Декабрь 16, 2010 0

Серия роботов помощников: ARMAR III

Автор: , категория: Рассказы о роботах

Ученые из Исследовательского Центра Информатики (Forschungszentrum Informatik, FZI) в Университете Карлсруэ (University of Karlsruhe) в сотрудничестве с исследовательским центром по созданию роботов-гуманоидов Collaborative Research Center 588 в 2006 году создали первую модель робота-гуманоида ARMAR III. Это усовершенствованный вариант из серии роботов-помощников ARMAR. Напомню, что данные гуманоиды начали появляться еще в 2000 году (собственно модель ARMAR) и в 2002-м (ARMAR II).

Робот ARMAR IIIa, исполненный в синем цвете, обладает 43 степенями подвижности (3 в торсе, по 7 в каждой руке, по 8 в каждой кисти и 7 в голове). В нем также встроены сенсоры, определяющие местоположение, скорость и силу воздействия, а в ладонях даже интегрированы по 14 тактильных сенсоров. Дизайн верхней части тела – модульный, и по размеру, в принципе, соответствует человеческому формату. Как и две предыдущие версии этой линейки, ARMAR IIIа передвигается на платформе на колесах.

В 2008 году версия ARMAR IIIa была усовершенствована, и появился красный робот ARMAR IIIb. В патентованной голове, разработанной инженерами из Университета Карлсруэ, встроены четыре камеры – по две в каждом глазу (одна – для дальнего зрения, а вторая – для рассмотрения объектов вблизи). В голове также 7 степеней подвижности (4 – в шее и 3 в глазах), 6 микрофонов и 6D-инерционный датчик.

Взаимодействие с человеком – важный аспект умений робота, на котором также делался серьезный акцент в разработке. Исследователи сконцентрировались на интерактивном обучении модели на базе наблюдений и вербальных и жестовых инструкций. Такое умение требует от робота способности к разнообразным видам взаимодействия – распознавания речи, ведения диалогов, визуального восприятия инструктора. Благодаря этому ARMAR III способен распознавать и запоминать новые слова, людей, объекты. Кроме этого именно у человека робот учится движениям при манипуляции с бытовыми предметами (анализируя работу суставов).

ARMAR IIIa имитирует движения человека. Источник: youtube.com/HumanoidRobots

Кстати, одним из самых сложных заданий для исследователей оказалось обучение ARMAR III манипулированию предметами. Все действия – от захвата, то траектории движения рук и планирования каждого последующего движения – было нужно исследовать и внедрить в систему робота-помощника новой модели. И ученым это удалось – с помощью специально созданного для этого программного симулятора OpenGrasp. Необходимость в разработке уникальной программы, была обусловлена тем, что на тот момент подобных программных симуляторов еще не существовало. В итоге благодаря OpenGrasp инженеры спроецировали массу движений и действий робота и лишь после виртуальных испытаний внедрили программу собственно в сам механизм.

Кроме этого сообщество разработало и специальную программу по распознаванию разных предметов и сопоставлению их с возможными манипуляциями – «Комплекс предмет-действие» (Object-Action Complexes). Кстати, данная программа позволяет роботу ARMAR III развивать способность создания системы жестов, которые будут понятны людям и другим роботам при взаимодействии. Это должно упростить общение гуманоида-помощника с окружающим миром. В изучении свойств предметов для их классификации используются сенсоры, камеры и даже микрофоны (для определения того, как «звучит» тот или иной объект).

ARMAR III определяет свойства предметов. Источник: youtube.com/HumanoidRobots

Чтобы продемонстрировать спектр умений ARMAR III, лучше привести реальный пример. Робот способен на данный момент по требованию приносить пачку хлопьев, притом, что ее местоположение ему изначально неизвестно. Также он умеет сортировать чашки по цветам в кухне при лаборатории, загружать посудомоечную машину и запускать ее, а по завершении процесса мытья – вынимать чистые тарелки. Именно такое поведение будет ожидаться от роботов-помощников в ближайшем будущем. Так что труд исследователей в случае ARMAR III можно считать вполне успешным.

ARMAR III сортирует предметы в соответствии с их характеристиками. Источник: youtube.com/HumanoidRobots

Фотография с сайта Plastic Pals