Робот Asimo – знаменитый андроид от Honda
Робот Asimo – разработка компании Хонда. Данным проектом известный японский производитель занимается с 2000 года, и с тех пор миру было представлено несколько версий. Последний – и самый современный – японский робот Асимо появился в 2014 году, хотя в дальнейшем он наверняка также будет совершенствоваться.
Asimo: общее описание
Первый робот Asimo был создан в 2000 году, а вообще разработками в данном направлении Honda занимается с 80-х годов прошлого века. Сначала производители поставили себе цель сделать шагающего на двух ногах робота, затем – повторяющего как можно больше человеческих движений. Спустя годы исследований и устройств E и P серий появился робот Asimo от Honda. Его имя представляет собой аббревиатуру – Advanced Step in Innovative Mobility, и изначально он должен был помогать пожилым людям и людям с ограниченными возможностями. Сейчас компания также предлагает его как робота-секретаря: он способен встретить гостей, проводить их в нужный офис/комнату, принести и подать напитки и т.д.
Внешне робот-андроид Асимо похож на невысокого человека в скафандре: его рост 130 см, а весит он немногим больше 50 кг. Такая высота не случайна: она позволяет сидящему человеку удобно общаться с роботом, а самому роботу – с наибольшей эффективностью помогать тем, кто не может вставать с кровати или сидит в инвалидном кресле. Кроме того, благодаря небольшому росту и весу, а также использованию в конструкции прочных материалов, робот получит минимум повреждений при падении. Впрочем, падает он только в том случае, если его специально и с силой толкнуть. Если робот оступится или в случае толчка средней силы, система удержит его в стоящем положении.
Благодаря многочисленным сервомоторам, движения Асимо очень плавны – как у человека. Он может ходить со скоростью около 3 км/ч, бегать со скоростью 7 км/ч, пятиться, подниматься/спускаться по лестнице, играть в мяч, приседать, прыгать на одной ноге, танцевать. Этот робот умеет пожимать руку, делать рокерскую «козу» и даже открывать бутылки и наливать воду – у Асимо пять пальцев, и он прекрасно ими управляется. Компания Honda описывает своих роботов исходя их степени их свободы (degrees of freedom). Каждое направление движения – это одна степень: например, наклонить голову вперед, вправо и влево – 3 степени свободы. В общей сложности у Асимо данный показатель пока равен 56.
Honda не продает своих роботов – только сдает в аренду. По информации 2014 года, на таких условиях цена робота составляла свыше 160 000 долл. в год.
Интеллектуальные возможности Асимо
Асимо общителен и стремится помогать людям. Его мозг оперативно обрабатывает информацию, поступающую от камер, микрофонов и других датчиков, благодаря чему он прекрасно ориентируется в окружающей обстановке, определяет, где статичные, а где движущиеся объекты. И те и другие он может обходить, а может – подойти к человеку и завязать разговор (эта функция полезна, например, при встрече посетителей в холле). Во время разговора камеры робота фиксируют лицо собеседника: если в ходе общения вы будете двигаться, робот будет поворачиваться за вами.
Он узнает лица (до 10 человек) и запоминает имена; он также знает свое имя и откликается на него, поддерживает ряд голосовых команд. Асимо понимает некоторые жесты: ответит на ваше приветствие, если вы помашете ему рукой или поклонитесь, а если вы жестом прикажете ему отойти в сторону, он отойдет. Кроме того, он отреагирует на шум от падения или иные тревожные звуки, которые могут сигнализировать о том, что человеку требуется помощь.
Асимо может подключаться к локальной сети и Всемирной паутине. Также им можно управлять через ПК.
На данный момент время работы Асимо от одного заряда составляет 1 час; время, необходимое для полного заряда батарей, – 3 часа. Аккумулятор расположен в «рюкзаке» робота и весит 6 кг.
Использование Асимо
Асимо пока вряд ли можно назвать в полной мере серийным роботом, но и штучным он также не является – по информации на 2009 год, их было больше 100. Точные данные по состоянию на 2017 год достоверно неизвестны, но, учитывая, что с тех пор было представлено несколько новых версий, количество роботов явно выросло.
Сфера применения Асимо как секретаря в компании, личного ассистента или помощника по дому весьма широка. Кроме того, Асимо активно путешествует, и в этом качестве его задача – привлечь внимание общества и деятелей науки к робототехнике, заинтересовать молодежь данной сферой. Он посещает много высших учебных заведений, становится почетным гостем различных выставок и других тематических мероприятий. Этот робот побывал в России, Канаде, Великобритании и других странах.
Отметим несколько известных событий в истории Асимо: в 2002 году он открыл торги на Нью-Йоркской бирже, в 2008-м дирижировал оркестром, в 2014-м поиграл в футбол с президентом США Бараком Обамой, а в 2016-м неделю работал в Международном аэропорту Нарита (Япония), помогая пассажирам. Также он представлен в Honda ASIMO Theater в секции Innoventions в Диснейленде (г. Анахайм, США).
Существует неофициальная версия, что название Asimo происходит от фамилии Айзека Азимова – известного писателя-фантаста, разработавшего, помимо прочего, три закона робототехники, которым должен подчиняться каждый робот. Впрочем, официального подтверждения о связи имен Асимо и Азимова на данный момент нет.
Honda показала эмоционального робота-помощника. И рассказала о других разработках
Японская компания Honda официально представила устройства из линейки роботов-помощников 3E на выставке CES 2018 в Лас-Вегасе. Помимо этого компания также показала концепт переносного зарядного устройства Mobile Power Pack, способного заряжать даже небольшой электромобиль. Подробно о разработках сообщается на официальном сайте компании.
В конце 2017 года Honda показала превью линейки своих роботов-помощников 3E (Empower, Experience, Empathy). До сих пор подробностей об их работе не было: компания обещала показать их в действии и рассказать подробности на выставке CES, которая ежегодно проходит в начале января. Теперь представители компании подробнее рассказали о роботах.
«Эмпатичный» робот 3E-A18 создан для общения с людьми: компания планирует использовать его в качестве робота-помощника, например, в магазинах и аэропортах. Робот умеет распознавать человеческие эмоции и реагировать на них с помощью понятных выражений «лица», тем самым предоставляя комфортную для собеседника-человека коммуникацию. Кроме того, внешний каркас 3E-A18 сделан из гибкого и приятного наощупь материала: по словам разработчиков, это сделано для того, чтобы робота можно было обнимать.
Модель 3E-D18 представляет собой небольшой мотовездеход, который можно использовать как в доме, так и на улице: робот может преодолевать любые препятствия и оснащен камерами, которые помогают ему двигаться без помощи человека. К корпусу робота можно прикрепить самые разные приспособления (например, ковш), использовать 3E-D18 можно в самых разных видах деятельности: от помощи в сельском хозяйстве до похода по магазинам.
Роботизированное инвалидное кресло 3E-B18 компактно и может поворачиваться по небольшому радиусу: с помощью этого оно может проезжать в узких пространствах. Также, как и 3E-D18, кресло можно использовать и в помещении, и на улице.
Последняя модель, 3E-C18, автоматический робот-помощник, предназначенный для перевозки грузов, был представлен еще в октябре. Оснащенный технологиями компьютерного зрения, робот, по словам разработчиков, может понимать, что от него требуется, и выполнять это самостоятельно: например, открывать крышку грузового отсека, когда к нему приближаются.
Каждый из представленных роботов можно будет заряжать с помощью переносной батареи Mobile Power Pack, также представленной компанией. Помимо «умных» устройств новой линейки Honda батарея также сможет заряжать электрические средства передвижения и технику (например, ноутбуки).
alexkas1977 › Блог › Информация по Хондовскому роботу (хочу что бы была под рукой) ч.1
Вступление
Хочу сразу обратить внимание на то, что роботизированная коробка, несмотря на схожесть в управлении, количество педалей и ручку селектора – совсем не автоматическая коробка с гидротрансформатором. Если для АКПП стояние на месте с включённой передачей – дело естественное (хотя тоже не очень то полезное), то для “робота” это кратчайший путь к различным проблемам и досрочной замене сцепления. Почему так? Потому что роботизированная КПП – это обычная механическая КПП с обычным сцеплением, только вместо водителя “нажимает” сцепление и переключает передачи автоматика. Эта автоматика внимательно следит за действиями водителя, но она не сам водитель, она не может знать, какое действие предпримет водитель в следующее мгновение, а поэтому всегда стремится быть готовой к любому допустимому развитию событий, и прежде всего это касается управлению сцеплением. Например: водитель с МКПП, когда готовится к началу движения, выключает сцепление (нажимает педаль) и включает первую передачу, далее он начинает отпускать сцепление и нажимает педаль “газа”, причём делает это одновременно. А робот в этой ситуации выключает сцепление, включает передачу и “отпускает” сцепление до начала схватывания, в этой позиции робот ждёт реакции водителя. Как только водитель отпускает тормоз и нажимает на газ, робот продолжает включение сцепления и автомобиль начинает движение. Т.е. во время “стоянки” с включённой передачей сцепление пребывает в состоянии лёгкого скольжения, естественно греется, а частые и длительные “стоянки” сжигают сцепление “в хлам”. Поэтому даже во время коротких остановок, ручку КПП надо переводить в положение “N”. Запомните это и научите этому своих женщин!
Функциональная и электрическая схемы.
Модуль управления TCM и исполнительный элемент (сервопривод) сцепления объединены в одном блоке. У поршня главного цилиндра имеется датчик положения.
К модулю напрямую подсоединены привод выбора передачи (это тот, который двигает виртуальную ручку КПП слева направо) и привод переключения передач (это тот, который включает передачи движением виртуальной ручки вперёд и назад). Каждый из этих приводов оснащён датчиками направления и импульса вращения мотора (их можно увидеть на электрической схеме).
От блока управления двигателем(ECM) TCM напрямую получает сигналы о скорости автомобиля (VSSAMT), включении стартера (STS), состоянии стояночного тормоза (BKAWD), о запуске двигателя (WEN). TCM выдаёт в ECM разрешение на запуск двигателя (STEN).
Всё остальное взаимодействие осуществляется в цифровом виде по шине CAN:
— с блоком управления двигателем TCM (данные о нажатии педали тормоза, оборотах двигателя, нагрузке на двигатель т.д.);
— с блоком ABS/VSA ведётся двусторонний обмен данными (какими точно сказать не могу, но очевидно, что VSA прекращает работу при неисправности в трансмиссии, а в момент коррекции заноса или пробуксовки TCM получает запрет на переключение передач для избежания прерывания крутящего момента);
— с приборной панелью (индикаторы панели);
— с модулем управления переключением передач, он включает в себя ручку селектора режимов КПП и подрулевые клавиши выбора передач.
Для диагностики неисправностей TCM имеет прямой выход на диагностический разъём.
Хочу обратить внимание, что система не имеет датчика температуры сцепления. Перегрев сцепления (например код неисправности: P19E6 (164-1) Температура сцепления слишком высокая (более 300 °C) ) вычисляется TCM по косвенным признакам.
Подробнее это всё можно увидеть на электрической схеме, хотя она наверное будет интересна разве что специалистам. Поэтому я выкладываю схему системы “i-shift” для Civic 5D 2007 модельного года в качестве справочного материала (что бы открыть схему в полном размере нужно кликнуть на эскиз) и перехожу к описанию функционирования “робота”.
Принципы управления роботизированной КПП во многом схожи с управлением классической АКПП, но вместе с тем имеют некоторые особенности присущие именно механическим КПП.
При включении зажигания и нахождении ручки селектора в положении “N”, “робот” делает жест знакомый каждому водителю – проверяет “нейтраль” в коробке передач. TCM приводит в действие привод выбора передачи и перемещает его поочерёдно в крайние положения. Если никакая передача не включена, то привод остаётся в нейтральном положении. Если включена передача, то задействуется привод включения передачи, передача выключается и снова проверяется “нейтраль”.
При включении зажигания и нахождении ручки селектора в положении “A” или “R” никакие действия не производятся, пока селектор не будет переведён в положение “N”. TCM блокирует включение стартера, если не нажата педаль тормоза, селектор не находится в положении “N”, механизм переключения передач не установлен в нейтральное положение, в системе обнаружена неисправность не допускающая дальнейшую эксплуатацию трансмиссии. Если условия для запуска двигателя соблюдены, то TCM выдаёт в ECM сигнал разрешения на работу стартера STEN.
После запуска двигателя включение режимов движения осуществляется только при нажатой педали тормоза.
При включении режима “A” включается первая передача и далее, если не переходить на ручное управление переключениями передач, “робот” автоматически управляет сцеплением и переключает передачи.
В положении “R” соответственно включается задняя передача. При этом существует защита от случайного включения — задняя передача не включится, если автомобиль движется со скоростью больше 3 км/ч, даже при нажатой педали тормоза.
При трогании с места в горку, “роботу” нужно помочь стояночным тормозом — включить “ручник”, отпустить педаль тормоза и плавно нажимая педаль “газа” отпустить “ручной тормоз”. Не стоит пытаться быстро отпустить тормоз и резко нажать на “газ” — для сцепления это будет шоковая терапия, двигатель может заглохнуть, а автомобиль откатиться.
Принудительной блокировки трансмиссии, такой как “паркинг” в АКПП, у системы “i-shift” нет. Поэтому если автомобиль паркуется на уклоне, то перед тем как заглушить двигатель селектор нужно оставить в положении “A”, тогда после остановки двигателя “робот” отпустит сцепление и в коробке передач останется включённой 1-я передача.
При включении режима “A” “робот” функционирует в режиме автоматического переключения передач. Основными критериями для выбора передач являются скорость автомобиля и положение дроссельной заслонки. Как видно из графиков: чем сильнее нажата педаль газа, тем позже происходят переключения на повышенные передачи (алгоритм такой же как и в АКПП).
Примерно такой же алгоритм для переключений на пониженные передачи при замедлении. На графиках видно, что чем сильнее нажата педаль газа, тем раньше происходят переключения на низшие передачи. Таким образом, если при движении с постоянной скоростью нажать сильнее на “газ”, то наступают условия для переключения на пониженную передачу или даже на две. Например: машина движется со скоростью 60 км/ч (красная линия на графике), на 5-й передаче с открытием ДЗ около 40%. Нажимаем сильнее “газ” до 60% и попадаем в зону, где должна быть включена 4-я передача. А если нажать “тапку в пол” на 100%, то автоматически переключимся уже на 3-ю. Таким образом реализована функция так называемого “kick-down”.
Если в положении “A” селектора режимов сдвинуть ручку вперёд (в положение “+”) или назад (в положение “-“), или нажать подрулевые лепестки “+” или “-“, TCM переходит в режим ручного управления переключениями передач и остаётся в этом режиме до тех пор, пока ручка селектора не будет переведена в положение “N”, а затем снова включен режим “A”.
В режиме ручного управления передачи переключаются по командам водителя, но во избежание повреждения трансмиссии или двигателя на переключения наложены ограничения, суть которых изложена на двух следующих диаграммах:
Если водитель пытается сделать переключение, которое в данных условиях движения недопустимо, переключение передачи не происходит.
Во избежании случайных переключений передач, учитывается продолжительность нажатия ручки или подрулевых лепестков — TCM игнорирует слишком частые включения. Если время переключения составляет меньше 110 мс (60 мс для ВКЛ, 50 мс для ВЫКЛ), раздается звуковой сигнал, и переключение передачи не выполняется.
Особенности работы привода переключения.
Как уже говорилось, привод переключения состоит из привода выбора передач (осуществляет поперечное движение кулисы) и привода включения передач (продольное движение кулисы) собранных в одном корпусе. Приводы представляют собой электромоторы с червячными редукторами и зубчатыми парами “колесо-шток”. Штоки через шаровые шарниры соединены с тягами, которые соединены с механизмом переключения передач.
В приводах нет датчиков положения, но есть датчики направления вращения мотора и импульса вращения (знакомые многим датчики Холла). По этим датчикам определяются положения приводов и сопротивление, которое оказывают приводам механизм переключения передач.
TCM “помнит” крайние точки хода привода выбора (ход “слева-направо”) и делит этот диапазон на 4 части. Привод включения работает “до упора”, но при этом TCM должен учитывать сопротивление синхронизаторов и не реагировать на замедление электромотора до достижения точки включения передачи. Т.е. “робот” действует точно так же как и живой водитель – перемещает “виртуальную ручку КПП” в поперечном направлении по памяти, а в продольном до упора с учётом работы синхронизаторов. А раз так, то “роботу” так же как и человеку, необходимо обучение, в ходе которого он запомнит крайние положения приводов от которых будет координировать свою работу в дальейшем. Процедура обучения производится при помощи фирменной диагностической системы HDS, об этом будет рассказано ниже.
Особенности работы привода сцепления.
“Электронная нога” в своей работе ориентируется на датчик положения поршня. т.е. TCM всегда знает истинное положение привода главного цилиндра. Это необходимо для более “деликатного” управления сцеплением, в ходе которого “робот” сталкивается с двумя специфическими проблемами:
Первую проблему я описывал в предисловии — TCM не знает какое действие предпримет водитель в следующее мгновение, а значит действия привода должны следовать за действиями водителя, и он всегда будет в роли отстающего. “Робот” вынужден минимизировать это отставание, а значит при начале движения, остановке и иных манёврах, должен держать сцепление на грани “схватывания”, что бы не тратить драгоценное время на свободный ход.
Вторая проблема: в процессе переключения передач разрывается связь двигателя с трансмиссией и прерывается крутящий момент, и это не контролируется водителем. К тому же “роботу” приходится вмешиваться в работу двигателя и в ходе переключения передач прикрывать дроссельную заслонку, что бы избежать “заброса оборотов”, поскольку водитель продолжает нажимать на “газ”. Всё это негативно сказывается на безопасности вождения, поэтому необходимо минимизировать время переключения и прерывание крутящего моментя. Для этого сцепление не должно выключаться полностью, а только до точки “схватывания” и оставаться с состоянии небольшой пробуксовки.
Для обеспечения такого “тонкого” управления привод должен быть точно настроен под сцепление, ведь любой водитель знает, что у каждой машины “своё” сцепление со своим характером и особенностями, которые к тому же склонны меняться со временем. Настройка привода производится во время обучения, в ходе которого TCM запоминает положение начала “схватывания” сцепления, а также коэффициент трения в промежуточных положениях. В дальнейшей работе TCM ориентируется на запомненные настройки и коррекцию настроек не производит. Это означает, что со временем качество переключений будет ухудшаться и потребуется визит к дилеру или в сервис, в котором имеется фирменная диагностическая система HDS, для выполнения обучения.
Источники:
http://nplus1.ru/news/2018/01/10/honda-three-e-robots-vol-2
http://www.drive2.ru/b/2996198/
http://gomel-sat.bz/topic/24123-v-ibm-sozdali-mikrokompyuter-razmerom-s-kristall-soli/
Загрузка...
