Bij robotica, visie is een vastgelegd beeld dat wordt geïnterpreteerd op basis van geprogrammeerde Sjablonen . In een productieomgeving, waar robotarmen auto's bouwen of robots de microscopische verbindingen op halfgeleiderchips inspecteren, je hebt te maken met een gecontroleerde omgeving. De verlichting is altijd hetzelfde, de hoek is altijd hetzelfde, en er is een beperkt aantal dingen om naar te kijken en te begrijpen. In de echte (en ongestructureerde) wereld, echter, het aantal dingen om naar te kijken en te begrijpen neemt enorm toe.

Een humanoïde robot die door huizen moet navigeren, gebouwen, of buitenshuis tijdens het uitvoeren van taken, moet in staat zijn om de vele objecten die het 'ziet' te begrijpen. schaduwen, vreemde hoeken en bewegingen moeten begrijpelijk zijn. Bijvoorbeeld, om op eigen houtje een onbekend gebied in te lopen, een robot zou objecten in realtime moeten detecteren en herkennen, het selecteren van functies zoals kleur, vorm en randen om te vergelijken met een database met objecten of omgevingen waarvan hij weet. Er kunnen duizenden objecten in het 'geheugen' van de robot zijn.

ASIMO's vision-systeem bestaat uit twee basis videocamera's voor ogen, zich in zijn hoofd bevindt. ASIMO gebruikt stereoscopisch zicht en een eigen visie algoritme dat laat het zien, herkennen, en vermijd objecten tegen te komen, zelfs als hun oriëntatie en verlichting niet hetzelfde zijn als die in de geheugendatabase. Deze camera's kunnen meerdere objecten detecteren, afstand bepalen, beweging waarnemen, geprogrammeerde gezichten herkennen en zelfs handbewegingen interpreteren. Bijvoorbeeld, wanneer u uw hand naar ASIMO in een "stop" -positie houdt, ASIMO stopt. Met de gezichtsherkenningsfunctie kan ASIMO "bekende" mensen begroeten.

ASIMO kan bewegende objecten herkennen door de beelden te interpreteren die zijn vastgelegd door de camera's in zijn hoofd. Het kan de afstand en richting van een bewegend object beoordelen, waarmee ASIMO een persoon kan volgen, zijn eigen voortgang stoppen om een ​​bewegend object zijn pad te laten kruisen, of begroet je als je nadert.

De camera's geven ook door aan de ASIMO-controller wat ASIMO ziet. Op die manier, als je ASIMO vanaf een pc bestuurt, je kunt zien wat ASIMO ziet.

Naast de camera's in zijn hoofd, ASIMO heeft verschillende sensoren die hem helpen door omgevingen te manoeuvreren en te communiceren met objecten en mensen. Met vloeroppervlaksensoren kan ASIMO objecten en veranderingen in de vloer detecteren. Ultrasone sensoren helpen ASIMO te oriënteren door omringende objecten te detecteren. De sensoren helpen ASIMO om discrepanties op te lossen tussen de interne kaart van het gebied dat voorgeprogrammeerd is in het geheugen en de werkelijke omgeving.

ASIMO heeft zelfs tastzin, op een manier. De krachtsensoren in de polsen van ASIMO stellen ASIMO in staat te beoordelen hoeveel kracht moet worden gebruikt bij het oppakken van een dienblad, u een dossier overhandigen of uw hand schudden. ASIMO kan informatie die door zijn camera's is verzameld, integreren en sensoren dwingen om synchroon met een persoon te bewegen terwijl ze elkaars hand vasthouden. Bij het duwen van een kar, ASIMO's krachtsensoren helpen de robot om de hoeveelheid kracht aan te passen die nodig is om de kar te duwen (bijvoorbeeld ASIMO kan een kar met meer kracht duwen als de sensoren een helling detecteren).

Een andere manier waarop ASIMO de omgeving kan voelen, is door het gebruik van IC-communicatiekaarten. IC-kaarten gebruiken infraroodsignalen om informatie te ontvangen en te verzenden. Als u in het bezit bent van een IC-kaart met uw gegevens erop gecodeerd, ASIMO kan uw aanwezigheid detecteren, zelfs als u zich niet binnen het gezichtsveld van de camera's bevindt. Deze kaarten verbeteren het vermogen van ASIMO om met anderen te communiceren. Bijvoorbeeld, als u het kantoor van Honda zou bezoeken en een IC-kaart als bezoekerspas zou ontvangen, ASIMO kan u begroeten en u naar de juiste kamer leiden nadat u de informatie op uw kaart elektronisch heeft gelezen.

Er zijn drie microfoons in het hoofd van ASIMO. Met behulp van deze microfoons, ASIMO kan spraakopdrachten ontvangen en de richting van het geluid detecteren. ASIMO kan bepalen waar het geluid vandaan komt en zich vervolgens in die richting draaien.

ASIMO besturen en aandrijven

ASIMO is geen autonome robot. Het kan geen kamer binnengaan en zelf beslissingen nemen over hoe te navigeren. ASIMO moet ofwel worden geprogrammeerd om een ​​specifieke taak uit te voeren in een specifiek gebied met markeringen die het begrijpt, of het moet handmatig worden bestuurd door een mens.

ASIMO kan op vier manieren worden bestuurd:

• Draadloze controller (een soort van joystick)
• Gebaren
• Spraakopdrachten

Met behulp van 802.11 draadloze technologie en een laptop of desktopcomputer, je kunt ASIMO besturen en zien wat ASIMO ziet via zijn camera-ogen. ASIMO kan ook zijn pc-verbinding gebruiken om toegang te krijgen tot internet en informatie voor u op te halen, zoals weerberichten en nieuws.

De draadloze joystickcontroller bedient de bewegingen van ASIMO op dezelfde manier als een auto met afstandsbediening. Je kunt ASIMO vooruit laten gaan, achteruit, zijwaarts, diagonaal, op zijn plaats draaien, een hoek omlopen of rondjes rennen. ASIMO op afstand laten bewegen lijkt misschien niet zo geavanceerd, maar ASIMO heeft wel de mogelijkheid om: zelf de stappen aanpassen . Als je het hebt, loop dan naar voren, en het stuit op een helling of een soort obstakel, ASIMO past zijn treden automatisch aan het terrein aan.

ASIMO kan verschillende gebaren en lichaamshoudingen herkennen en erop reageren, waardoor gebruikers ASIMO non-verbaal kunnen bevelen. U kunt naar een bepaalde plek wijzen waar u ASIMO naartoe wilt laten lopen, bijvoorbeeld, en het zal uw voorbeeld volgen. Als je naar ASIMO zwaait, het zal met een eigen golf reageren. Het kan zelfs herkennen wanneer je zijn hand wilt schudden.

ASIMO kan eenvoudige, voorgeprogrammeerde verbale commando's. Het aantal commando's dat in het geheugen kan worden geprogrammeerd, is praktisch onbeperkt. U kunt uw stem ook laten registreren in de programmering, waardoor het voor ASIMO gemakkelijker wordt om u te herkennen.

Naast de spraakopdrachten voor het besturen van de bewegingen van ASIMO, er zijn ook gesproken commando's waarop ASIMO verbaal kan reageren. Dit is de functie die het voor ASIMO mogelijk heeft gemaakt om als receptioniste te werken, bezoekers begroeten en vragen beantwoorden.

Net als de meeste andere technologieën op het gebied van robotica, ASIMO wordt mogelijk gemaakt door servomotoren . Dit zijn kleine maar krachtige motoren met een roterende as die ledematen of oppervlakken naar een specifieke hoek beweegt zoals aangegeven door een controller. Zodra de motor in de juiste hoek is gedraaid, het wordt uitgeschakeld totdat het de instructie krijgt om opnieuw te draaien. Bijvoorbeeld, een servo kan de hoek van het armgewricht van een robot regelen, houd het in de juiste hoek totdat het moet bewegen, en dan die beweging controleren. Servo's gebruiken een positiegevoelig apparaat (ook wel digitale decoder genoemd) om ervoor te zorgen dat de as van de motor op de goede plek zit. Ze gebruiken meestal een vermogen dat evenredig is aan de mechanische belasting die ze dragen. Een licht geladen servo, bijvoorbeeld, verbruikt niet veel energie.

ASIMO heeft 34 servomotoren in zijn lichaam dat zijn torso beweegt, armen, handen, poten, voeten, enkels en andere bewegende delen. ASIMO beheert een reeks servomotoren om elk soort beweging te besturen.

ASIMO wordt aangedreven door een oplaadbare, 51,8 volt lithium-ion (Li-ION) batterij die lang meegaat een uur op een enkele lading. De batterij is opgeslagen in ASIMO's rugzak en weegt ongeveer 13 pond . ASIMO's batterij duurt drie uren volledig opladen, dus een tweede (en derde) batterij is cruciaal als je ASIMO heel lang nodig hebt. Gebruikers kunnen de batterij aan boord van ASIMO opladen via een stroomaansluiting of de rugzak verwijderen om apart op te laden.

• RoboCup Wereldbeker robotvoetbal
• Federatie van Internationale Robosoccer Association
• MechWars
• EERST
• AUVSI-competities
• MATE ROV-competitie

Honda Research Institute en ATR Computational Neuroscience Laboratories werkten in 2006 samen om een ​​manier te ontwikkelen om ASIMO door gedachten te beheersen. Wetenschappers en ingenieurs gebruikten een MRI-machine om de hersenpatronen van een proefpersoon vast te leggen bij het maken van een reeks handgebaren (een gesloten vuist en het "V"-vredesteken). De opname werd vervolgens doorgestuurd naar een robothand, die de informatie decodeerde en de gebaren van het onderwerp dupliceerde. Omdat het MRI-systeem niet-invasief was, er was geen noodzaak voor chirurgische ingrepen.

Honda hoopt dat dit de eerste stap is in de ontwikkeling van een systeem waarmee verlamde mensen apparaten zoals ASIMO kunnen bedienen door er simpelweg aan te denken. Er moet veel meer onderzoek worden gedaan om gebruikers in staat te stellen complexe taken uit te voeren en een kleinere, lichtgewicht apparaat om hersenpatronen vast te leggen.

Bekijk de inleiding tot servomotoren van het Northwestern University Mechatronics Design Laboratory.

ASIMO's levensverhaal

Honda begon in 1986 met de ontwikkeling van zijn humanoïde helperrobot. Honda-ingenieurs wisten dat de robot gemakkelijk door een huis of gebouw moest kunnen navigeren, en dat betekende dat de looptechniek perfect moest zijn. Daarom, hun eerste pogingen waren eigenlijk dozen met poten. Toen het loopmechanisme grotendeels ontwikkeld was, armen, handen en ten slotte werd een hoofd toegevoegd.

De ASIMO-tijdlijn

• 1986 - Statisch lopen De eerste robot die Honda bouwde heette EO . EO liep heel langzaam, soms 20 seconden nodig hebben om een ​​enkele stap te voltooien. Dit kwam omdat EO deed wat 'statisch wandelen' werd genoemd. Bij statisch lopen, nadat de robot een voet naar voren begint te bewegen, het moet wachten tot het zijn gewicht op die voet heeft gebalanceerd voordat het de andere voet naar voren begint te bewegen. Mensen lopen niet op die manier, dus ging het onderzoek verder.
• 1987 - Dynamisch wandelen Inmiddels hadden ingenieurs een methode ontwikkeld voor "dynamisch wandelen, " wat veel menselijker is. Met deze looptechnologie, de robot (nu genoemd prototype E1 , spoedig gevolgd door E2 en E3 naarmate het onderzoek vorderde) leunde naar de volgende stap, zijn gewicht verplaatsen en de andere voet naar voren bewegen om zichzelf op te vangen zodat in plaats van naar voren te vallen, het liep vooruit.
• 1991 - Lopen als een pro In prototypes E 4 , E5 en E6 , Honda's ingenieurs perfectioneerden het loopmechanisme tot het punt waarop de robot gemakkelijk op een helling kon lopen, trappen op en op oneffen terrein. Omdat echt lopen als mens eigenlijk het gebruik van het lichaam vereist, armen en hoofd, ingenieurs moesten doorgaan naar de volgende stap en de rest van het lichaam toevoegen.
• 1993 - Een meer mensachtige robot Met een lichaam, armen, handen en een hoofd, de volgende generatie prototypes ( P1 , P2 en P3 ) leek meer op een 'humanoïde'. P1, echter, was een dreigende 6 voet 2 inch (188 cm) lang en woog 386 pond (175 kg). P2 werd iets in hoogte verkleind, maar woog een nog zwaardere 463 pond (210 kg) - niet iets dat je op je tenen wilt trappen in de keuken. Echter, het kan heel goed lopen op oneffen oppervlakken, hellingen, en kon zelfs voorwerpen grijpen en karren duwen. P2 kan zelfs zijn evenwicht behouden als hij wordt ingedrukt. Eindelijk, P3 is gebouwd op een meer comfortabele (en minder angstaanjagende) 5 voet 2 inch (157 cm) hoog. Met een gewicht van 287 pond (130 kg), P3 zou sneller en soepeler kunnen lopen dan zijn voorgangers.
• 1997 - ASIMO Er werden nog meer verbeteringen aangebracht aan het loopsysteem, waardoor ASIMO in bijna elke omgeving gracieus en gemakkelijk kan lopen. Dankzij geavanceerde heupgewrichten kon ASIMO soepel draaien - iets wat andere robots moeten stoppen en schuifelen om te doen. Bij het nadenken over hoe ASIMO moest worden gebruikt, de ingenieurs hebben de beslissing genomen om de grootte van ASIMO verder te verkleinen tot 4 voet (122 cm), zodat het niet alleen niet intimiderend zou zijn voor mensen die zitten (of staan, wat dat betreft), het zou eigenlijk bij zijn ooghoogte . Deze hoogte maakte het voor ASIMO ook mogelijk om op tafelhoogte of achter een computer te werken, lichtschakelaars bereiken en deurknoppen draaien. ASIMO is erg sterk maar lichtgewicht magnesium legering lichaam, bedekt met plastic "huid, " woog slechts 52 kg. Technologie genaamd " voorspelde bewegingscontrole " ASIMO kon zijn volgende beweging automatisch voorspellen en zijn gewicht verplaatsen om een ​​bocht te maken. ASIMO's pas kon ook in realtime worden aangepast om hem sneller of langzamer te laten lopen. P2 en P3 moesten geprogrammeerde looppatronen gebruiken.
• 2005 - Beter, sneller, sterker Ingenieurs verfijnden het bewegingssysteem van ASIMO verder, het verhogen van de loopsnelheid van 2,5 tot 2,7 kilometer per uur en het geven van ASIMO de mogelijkheid om te rennen met snelheden tot 6 kilometer per uur. Honda verhoogde ASIMO's hoogte tot 4 voet 3 inch (130 centimeter), en de robot werd een beetje zwaarder, het kantelen van de weegschaal op 119 pond. De ingenieurs schakelden ASIMO's voeding om naar een lithium batterij dat verdubbelt de hoeveelheid tijd die het kan gebruiken voordat het wordt opgeladen. Ze implementeerden ook de IC-communicatie kaarttechnologie die ASIMO helpt om met mensen te communiceren. Dankzij nieuwe sensoren kon ASIMO synchroon met mensen bewegen terwijl ze elkaars hand vasthielden.

ASIMO's peers