Нао (робот)

Небольшой человекоподобный робот, разработанный французской компанией Aldebaran Robotics

ЭВОЛЮЦИЯ НАО V5
Робокубок, 2016
ПроизводительSoftBank Robotics (ранее Aldebaran Robotics)
СтранаФранция
Год создания2008 (первая публичная версия)
ТипЧеловекоподобный робот
ЦельИсследования, образование и развлечения
Робот Nao в Fêtons Linux в Женеве , Швейцария , октябрь 2011 г. (видео)
Роботы Nao в футбольной симуляции Webots RoboCup
Два робота NAO, имитирующие влюбленную пару, смотрящую фильм

Nao (произносится сейчас ) — автономный программируемый гуманоидный робот , ранее разработанный Aldebaran Robotics, французской робототехнической компанией со штаб-квартирой в Париже , которая была приобретена SoftBank Group в 2015 году и переименована в SoftBank Robotics. Разработка робота началась с запуска Project Nao в 2004 году. 15 августа 2007 года Nao заменил робота-собаку Sony Aibo в качестве робота, используемого в RoboCup Standard Platform League (SPL) , международном соревновании по футболу среди роботов . [1] Nao использовался в RoboCup 2008 и 2009, а NaoV3R был выбран в качестве платформы для SPL на RoboCup 2010. [2]

С 2008 года было выпущено несколько версий робота. Nao Academics Edition была разработана для университетов и лабораторий в исследовательских и образовательных целях. Она была выпущена для учреждений в 2008 году и стала общедоступной к 2011 году. С тех пор были выпущены различные обновления платформы Nao, включая 2011 Nao Next Gen, 2014 Nao Evolution и 2018 Nao⁶ [3] [4]

Роботы Nao использовались в исследовательских и образовательных целях во многих академических учреждениях по всему миру. По состоянию на 2024 год более 13 000 единиц Nao используются в более чем 70 странах. [4]

История развития

Компания Aldebaran Robotics была основана в 2005 году Бруно Мезонье, который ранее начал разрабатывать робота в рамках «Проекта Nao» в 2004 году. [4] Шесть прототипов Nao были разработаны в период с 2005 по 2007 год. В марте 2008 года первая серийная версия робота, Nao RoboCup Edition, была выпущена для участников RoboCup того года. [5] Nao Academics Edition был выпущен для университетов, образовательных учреждений и исследовательских лабораторий в конце 2008 года.

Летом 2010 года Nao попала в мировые заголовки с синхронным танцевальным номером на выставке Shanghai Expo в Китае . [6] В октябре 2010 года Токийский университет приобрел 30 роботов Nao для своей лаборатории Nakamura Lab, надеясь превратить роботов в активных лаборантов. [7] В декабре 2010 года был продемонстрирован робот Nao, исполняющий комедийный номер , [8] и была выпущена новая версия робота, отличающаяся скульптурными руками и улучшенными двигателями. В мае 2011 года Aldebaran объявила, что она выпустит исходный код управления Nao для общественности в качестве программного обеспечения с открытым исходным кодом . [9] В июне 2011 года Aldebaran привлекла 13 миллионов долларов США в раунде венчурного финансирования под руководством Intel Capital. [10] В 2013 году Aldebaran была приобретена японской SoftBank Mobile за 100 миллионов долларов США. [11]

В декабре 2011 года Aldebaran выпустила Nao Next Gen, отличающийся аппаратными и программными усовершенствованиями, такими как камеры высокой плотности, улучшенная надежность, системы предотвращения столкновений и более высокая скорость ходьбы. [3] Nao Evolution, отличающийся повышенной прочностью, улучшенным многоязычным синтезом речи, улучшенным обнаружением и распознаванием форм и лиц с использованием новых алгоритмов, а также улучшенным определением местоположения источника звука с использованием четырех направленных микрофонов, был выпущен в июне 2014 года. [4]

Aldebaran Robotics была приобретена SoftBank Group в 2015 году и переименована в SoftBank Robotics. В июле 2022 года французская компания была продана United Robotics Group и снова переименована в Aldebaran.

Академическое и научное использование

С 2011 года более 200 академических учреждений по всему миру использовали робота, включая Университет Хартфордшира и его команду Bold Hearts RoboCup, Индийский институт информационных технологий в Аллахабаде , Токийский университет , [7] Индийский технологический институт в Канпуре , [12] Университет нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда в Саудовской Аравии , Университет Южного Уэльса и Государственный университет Монтаны . [13] [14] В 2012 году пожертвованные роботы Nao использовались для обучения детей- аутистов в британской школе; некоторые дети посчитали детских, выразительных роботов более понятными, чем людей. [15] [16] В более широком контексте роботы Nao использовались многочисленными британскими школами для знакомства детей с роботами и робототехнической промышленностью. [17]

К концу 2014 года более 5000 роботов Nao использовались в образовательных и научно-исследовательских учреждениях в 70 странах. [4] В 2015 году Mitsubishi UFJ Financial Group начала испытания роботов Nao для обслуживания клиентов в своих отделениях японских банков. [18] В июле 2015 года было показано, что роботы Nao демонстрируют базовую форму самосознания в философском эксперименте в Политехническом институте Ренсселера в Нью-Йорке, в котором были настроены три робота, двое из которых были отключены; затем им сказали, что двум из них дали «таблетку для оглушения», и попросили выяснить, кто из них нет. После первоначального ответа, что он не знает, робот без звука смог понять, что ему не дали таблетку для оглушения, услышав звук собственного голоса. [19] В сентябре 2015 года Французский институт здравоохранения и медицинских исследований использовал роботов Nao для тестирования системы роботизированной «автобиографической памяти», предназначенной для помощи в обучении экипажей Международной космической станции и оказания помощи пожилым пациентам. [20]

Nao доступен в качестве исследовательского робота для школ, колледжей и университетов для обучения программированию и проведения исследований взаимодействия человека и робота. [21]

В августе 2018 года RobotLAB выпустила онлайн-платформу обучения для школ, которая расширяет возможности использования NAO для STEM, программирования и инженерии. [22]

Использование в здравоохранении

С момента своего выпуска в 2004 году Nao был протестирован и использован в ряде медицинских учреждений, включая дома престарелых [23] и школы.

Дизайн

Различные версии платформы робототехники Nao имеют 2, 14, 21 или 25 степеней свободы (DoF). Специализированная модель с 21 DoF и без приводимых в действие рук была создана для соревнований Robocup. Все версии Nao Academics оснащены инерциальным измерительным блоком с акселерометром , гироскопом и четырьмя ультразвуковыми датчиками , которые обеспечивают Nao устойчивость и позиционирование в пространстве. Версии с ногами включают восемь резисторов, чувствительных к силе, и два бампера. Nao Evolution 2014 года отличалась более прочными металлическими соединениями, улучшенным сцеплением и усовершенствованной системой определения местоположения источника звука, которая использует четыре направленных микрофона. [4] Самая последняя версия, Nao⁶, была представлена ​​в июне 2018 года. [24] [25]

Программное обеспечение

Робот Nao управляется специализированной операционной системой на базе Linux , названной NAOqi. [4] Операционная система управляет мультимедийной системой робота, которая включает в себя четыре микрофона (для распознавания голоса и локализации звука ), два динамика (для многоязычного синтеза текста в речь ) и две HD-камеры (для компьютерного зрения , включая распознавание лиц и форм). Робот также поставляется с программным обеспечением, которое включает в себя графический инструмент программирования, названный Choregraphe, [26] пакет программного обеспечения для моделирования и комплект разработчика программного обеспечения . Nao также совместим с Microsoft Robotics Studio , Cyberbotics Webots и Gostai Studio ( URBI ). [27]

В августе 2018 года RobotLAB выпустила Engage! K12. Это онлайн-платформа обучения для школ, которая расширяет использование NAO для STEM, кодирования и инженерии. [22] В феврале 2018 года финская компания Utelias Technologies выпустила Elias Robot, обучающее приложение, которое помогает изучать языки с помощью NAO. [28]

Технические характеристики

Робот-версияНао V3+ (2008)Нао V3.2 (2009)Нао V3.3 (2010)Nao Next Gen (V4) (2011) [29]Эволюция Нао (V5) (2014) [30]Nao Power 6 (V6) (2018) [31]
Высота573,2 миллиметра (22,57 дюйма)573 миллиметра (22,6 дюйма)574 миллиметра (22,6 дюйма)
Глубина290 миллиметров (11 дюймов)311 миллиметров (12,2 дюйма)
Ширина273,3 миллиметра (10,76 дюйма)275 миллиметров (10,8 дюйма)
Масса4,836 кг (10,66 фунта)4,996 кг (11,01 фунта)5,1825 кг (11,425 фунта)5,305 кг (11,70 фунта)5,48 кг (12,1 фунта)
Источник питаниялитиевая батарея емкостью 27,6 Вт·ч при напряжении 21,6 Влитиевая батарея емкостью 48,6 Вт·ч при напряжении 21,6 Влитиевая батарея емкостью 62,5 Вт·ч при напряжении 21,6 В
Автономия60 минут (активное использование)90 минут (активное использование)
Степени свободы25 [32]
Процессорx86 AMD GEODE 500 МГцIntel Atom Z530 @ 1,6 ГГцIntel Atom E3845 Четырехъядерный @ 1.91 ГГц
БАРАН256 МБ1 ГБ4 ГБ DDR3
Хранилище2 ГБ флэш-памяти2 ГБ флэш-памяти + 8 ГБ Micro SDHC32 ГБ SSD-накопитель
Встроенная ОСOpenNAO 1.6 (на основе OpenEmbedded)OpenNAO 1.8 (на основе OpenEmbedded)OpenNAO 1.10 (на основе OpenEmbedded)OpenNAO 1.12 (на основе Gentoo)NAOqi 2.1 (на основе Gentoo)NAOqi 2.8 (на основе openembedded)
Совместимая ОСWindows , Mac OS , Linux
Языки программированияC++ , Python , Java , MATLAB , Urbi , C , .Net
Моделирование средыВеботы
Камеры
  • 2 камеры:
    • OV7670 VGA(640x480), 30 кадров в секунду.
    • Тип: Система на кристалле (SoC) КМОП-датчик изображения
    • Оптический формат 1/6 дюйма
    • Диапазон фокусировки: 30 см - бесконечность.
    • Диагональное поле зрения 58° (горизонтальное поле зрения 47,8°, вертикальное поле зрения 36,8°)
  • 2 камеры:
    • MT9M114 960p(1280x960), 30 кадров в секунду
    • Тип: Система на кристалле (SoC) КМОП-датчик изображения
    • Оптический формат: 1/6 дюйма
    • Диапазон фокусировки: 30 см - бесконечность.
    • Диагональное поле зрения 72,6° (горизонтальное поле зрения 60,9°, вертикальное поле зрения 47,6°)
  • 2 камеры:
    • OV5640
    • Тип: Система на кристалле (SoC) КМОП-датчик изображения
    • Оптический формат: 1/4 дюйма
    • Активные пиксели (ГxВ): 2592x1944 (5 МП)
    • Выходной сигнал камеры: 640*480@30fps или 2560*1920@1fps
    • Поле зрения: 67,4°DFOV (56,3°HFOV,43,7°VFOV)
    • Тип фокусировки: Автофокус
Датчики
  • 36 MRE (магнитных вращающихся энкодеров) с использованием технологии датчиков Холла. Точность 12 бит, т.е. 4096 значений на оборот, что соответствует точности около 0,1°
  • 8 x FSR ( резисторы измерения силы ).
  • 2 х И/Р.
    • Длина волны = 940 нм.
    • Угол излучения = +/- 60°.
    • Мощность =8 мВт/ср
  • 2 x бампера, расположенные на кончике каждой ноги. Это простые переключатели ВКЛ/ВЫКЛ. Нет никакой разницы между нажатием на левую или правую ногу.
  • Емкостный датчик
  • 2 x гирометра 1 ось
  • 1 x акселерометр 3-х осевой
  • 1 х гирометр 3-х осевой
  • 1 x акселерометр 3-осевой
  • 1 х гирометр 3-х осевой
  • 1 x акселерометр 3-осевой
  • Сонар: 2 излучателя, 2 приемника
    • Частота: 40 кГц.
    • Чувствительность: -86 дБ.
    • Разрешение: 10 мм.
    • Дальность обнаружения: 0,25 - 2,55 м.
    • Эффективный конус: 60°.
  • Сонар: 2 излучателя, 2 приемника.
    • Частота: 40 кГц.
    • Чувствительность: -86 дБ.
    • Разрешение: 10 мм.
    • Дальность обнаружения: 0,25 - 2,55 м.
    • Эффективный конус: 60°.
  • Сонар: 2 излучателя, 2 приемника.
    • Частота: 40 кГц
    • Разрешение: 1 см-4 см (в зависимости от расстояния)
    • Дальность обнаружения: 0,20 м - 3 м
    • Эффективный конус: 60°
  • Сонар: 2 излучателя, 2 приемника.
    • Частота: 40 кГц
    • Разрешение: 1 см-4 см (в зависимости от расстояния)
    • Дальность обнаружения: 0,20 м - 3 м
    • Эффективный конус: 60°
  • 4 микрофона:
    • Чувствительность: -40 +/- 3 дБ
    • Диапазон частот: 20 Гц-20 кГц
    • Соотношение сигнал/шум: 58 дБА
  • 4 микрофона:
    • Чувствительность: -40 +/- 3 дБ
    • Диапазон частот: 20 Гц-20 кГц
    • Соотношение сигнал/шум: 58 дБА
  • Микрофоны x4 на голове
    • Чувствительность 20 мВ/Па +/-3 дБ при 1 кГц
    • Диапазон частот: 150 Гц – 12 кГц
  • 4 всенаправленных микрофона
    • Чувствительность: 250 мВ/Па +/-3 дБ при 1 кГц
    • Частота: диапазон от 100 Гц до 10 кГц (-10 дБ относительно 1 кГц)
СвязностьEthernet , Wi-Fi IEEE 802.11 a/b/gEthernet, Wi-Fi IEEE 802.11 a/b/g/n

Смотрите также

Роботы сопоставимой роли, конфигурации, размеров и эпохи

Ссылки

  1. ^ "Робот Nao заменяет AIBO в RoboCup Standard Platform League". Engadget . 16 августа 2007 г. Получено 4 октября 2012 г.
  2. ^ "Британские роботы готовятся к чемпионату мира". BBC . 25 октября 2010 г. Получено 4 октября 2012 г.
  3. ^ ab "Aldebaran Robotics анонсирует гуманоидного робота Nao Next Gen". Engadget. 10 декабря 2011 г. Получено 15 апреля 2012 г.
  4. ^ abcdefg «Представление NAO Evolution: более сильный робот и более комплексная операционная система». Aldebaran Robotics. 2014. Архивировано из оригинала 1 февраля 2015 года . Получено 1 февраля 2015 года .
  5. ^ "RoboCup Standard Platform League". Tzi.de. Получено 4 октября 2012 г.
  6. ^ "Роботизированный талисман развлекает на Шанхайской выставке" Архивировано 21 октября 2012 г. на Wayback Machine . ChannelNewsAsia.com. 21 июня 2010 г. Получено 4 октября 2012 г.
  7. ^ ab «Le robot français Nao fait ses groups à l'Université de Tokyo». Архивировано 21 октября 2010 г. в Wayback Machine (на французском языке). Л'Экспресс . Проверено 4 октября 2012 г.
  8. ^ "Хезер Найт: комедия на основе кремния". TED . Декабрь 2010. Получено 4 октября 2012.
  9. ^ "Aldebaran to Open Source NAO's code" Архивировано 24 июля 2012 г. на Wayback Machine . Разработчик Nao. 13 мая 2011 г. Получено 4 октября 2012 г.
  10. ^ "Aldebaran привлекает $13 миллионов в раунде, возглавляемом Intel Capital" Архивировано 15 ноября 2012 года на Wayback Machine . Aldebaran Robotics. 2011. Получено 4 октября 2012 года.
  11. ^ «Печальная история робототехники Aldebaran компании Softbank и ее эмоционально интеллектуального робота». RudeBaguette.com. 15 декабря 2012 г. Получено 4 февраля 2015 г.
  12. ^ «Робот, который ходит, разговаривает, проявляет эмоции как человек... 'Nao'». The Times of India . 4 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 9 ноября 2013 г. Получено 8 февраля 2013 г.
  13. Нэш, Одроу (23 января 2015 г.). «Роботы: Луни-робот». RobotsPodcast.com . Получено 10 февраля 2015 г. .
  14. ^ «Nao, le robot que les universités s'arrachent» (на французском языке). Цифровая школа Медиа. 4 февраля 2013 года. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 года . Проверено 16 февраля 2013 г.
  15. ^ «Роботы в классе помогают детям-аутистам учиться». BBC. 8 ноября 2012 г. Получено 9 ноября 2012 г.
  16. ^ "AskNAO". Aldebaran Robotics. Архивировано из оригинала 5 февраля 2015 года . Получено 1 февраля 2015 года .
  17. ^ "Роботы найдены в классе". Active Robots Ltd. 12 сентября 2014 г. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Получено 19 июня 2023 г.
  18. ^ "Японский банк вводит роботов-сотрудников для работы с клиентами в отделениях". The Guardian . 4 февраля 2015 г. Получено 4 февраля 2015 г.
  19. ^ «Вежливые роботы демонстрируют проблеск самосознания». Popular Science . 16 июля 2015 г. Получено 23 декабря 2015 г.
  20. ^ «Автобиографическая память позволяет роботам выступать в качестве посредников по передаче знаний для экипажей МКС». Gizmag.com. 8 сентября 2015 г. Получено 16 сентября 2015 г.
  21. ^ "Для образования и исследований". SoftBank Robotics . Архивировано из оригинала 2 октября 2016 года . Получено 30 сентября 2016 года .
  22. ^ ab "Запуск Engage! K12". Markets Insider . Получено 6 августа 2018 г.
  23. ^ "'А как насчет человеческого прикосновения?' О пожилых людях будут заботиться РОБОТЫ, чтобы решить проблему нехватки персонала". 13 мая 2018 г.
  24. ^ "NAO6 Press Kit .PDF". SoftBank Robotics. Анонсировано 21 июня 2018 г.
  25. ^ "MODEL: H25600 Технические характеристики .PDF". SoftBank Robotics. Анонсировано 21 июня 2018 г.
  26. ^ Руководство пользователя Choregraphe. Aldebaran Robotics. Получено 1 февраля 2015 г.
  27. ^ "Технические данные NAO NEXT Gen H25" . Альдебаранская робототехника. Декабрь 2011 г. Проверено 4 октября 2012 г.
  28. ^ "Техноучители". Reuters . 27 марта 2018 г.
  29. ^ "Технический обзор NAO — Документация по программному обеспечению NAO 1.14.5". doc.aldebaran.com . Получено 21 мая 2019 г. .
  30. ^ "NAO - Construction — Aldebaran 2.1.4.13 documentation". doc.aldebaran.com . Получено 21 мая 2019 г. .
  31. ^ "NAO Power V6 Standard Edition". RobotLAB. 2018. Получено 1 августа 2018 .
  32. ^ "Степени свободы NAO (3D-анимация)" . Получено 18 мая 2018 г. .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nao_(robot)&oldid=1254620702"