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Cómo funciona ASIMO

Cómo funciona ASIMO
Satisfacer
  1. El movimiento ASIMO: caminar como un humano
  2. Movimiento ASIMO: movimientos fluidos
  3. Los sentidos de ASIMO
  4. Control y potencia ASIMO
  5. La historia de vida de ASIMO
  6. Pares ASIMO

El movimiento ASIMO: caminar como un humano

La fisiología de ASIMO está desarrollada para imitar la fisiología humana.

Foto cortesía de Honda Motor Co., Ltd.

Los investigadores de Honda comenzaron por estudiar las patas de insectos, mamíferos y el movimiento de un escalador con prótesis para comprender mejor la fisiología y todo lo que sucede al caminar, especialmente en las articulaciones. Por ejemplo, el hecho de que cambia nuestro peso El uso de nuestro cuerpo y especialmente de nuestros brazos para el equilibrio fue muy importante para obtener el correcto funcionamiento del mecanismo ASIMO. El hecho de que nosotros dedos de los pies esta ayuda también se tuvo en cuenta en nuestro equilibrio: ASIMO, de hecho, tiene blandos bultos en los pies que juegan un papel similar al de nuestros dedos al caminar. También este material blando absorbe los golpes en las articulaciones, así como en nuestros tejidos blandos cuando caminamos.

ASIMO tiene articulaciones de cadera, rodilla y pie. Los robots tienen articulaciones que los investigadores llaman “grados de libertad. “Sólo un grado de libertad permite el movimiento hacia la izquierda y hacia la derecha o hacia arriba y hacia abajo. ASIMO ha 34 grados de libertad distribuidos en diferentes puntos de su cuerpo para permitirle moverse libremente. Hay tres grados de libertad alrededor del cuello de ASIMO, siete en cada brazo y seis en cada pierna. El número de grados de libertad necesarios para las piernas de ASIMO se decidió midiendo el movimiento de las articulaciones humanas al caminar sobre un terreno llano, subir escaleras y correr.

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ASIMO también tiene un sensor de velocidad es un giroscopio sensor montado en tu cuerpo. Realizan las tareas de:

  • detectar la posición del cuerpo ASIMO y la velocidad con la que se mueve
  • enviar la configuración de la balanza a la computadora central

Estos sensores funcionan de la misma manera que nuestros oídos internos, manteniendo el equilibrio y la orientación.

ASIMO también sensores de superficie de pie y estás sensores ultrasónicos en su sección central. Estos sensores mejoran la capacidad de ASIMO para interactuar con su entorno, detectando objetos alrededor de ASIMO y comparando la información recopilada con los mapas de área almacenados en la memoria de ASIMO.

Para hacer el trabajo que hacen nuestros músculos y piel para detectar la fuerza muscular, la presión y los ángulos articulares, ASIMO tiene ambas sensores de ángulo de articulación es un transductor de fuerza de seis ejes.

Cómo funciona ASIMO

Foto cortesía de Honda Motor Co., Ltd.

A menos que sepa mucho sobre robótica, es posible que no comprenda completamente el increíble hito que ASIMO está logrando mientras lo hacemos. La parte más importante de la caminata ASIMO es la capacidad para girar. En lugar de detenerse y moverse, detenerse y moverse y detenerse y moverse en una nueva dirección, ASIMO se inclina y gira suavemente como un ser humano. ASIMO también puede ajustar automáticamente sus pasos en caso de que tropiece, empuje o encuentre algo que interfiera con su caminata normal.

Para hacer esto, los ingenieros de ASIMO tuvieron que encontrar una forma de trabajar con fuerzas de inercia creado al caminar. Por ejemplo, la gravedad de la Tierra crea una fuerza, al igual que la velocidad a la que caminas. Estas dos fuerzas se denominan “fuerza de inercia total”. También existe la fuerza creada cuando su pie se conecta al suelo, llamada “fuerza de reacción del suelo”. Estas fuerzas deben equilibrarse y la postura debe funcionar para que esto suceda. Se llama “momento punto cero“(ZMP).

Para controlar la postura de ASIMO, los ingenieros trabajaron en tres áreas de control:

  • Control de la reacción del suelo significa que las plantas de los pies absorben las irregularidades del suelo, manteniendo una posición firme.
  • Control de destino ZMP significa que cuando ASIMO no puede pararse firmemente y su cuerpo comienza a caer hacia adelante, mantiene su posición moviendo la parte superior del cuerpo en la dirección opuesta a la caída inminente. Al mismo tiempo, acelera su andar para compensar rápidamente la caída.
  • Control de la posición de implantación de los pies ocurre cuando se ha habilitado el control ZMP de destino. Ajuste la longitud de la zancada para encontrar la relación correcta entre la posición del cuerpo y la velocidad y longitud de la zancada.

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Movimiento ASIMO: movimientos fluidos

Cómo funciona ASIMO

ASIMO puede detectar movimientos de caída y reaccionar rápidamente; pero los ingenieros de ASIMO querían más. Querían que el robot tuviera un archivo paso suave además de hacer algo que otros bots no pueden – girar sin parar.

Cómo funciona ASIMO

A medida que giramos las curvas, cambiamos nuestro centro de gravedad a la curva. ASIMO utiliza una tecnología llamada “control de movimiento predictivoTambién se llama tecnología inteligente de conducción flexible en tiempo real de Honda o I-Walk, para lograr lo mismo. ASIMO predice cuánto debe moverse su centro de gravedad en la curva y cuánto tiempo debe mantenerse ese cambio. Porque esta tecnología funciona en tiempo real, ASIMO puede hacer esto sin detenerse entre los pasos, lo que tienen que hacer otros robots.

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Esencialmente, con cada paso que da ASIMO, debe determinar su inercia y luego predecir cómo se debe mover su peso al siguiente paso para caminar y girar suavemente. Ajuste uno de los siguientes para mantener la posición correcta:

  • los longitud de tus pasos
  • tu posición del cuerpo
  • tu Velocidad
  • los dirección en la que camina

Aunque reproducir una caminata en forma humana es un logro increíble, ASIMO ahora puede correr a velocidades de hasta 3.7 millas por hora (6 kilómetros por hora). Para calificar como un verdadero robot de carreras, ASIMO debe tener ambos pies sobre el suelo por un momento en cada etapa. ASIMO logra estar en el aire durante 0.08 segundos en cada etapa durante la carrera.

Los ingenieros de Honda se enfrentaron a una serie de desafíos completamente nuevos al tratar de darle a ASIMO la capacidad de competir. Le dieron al torso de ASIMO un grado de libertad para facilitar la flexión y la torsión para que el robot pudiera ajustar su postura durante el vuelo. Sin esta capacidad, ASIMO perdería el control en vuelo, posiblemente girando en el aire o tropezando al aterrizar.

Al hacer giros suaves durante la carrera, los ingenieros mejoraron la capacidad de ASIMO para inclinar su centro de gravedad en los giros para mantener el equilibrio y neutralizar la fuerza centrífuga. ASIMO también puede anticipar los giros y comenzar a inclinarse antes de comenzar el giro, como lo haría si estuviera esquiando o patinando.

En la siguiente sección, veremos cómo ASIMO es capaz de reconocer imágenes y detectar su ambiente.

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Los sentidos de ASIMO

Cómo funciona ASIMO

Foto cortesía de Honda Motor Co., Ltd.

En robótica, la visión es una imagen adquirida que se interpreta en base a Modelos. En un entorno de fabricación, donde los brazos robóticos construyen coches o los robots inspeccionan conexiones microscópicas en chips semiconductores, se trata de un entorno controlado. La iluminación es siempre la misma, el ángulo es siempre el mismo y hay un número limitado de cosas para observar y comprender. En el mundo real (y no estructurado), sin embargo, la cantidad de cosas que observar y comprender aumenta drásticamente.

Un robot humanoide que necesita navegar por casas, edificios o al aire libre mientras trabaja debe ser capaz de comprender los muchos objetos que “ve”. Las sombras, los ángulos y los movimientos extraños deben ser comprensibles. Por ejemplo, caminando solo en un área desconocida, un robot tendría que detectar y reconocer objetos en tiempo real, seleccionando características como color, forma y bordes para comparar con una base de datos de objetos o entornos que sabe que existen. Puede haber miles de objetos en la “memoria” del robot.

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El sistema de visión ASIMO consta de dos cámaras de vídeo para los ojos, ubicados en tu cabeza. Usos de ASIMO vista estereoscópica y un dueño algoritmo de visión esto le permite ver, reconocer y evitar golpear objetos, incluso si su orientación e iluminación no son las mismas que las de su base de datos de memoria. Estas cámaras pueden detectar varios objetos, determinar la distancia, sentir el movimiento, reconocer rostros programados e incluso interpretar los movimientos de las manos. Por ejemplo, cuando mantiene la mano de ASIMO en la posición “off”, ASIMO se detendrá. La función de reconocimiento facial permite a ASIMO saludar a personas “familiares”.

ASIMO puede reconocer objetos en movimiento interpretando las imágenes capturadas por las cámaras en su cabeza. Puede evaluar la distancia y la dirección de un objeto en movimiento, lo que le permite a ASIMO seguir a una persona, interrumpir su progreso para permitir que un objeto en movimiento se cruce en su camino o saludarlo cuando se acerque.

Las cámaras también transmiten lo que ASIMO ve al controlador ASIMO. De esa manera, si verifica ASIMO en una PC, puede ver lo que ve ASIMO.

Además de las cámaras en tu cabeza, ASIMO tiene varios sensores que te ayudan a moverte e interactuar con objetos y personas. Los sensores de superficie terrestre permiten que ASIMO detecte objetos y cambios en el terreno. Los sensores ultrasónicos ayudan a orientar ASIMO detectando objetos circundantes. Los sensores ayudan a ASIMO a resolver discrepancias entre la placa interna del área preprogramada en su memoria y el entorno real.

ASIMO incluso tiene sentido del tacto, en cierto modo. Los sensores de fuerza de pulso de ASIMO le permiten a ASIMO juzgar cuánta fuerza usar para levantar un plato, darle una lima o darle la mano. ASIMO puede integrar la información recopilada por sus cámaras y obligar a los sensores a moverse en sincronía con una persona, tomados de la mano. Al empujar un carro, los sensores de fuerza de ASIMO ayudan al robot a ajustar la cantidad de fuerza necesaria para empujar el carro (por ejemplo, ASIMO puede empujar un carro con más fuerza si los sensores detectan una inclinación).

Otra forma de que ASIMO detecte el entorno es utilizar tarjetas de comunicación IC. Las tarjetas inteligentes utilizan señales infrarrojas para recibir y transmitir información. Si tiene una tarjeta IC con su información codificada, ASIMO puede detectar su presencia incluso si no está en el campo de visión de sus cámaras. Estas tarjetas aumentan la capacidad de ASIMO para interactuar con otras personas. Por ejemplo, si va a visitar la oficina de Honda y recibirá una tarjeta IC como pase de visitante, ASIMO puede saludarlo y dirigirlo a la habitación correcta después de leer electrónicamente la información codificada en su tarjeta.

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Control y potencia ASIMO

ASIMO no es un robot autónomo. No puede entrar en una habitación y tomar decisiones por sí mismo sobre cómo navegar. ASIMO debe estar programado para realizar un trabajo específico en un área específica que ha incluido marcadores o debe ser controlado manualmente por un humano.

ASIMO se puede controlar con cuatro métodos:

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  • Controlador inalámbrico (muy parecido a un joystick)
  • Gestos
  • Comandos de voz

Con la tecnología inalámbrica 802.11 y una computadora portátil o de escritorio, puede controlar ASIMO y ver lo que ASIMO ve a través de los ojos de la cámara. ASIMO también puede usar la conexión de su PC para acceder a Internet y recuperar información para usted, como informes meteorológicos y noticias.

El controlador inalámbrico gestiona los movimientos de ASIMO de la misma manera que un automóvil con control remoto. Puede dirigir ASIMO hacia adelante, hacia atrás, hacia los lados, en diagonal, girar en el lugar, girar en una esquina o girar en círculos. Hacer que ASIMO se mueva de forma remota puede no parecer tan avanzado, pero ASIMO tiene la capacidad de hacerlo ajusta automáticamente tus pasos. Si lo mueves hacia adelante y encuentra una pendiente o algún tipo de obstáculo, ASIMO ajusta automáticamente sus pasos para adaptarse al terreno.

ASIMO es capaz de reconocer y reaccionar a varios gestos y posturas corporales, lo que permite a los usuarios controlar ASIMO de forma no verbal. Puede indicar una ubicación específica a la que desea que vaya ASIMO, por ejemplo, y seguirá su ejemplo. Si actúas como ASIMO, él responderá con su propio saludo. Incluso puede reconocer cuándo quieres estrechar tu mano.

ASIMO es capaz de comprender y ejecutar comandos verbales simples preprogramados. El número de comandos programables en su memoria es prácticamente ilimitado. También puede grabar su voz en su horario, lo que hace que ASIMO lo reconozca más fácilmente.

Además de los comandos de voz para controlar los movimientos de ASIMO, también hay comandos de voz a los que ASIMO puede responder verbalmente. Es esta característica la que permite a ASIMO funcionar como recepcionista, recibir visitantes y responder preguntas.

Como la mayoría de las otras tecnologías robóticas, ASIMO funciona con Servomotores. Son motores pequeños pero potentes, con un eje giratorio que mueve extremidades o superficies en un ángulo específico, según lo indique un controlador. Tan pronto como el motor haya girado al ángulo correcto, se apagará hasta que se le indique que vuelva a funcionar. Por ejemplo, un sirviente puede controlar el ángulo de articulación del brazo de un robot, manteniéndolo en el ángulo correcto hasta que necesite moverse y luego controlando ese movimiento. Los sirvientes usan un archivo dispositivo de detección de posición (también llamado decodificador digital) para asegurar que el eje del motor esté en la posición correcta. Generalmente usan energía proporcional a la carga mecánica que llevan. Un servo con poca carga, por ejemplo, no consume mucha energía.

ASIMO tiene 34 servomotores en su cuerpo que mueven su pecho, brazos, manos, piernas, pies, tobillos y otras partes móviles. ASIMO gestiona una serie de servomotores para controlar cualquier tipo de movimiento.

ASIMO funciona con una batería recargable, 51,8 voltiosbatería de iones de litio (Li-ION) que dura una hora con una sola carga. La batería se almacena en ASIMO bolsa para la escuela y pesa aprox. 13 libras. Cables de batería ASIMO tres horas para cargar completamente, por lo tanto, una segunda (y tercera) batería es fundamental si necesita que ASIMO funcione durante mucho tiempo. Los usuarios pueden cargar la batería interna de ASIMO a través de una conexión de alimentación o quitar la mochila para cargarla por separado.

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La historia de vida de ASIMO

Honda comenzó a desarrollar su robot de asistencia humanoide en 1986. Los ingenieros de Honda sabían que el robot necesitaba poder moverse por una casa o edificio con facilidad, lo que significaba que la tecnología para caminar debía ser perfecta. Por eso, sus primeros intentos fueron principalmente cajas con patas. Dado que principalmente se desarrolló el mecanismo de la marcha, se agregaron brazos, manos y finalmente una cabeza.

La línea de tiempo de ASIMO

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  • 1986 – Carrera estática Fue llamado el primer robot construido por Honda. ES EL. EO caminó muy lentamente, a veces tardando 20 segundos en completar un solo paso. Fue porque EO estaba haciendo lo que se llamó una “caminata estática”. En la marcha estática, una vez que el robot ha comenzado a moverse hacia adelante con un pie, debe esperar a que su peso se equilibre sobre ese pie antes de comenzar a mover el otro pie hacia adelante. Los humanos no caminan de esa manera, por lo que la investigación continuó.
  • 1987 – caminata dinámica Hasta ahora, los ingenieros han desarrollado un método de “caminar dinámico”, que es mucho más humano. Con esta tecnología viajera, el robot (ahora llamado prototipo E1, pronto seguido por E2 Es E3 a medida que avanzaba la búsqueda) se inclinó hacia el siguiente paso, cambiando su peso y moviendo el otro pie hacia adelante para alcanzarlo, de modo que en lugar de caer hacia adelante, caminó hacia adelante.
  • 1991 – Camina como un profesional En prototipos E4, E5 Es E6Los ingenieros de Honda han perfeccionado el mecanismo de desplazamiento hasta el punto de que el robot puede caminar fácilmente en pendientes, escaleras y terrenos accidentados. Dado que caminar como humanos realmente requiere el uso del cuerpo, los brazos y la cabeza, los ingenieros tuvieron que dar el siguiente paso y agregar el resto del cuerpo.
  • 1993 – Un robot más humano Con cuerpo, brazos, manos y cabeza, la próxima generación de prototipos (P1, P2 Es P3) parecía más un “humanoide”. El P1, sin embargo, medía 188 cm (6 pies 2 pulgadas) de alto y pesaba 175 kg (386 libras). El P2 se redujo ligeramente en altura, pero aún pesaba más de 210 kg (463 lb), algo que no querrás llevar de puntillas a la cocina. Sin embargo, podía caminar muy bien sobre superficies irregulares, pendientes e incluso agarrar objetos y empujar carritos. P2 también puede mantener el equilibrio cuando se presiona. Finalmente, el P3 fue construido para una altura más cómoda (y menos aterradora) de 5 pies y 2 pulgadas. (157 cm). Con un peso de 130 kg (287 lb), el P3 podía caminar más rápido y con más facilidad que sus predecesores.
  • 1997 – ASIMO Se han realizado más mejoras en el sistema de marcha, lo que permite a ASIMO caminar con gracia y facilidad en casi cualquier entorno. Las sofisticadas articulaciones de la cadera permitieron que ASIMO girara suavemente, algo que otros robots necesitan para detener y mezclar. Pensando en cómo debería usarse ASIMO, los ingenieros tomaron la decisión de reducir aún más el tamaño de ASIMO a 122 cm (4 pies) para que no solo no intimidara a las personas que estaban sentadas (o de pie, en otro lugar), sino que también Altura de los ojos. Esta altura también permitió a ASIMO trabajar a la altura de la mesa o la computadora, alcanzar interruptores de luz y girar las manijas de las puertas. ASIMO es muy fuerte, pero ligero Aleación de magnesio el cuerpo, cubierto con una “piel” de plástico, pesaba sólo 115 libras (52 kg). Tecnología llamada “control del movimiento planificado“permitió a ASIMO predecir automáticamente su próximo movimiento y cambiar su peso para completar un giro. El ritmo de ASIMO también se puede ajustar en tiempo real para hacerlo caminar más rápido o más lento. P2 y P3 tenían que usar patrones de marcha programados.
  • 2005 – Mejor, más rápido, más fuerte Los ingenieros perfeccionaron el sistema de movimiento de ASIMO, aumentando la velocidad de desplazamiento de 2,5 a 2,7 km / hy dando a ASIMO la capacidad de operar a velocidades de hasta 6 km / h. Honda aumentó la altura de ASIMO a 130 centímetros (4 pies y 3 pulgadas) y el robot tomó algo de peso, bajando la báscula a 119 libras. Los ingenieros cambiaron la fuente de alimentación de ASIMO a un Batería de Litio esto duplica el tiempo de funcionamiento antes de la carga. También implementaron el IC de comunicación tecnología de tarjetas que ayuda a ASIMO a interactuar con las personas. Los nuevos sensores permitieron a ASIMO sincronizarse con las personas de la mano.

Pares ASIMO

Cómo funciona ASIMO

Foto cortesía

Además de ASIMO, hay otros robots humanoides muy sofisticados que parecen hacer muchas de las mismas cosas. La mayoría de ellos se basan en un archivo. en una escala menor y están más destinados a Divertido con respecto al servicio. Por el momento, la mayor competencia de ASIMO en términos de tecnología parece ser:

  • Industrias Kawada HRP-2
  • El robot SONY QRIO
  • Serie Fujitsu HOAP
  • Robot ZMP
  • Robot Toyota
  • Actroid de la empresa Kokoro

También hay varios robots diferentes en uso en hospitales de todo el mundo que caminan por los pasillos y toman ascensores para entregar registros médicos de pacientes, radiografías, medicamentos y otras cosas en todo el hospital. Viajan sobre ruedas y programan con el diseño del hospital o identifican y siguen marcadores y códigos de barras colocados en las paredes.

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Los robots se han utilizado en muchos campos desde la década de 1960. Con los procesadores de computadora cada vez más poderosos y la tecnología robótica expandiéndose a nuevas áreas, no pasará mucho tiempo antes de que tengamos una “Rosie” para preparar nuestras comidas y limpiar nuestros hogares.

Para obtener más información sobre ASIMO y otros robots, así como los avances tecnológicos que hacen posibles los robots humanoides, consulte los enlaces en la página siguiente.

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Robot ASIMO de Honda.  Vea más imágenes de robots.
Robot ASIMO de Honda. Saber mas foto de robot.

Foto cortesía de Honda Motor Co., Ltd.

¿Quieres un robot para cocinar tu cena, hacer tu tarea, limpiar tu casa o hacer tus compras? Los robots ya hacen muchas cosas que los humanos no queremos, no podemos hacer o simplemente no podemos hacer tan bien como nuestros equivalentes robóticos. En las fábricas de todo el mundo, brazos robóticos incorpóreos ensamblan automóviles, colocan dulces en sus cajas con cuidado y hacer todo tipo de trabajos aburridos. Incluso hay un puñado de robots en el mercado cuyo único trabajo es aspirar la tierra o cortar el césped.

Galería de imágenes de robots

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Muchos de nosotros crecimos viendo robots en la televisión y en las películas: estaba Rosie, el ama de llaves de robótica de los Supersónicos; Data, el miembro de la tripulación de Android en “Star Trek: The Next Generation”; y, por supuesto, “Star Wars” C3PO. Los robots creados hoy no son exactamente el reino de los datos o C3PO, pero ha habido avances increíbles en su tecnología. Los ingenieros de Honda han estado ocupados creando el ASIMO robot por más de 20 años. En este artículo, descubriremos qué hace que ASIMO sea el robot humanoide más avanzado hasta la fecha.

Honda Motor Company desarrolló ASIMO, lo que significa Etapa avanzada en movilidad innovadora, y es el robot humanoide más avanzado del mundo. Según el sitio web de ASIMO, ASIMO es el primer robot humanoide del mundo capaz de hacer esto caminar de forma independiente Es ascender.

Además de la capacidad de ASIMO para caminar como nosotros, también puede hacer eso. comprender comandos de voz y gestos preprogramados, reconocer voces y rostros Es interfaz con tarjetas de comunicación IC. ASIMO tiene brazos y manos para hacer cosas como encender interruptores de luz, abrir puertas, cargar cosas y empujar carros.

En lugar de construir un robot que sería otro juguete, Honda quería crear un robot que fuera un asistente para las personas: un robot para ayudar en la casa, ayudar a los ancianos o ayudar a una persona confinada a una silla de ruedas o una cama. ASIMO tiene 1,3 metros de altura, que es la altura adecuada para hacer contacto visual con alguien sentado en una silla. Esto permite que ASIMO haga el trabajo para el que fue creado sin ser demasiado grande y amenazante. A menudo considerado un “niño con traje espacial”, la apariencia amigable de ASIMO y su tamaño no amenazante funcionan bien para los objetivos que Honda tenía en mente cuando se creó.

ASIMO mide solo 4 pies y 3 pulgadas
ASIMO mide solo 4 pies y 3 pulgadas

Foto cortesía de Honda Motor Co., Ltd.

ASIMO también puede hacer el trabajo que es peligroso cosas que los humanos deben hacer, como ir a áreas peligrosas, desactivar bombas o combatir incendios.

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