwiec 2004 |
Wielka Brytania |
Goodwood Festival of Speed |
|
wrzesień 2004 |
Niemcy |
GAFA, Kolonia |
|
wrzesień 2004 |
Francja |
Salon samochodowy w Paryżu |
|
październik 2004 |
|
Inauguracja Forum of the Generations, Bad Toelz |
|
listopad 2004 |
|
Konferencja ECSITE: wystawa osiągnięć nauki, przemysłu i techniki, Barcelona |
|
listopad 2004 |
Turcja |
Salon samochodowy w Stambule |
|
grudzień 2004 |
Włochy |
Salon samochodowy w Bolonii |
|
styczeń 2005 |
Belgia |
Salon samochodowy w Brukseli |
|
luty 2005 |
Holandia |
Salon samochodowy w Amsterdamie |
|
październik 2005 |
Luksemburg |
"Festival International des Sciences 2005" |
I.Technologia kontrolowania postawy
Wyposażenie ASIMO w umiejętność poruszania się biegiem wymagało opracowania dwóch zasadniczych punktów: odpowiedniego odbicia i pochłaniania energii powstającej przy opadaniu oraz zapobiegania skrętowi i poślizgowi stóp.
- Odpowiednie odbicie i niwelowanie energii powstającej przy opadaniu
By ASIMO mógł biegać, należało wyposażyć go w mechanizm ruchu powtarzający odbicia od ziemi, rozkołysanie nóg i lądowanie na ziemi w krótkim czasie i bez opóźnień oraz pochłaniający energię powstającą przy opadaniu na ziemię. Z zastosowaniem nowych obwodów, mocniejszej jednostki napędowej, lekkich i sztywnych nóg robota, Hondzie udało się stworzyć konstrukcję zdolną poruszać się czterokrotnie szybciej w porównaniu z poprzednim modelem.
- Zapobieganie skrętowi i poślizgowi
Zmniejszenie nacisku spodu stóp na podłogę powoduje, że skręt czy poślizg występują częściej tuż przed momentem oderwania stóp od podłoża i tuż po opadnięciu stóp na podłogę.
Pokonanie przeszkody, jaką jest niekontrolowany skręt i poślizg stóp, stało się głównym zadaniem przy opracowaniu mechanizmu szybkiego ruchu. By wiernie oddać sposób poruszania się istot dwunożnych, Honda opracowała nową technologię kontroli ruchu zapobiegającą ślizganiu się stóp poprzez lekkie skręcanie i przechylanie torsu robota.
Wyposażony w nowe technologie ASIMO może biegać z szybkością odpowiadającą przeciętnej prędkości biegu ludzkiego 3 km/h. Szybkość chodu wzrosła z poprzednich 1.6 km/h do 2.5 km/h.
Cykl jednego kroku w biegu istoty ludzkiej waha się w granicach 0.2 do 0.4 sekundy w zależności od prędkości poruszania się, natomiast czas, w którym obydwie stopy znajdują się w powietrzu wynosi od 0.05 do 0.1 sekundy. Cykl kroku ASIMO to 0.36 sekund, a czas pozostawania stóp bez kontaktu z podłożem – 0.05 sekundy, porównywalny z czasem odrywania od podłoża nóg podczas joggingu.
Nowe urządzenia i mechanizmy:
- Dodatkowa oś pozwalająca na skrętny ruch bioder
Zwiększenie prędkości chodu możliwe było dzięki wprowadzeniu nowego rodzaju skrętu bioder i ruchu ramion, które niwelują siłę reakcji powstającą przy machaniu nóg podczas chodu lub biegu
- Zwiększenie prędkości systemu kontrolnego (wzrost czterokrotny)
Czas, w jakim komputer przetwarza dane zebrane z czujników i wydaje polecenia silnikowi, zanim ten wprawiony zostaje w ruch, skrócony został o 75% w porównaniu z poprzednim systemem.
II.Technologia ciągłości ruchu
ASIMO nowej generacji może docierać do punktu docelowego bez zatrzymywania się i zmieniać tor ruchu ze względu na przeszkody, które napotyka na drodze. Przeszkody te wykrywane są przez detektor umieszczony w partii brzusznej.
ASIMO może zmieniać tor ruchu na podstawie własnego osądu sytuacji, kiedy sensory wykrywają nierówności podłoża i inne przeszkody, kiedy kamera rozpoznaje istoty ludzkie i gdy 360o czujnik ultradźwiękowy wykrywa ściany i ludzi.
Nowe urządzenia i mechanizmy
- Kamera opracowana przez Honda Engineering Co.
– funkcja: działa w każdych warunkach, na jej pracę nie mają wpływu czynniki zewnętrzne jak ciemność czy światło z tyłu
– dwie kamery umieszczone zostały w miejscu oczu ASIMO; pokazują
obraz trójwymiarowy i stereo
Inne technologie:
-
ultradźwiękowe czujniki działające w zakresie 360o
funkcja: wykrywanie obiektów w otoczeniu ASIMO
system 6 czujników: 1 w części brzusznej z przodu, 5 w części lędźwiowej z tyłu -
laser na podczerwień zamontowany w części brzusznej
funkcja: wykrywanie nierówności nawierzchni i przeszkód -
czujnik lokalizacji powierzchni podłogi zamontowany z części brzusznej
funkcja: wykrywanie punktów orientacyjnych na podłożu
III. Technologia płynnej komunikacji z ludźmi
Wykrywając poruszanie się istot ludzkich przez czujniki wizyjne zamontowane w głowie i czujniki siły (kinestetyczne) wbudowane w nadgarstki ASIMO może synchronizować swój ruch z ruchem istot ludzkich, może podawać coś człowiekowi, wymienić uścisk dłoni i potrząsać nimi zgodnie z ruchem dłoni człowieka, zrobić krok w przód lub w tył kiedy ktoś ciągnie go za rękę lub odpycha.
Nowe urządzenia i technologie:
-
dodatkowa oś w nadgarstku
– umożliwia bardziej elastyczną pracę nadgarstka -
dodatkowa oś napędowa kciuka
– poprzednio ruchem wszystkich pięciu palców sterował jeden silnik,
w obecnym modelu zastosowano dodatkowy silnik zginający kciuk.
Dzięki niemu ASIMO może trzymać w dłoni różne obiekty -
dodatkowy czujnik siły (kinestetycznej) w nadgarstku
– sensor mierzący siłę nacisku na dłoń ASIMO
Jako producent samochodów, motocykli i urządzeń elektrycznych Honda podjęła kolejne wyzwanie na polu szeroko rozumianej mobilności, rozpoczynając prace nad skonstruowaniem dwunożnego humanoida.
Głównym założeniem projektu było stworzenie takiego robota, który poruszałby się I reagował w sposób umożliwiający mu współdziałanie z człowiekiem.
Program rozpoczęto od zdefiniowania formy konstrukcji robota. Konstruktorzy uznali, że robot musi poruszać się między różnymi obiektami w przestrzeni zamkniętej oraz wchodzić i schodzić po schodach, dlatego zdecydowano się na humanoida, robota przypominającego wyglądem istotę ludzką.
Poza tym, dwunożny robot powinien umieć poruszać się po nierównych nawierzchniach i funkcjonować w różnych środowiskach.
Wyznaczony cel zmusił konstruktorów Hondy do opracowania nowatorskich technologii. Pierwsze eksperymentalne roboty powstały w roku 1986. Mogły poruszać na zmianę dwoma nogami, ale wyłącznie "statycznie", powoli (1 krok= 5 sekund), w linii prostej po równej nawierzchni. Tak więc kolejnym zadaniem było zwiększenie szybkości poruszania się robota i chód "dynamiczny" na wszystkich rodzajach powierzchni.
Model eksperymentalny 0 (E0)
Mechanizm ruchu dwunożnego (chód prymitywny)
Model eksperymentalny 1(E1)
Prototyp późniejszych modeli, poruszający się statycznym krokiem z prędkością 0,25km/h, charakteryzujący się pewnym rozróżnieniem ruchu obydwu nóg
Model eksperymentalny 2 (E2)
Pierwszy dynamiczny chód z prędkością 1,2km/h naśladujący chód ludzki
Model eksperymentalny 3 (E3)
Nowe kończyny dolne umożliwiające poruszanie się w tempie 3km/h, odpowiadającym szybkości poruszania się człowieka
Model eksperymentalny 4 (E4)
Staw kolanowy wydłużony do 40 cm umożliwiający poruszanie się z prędkością szybkiego marszu ludzkiego 4,7 km/h.
Model eksperymentalny 5 (E5)
Pierwszy model z zamontowaną głową
Model eksperymentalny 6 (E6)
Model kontrolujący równowagę przy wchodzeniu i schodzeniu ze schodów i wzniesień oraz przechodzeniu nad przeszkodą
Model prototypowy 1 (P1)
Pierwszy prototyp robota humanoidalnego
Model prototypowy 2 (P2)
Pokaz humanoida wiernie naśladującego chód ludzki
Model prototypowy 3 (P3)
Zmiana wielkości i wagi robota
ASIMO
Kluczowe osiągnięcia:
- zastosowanie technologii chodu elastycznego, inteligentnego, z prędkością dopasowaną do poruszania się ludzi
- bardziej przyjazne wzornictwo, mniejsza waga, niższy wzrost
- zwiększenie zakresu pracy rąk
Ewolucja ASIMO – faza pierwsza (grudzień 2002)Zdolność komunikacji dzięki technologii rozpoznania
1. rozpoznawanie poruszających się obiektów
2. rozpoznawanie postaw i gestów
3. rozpoznawanie otoczenia
4. rozpoznawanie dźwięków
5. rozpoznawanie twarzy
Kombatybilność sieciowa
1. integracja z systemem sieciowym użytkownika
2. podłączenie do internetu
Ewolucja ASIMO – faza druga (grudzień 2004)
1. technologia kontrolowania postawy umożliwiająca poruszanie się biegiem
2. technologia ciągłości ruchu umożliwiająca elastyczne dotarcie do miejsca przeznaczenia z pominięciem przeszkód
3. zaawansowane czujniki wzrokowe i siłowe umożliwiające łagodniejszą interakcję z istotami ludzkimi
2005-01-19
