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明日科技:神奇的智能助手本田ASIMO


http://www.sina.com.cn 2006年07月12日 15:30 《数字商业时代》杂志

  特约撰文=邱晓光

  作为本田投入无数科技研究心血的结晶—目前全球唯一具备人类双足行走能力的类人型机器人阿西莫(ASIMO,Advanced Step Innovative Mobility,高级步行创新移动机器人),以憨厚可爱的造型博得许多人的喜爱,众多的类人功能也不断地冲击着人们的想象,似乎科幻电影中的情节正在一步步变成现实。

  从2000年10月31日诞生至今,ASIMO的进步可以用神速来形容,2006最新版的ASIMO,除具备了行走功能与各种人类肢体动作之外,更具备了人工智慧,可以预先设定动作,还能依据人类的声音、手势等指令,来从事相应动作,此外,他还具备了基本的记忆与辨识能力。下面就让我们一起来领略ASIMO的奥秘吧。

  “眼”观六路

  ASIMO利用其身上安装的传感器,拥有360度全方位感应,可以辨识出附近的人和物体。配合特别的视觉感应器,他可以阅读人类身上的识别卡片,甚至认出从背后走过来的人,真正做到眼观六路。当他识别出合法人员后,还可以自动转身,与之并肩牵手前进。在行进中,ASIMO还能自动调节步行速度配合同行者。和人握手时,他能通过手腕上的力量感应器,测试人手的力量强度和方向,随时按照人类的动作变化作出调整,避免用力太大捏伤人类。

  ASIMO装载的大量传感器,既包括传统人类的传感器,也拥有一些超越人类的特殊感应器,能够迅速地了解周围情况,在复杂的环境下也能快速顺畅地移动。

  ● 视觉感应器:其眼部摄影机通过连续拍摄图片,再与数据库内容作比较,以轮廓的特征识别人类及辨别来者身份;

  ● 水平感应器:由红外线感应器和CCD摄像机构成的sensymg系统共同工作,可避开障碍物。

  ● 超音波感应器:以音波测量3m范围内的物体,即使在毫无灯光的黑暗中行使也完全无碍。

  动作灵活的接待员

  ASIMO现在已被投放应用,如日本的IBM等七家企业就租用了ASIMO作为接待员。

  ASIMO能以头部的眼球运动记录器和手腕的力觉感应器探测人的活动范围,端盘子、送咖啡等动作根本难不倒他。放下盘子的时候,他会先测试桌子的高度,然后再双脚弯曲把盘子准确地放在桌子上,当然,受到身高和手臂弯曲角度限制,ASIMO无法把盘子放到过高的地方。

  如果在搬运的过程中受到冲撞,ASIMO会启动全身的震动防护系统,避免盘子跌落。万一真的跌落,依据手部传感器测试的悬挂重量,他也可以作出判断,立即停止步行,防止踩到盘子。

  在推手推车时,ASIMO可以在力量传感器的帮助下,调整用力的方向,还能自由地减速、转向、向正侧面和斜向移动,他甚至可以沿着一定路线来推车。但是他的力气很小,现在只能推动约10千克的小车,指望他作为残疾人助动暂时还不现实。但由于ASIMO已经具有相当的智能和多种活动能力,作为展馆的导游还是绰绰有余的。

  一起来做运动

  由于平衡力得到大幅度的改善,ASIMO可以做既柔软且快速的运动,比如体操和跳舞,甚至能够和小朋友一起玩耍。

  作为iWalk(intelligent Realtime Flexible Walking,智能实时自由步行)类型

机器人,在两足步行的状态下,不可避免会发生打滑并摔倒在地的情况,ASIMO可是昂贵的产品,摔一下可让人心痛了。同时,也是为了使他在旋转时姿势更稳定,06版ASIMO加入了新的姿势控制系统。因此,他能够在两脚尽量抬起的同时,积极地控制姿势的倾斜,甚至创造性地做到了一段时间内双脚腾空。这种如同人类跑步的设计,使ASIMO行进的时速从 3 公里倍增至6公里,已经达到普通人慢走的速度了,实在是激奋人心的变化。

  ASIMO快速转弯的时候,他会自动向内不同角度地倾斜身体,控制重心以便转身时利用离心力平衡身姿,通过巧妙的控制,轻易地绕开障碍。ASIMO身体倾斜转身快跑时,他那滑稽的姿态不仅让人忍俊不禁,还让人们对科技的力量感到惊奇。也许未来会出现机器人跑步竞赛呢!

  ASIMO的家族进化史

  ASIMO 06版成为了机器人历史上最重要的里程碑之一,但是步行机器人的发展经过了近20年的岁月,他的始祖E0在1986年已经诞生。

  E0首次运用了双足步行的原理,根据直线的静态步行来移动,成功使两腿交替行走,但每步移动花费时间为5秒钟,真是名符其实的龟速。

  为了能使他行走在凹凸不平的路和坡道上,更为了加快行走速度,本田后来又提出了活动步行方式,机器人会不停地改变重心,以应付各种复杂的路面情况。为了实现活动步行,本田彻底了研究人类和其他动物的步行方式,特别调查了双足步行必要的关节的配置和活动,使1987年诞生的E2首次实现了时速超过1公里,达到1.2公里的时速。更重要的是,还能适应人类特殊的生活环境—楼梯。

  1991~1993年诞生的E4/5/6,由于加入了平衡控制技术,在步行时主体动作能保持稳定,上楼梯和走斜坡时再也不容易摔倒。

  诞生于1993~1997年的P1/2/3,可以说是成了真正意义上的机器“人”,因为,严格来说,在P1之前的E系列,只能算是机械腿,到了P1才是真正地加入了上身,模拟人类全身运动的机器人。他可是个超大个儿,身高1.9米,体重175千克。电源和控制计算机都是放在主体之外,可以实现开关门、抓东西搬运等动作。

  1996年发布的P2是世界首个类人智能双足步行机器人,而且,由于把主机、控制马达、电池、无线通讯等必要的机器全部藏起来,不仅实现了无线遥控,还使他在外观上比较“光鲜”。1997年完成的P3比他的“兄弟”P1和P2乖巧玲珑得多,身高只有1.6米,体重仅为130千克,这要得益于零配件材料的改良,而且在电脑实现分散型的控制之后,机器人满足了小型化和轻量化的要求,更利于溶入人类的生活。

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