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Care-O-bot开源

Yuan — Mon, 22 Feb 2010 23:12:19 +0000

近日位于斯图加特的弗劳恩霍夫机械制造及其自动化研究所（Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation）以LGPL协议发布了服务机器人Care-O-bot的源码，可以从GitHub或ROS.org下载。

Care-O-bot 3是一个开放的机器人研究平台，提供了硬件平台的通用开源代码、仿真软件和远程控制软件。(...)
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壁虎与机器人

Yuan — Tue, 09 Feb 2010 00:16:35 +0000

爬墙机器人被广泛应用于搜索、救援、侦察，以及科学实验和科学考察，它们是怎样在墙壁上如履平地的呢？主要方法有：吸盘：使用真空吸附原理使用胶水（真的有这样的机器人，看下面的视频）壁虎胶带在自然界，壁虎依靠神奇的四脚静止时紧紧吸附，移动时轻松脱离。对壁虎脚足刚毛吸力的精确测定表明，壁虎脚与物体表面的吸力完全是“范德华力”相互作用的结果。壁虎脚趾上约有650万个次微米级毛发，以几何阵列方式排列，每单一毛发直径约200至500奈米，约是人类毛发的直径的10分之1，长度是人类毛发直径的2倍，毛发前端有100~1000个类树状的微细分枝，每分枝前端有肉趾，能产生约10-7牛顿力，若整合整体毛发能产生每平方公分约10牛顿的力，即若当壁虎的四肢都与表面物质接触可载重约260磅重的人，悬挂负重能力约是其本身体重的400倍强。科学家仿照壁虎脚上毛发的几何排列构造，以电子光束微影与氧电浆蚀刻法（dry etching in oxygen plasma）在5微米厚的聚醯亚氨薄膜（polyimide film）上制成约2微米长、500奈米直径以1.6微米周期排列的高弹性聚醯亚氨纤维，实验结果这种高强度纤维每0.5平方公分约可负重大于100公克的物体，并可数次重覆使用，被名为“壁虎胶带”。毫无疑问，使用“壁虎胶带”的机器人在爬墙的时候有巨大的优势：运动灵活、耗能少；不过“壁虎胶带”仍在试用阶段，需要解决的问题主要有：如何适应不同的表面：机器人在运动时需要恰当的吸附力，不能太大也不能太小；如何保持清洁：在把自己吸附在天花板上的时候，机器人也吸附了一身灰尘，这可是不行的。下面就看看爬墙机器人们的精彩表演，首先出场的是斯坦福大学的StickyBot，该机器人重300克，在玻璃上行走速度达到4cm/s。 “壁虎胶带”还可以直接作为机器人的履带，CMU的WaalBot就是这么干的：美国DARPA的RiSE机器人可以爬树：以色列大学的机器人也好不弱，不仅有采用“壁虎胶带”的，还有使用“胶水”的，请注意下面视频的第40秒：当然类人机器人也不干落后，也能攀岩，下面视频中的Bioloid机器人通过外置的摄像头来选择攀岩的路径：我国的壁虎机器人（珠海新概念航空航天器有限公司）也很牛，爬墙如履平地，其灵活性和运动速度可媲美自然界的壁虎。参考文献人造纳米壁虎胶带非常“壁虎” Waal Climbing Bots wikipedia: Gecko tape Wall Climbing Robots Try Out New Techniques Bioloid Climbs Walls The Old Fashioned Way 我国仿生机器人壁虎爬墙如履平地订阅这篇文章的评论？分享到del.icio.us Digg this! 发到Diigo Post on Google Buzz 添加到Mister Wong 分享到Mixx 分享到Reddit [...] 相关文章

第一个横跨大西洋的机器人

Yuan — Wed, 30 Dec 2009 12:01:27 +0000

2009年4月27日从新泽西海岸下水。它孤独的在海上航行了221天，常常进入危机四伏的区域，大多数时候它处于无法联系的水下，缓慢的在600英尺的深度上下穿梭，躲避船舶、鱼网和风暴，而它的前任可能已葬身鲨腹。 2009年12月4日在西班牙它被回收。它就是7英尺9英寸长的Scarlet Knight机器人——第一艘横跨大西洋的潜水机器人。它如何“飞行”？由于该机器人的运动原理和滑翔机很像，所以称为“飞行”：当机器人的水面的时候，一个电池驱动的水泵从“鼻子”的小孔吸入一些水；由于这一点的重量的变化，机器人开始下潜，机翼使得机器人前进；如果下潜角度太大，通过一个电机控制电池前后移动来调整机器人的重心；达到预定的深度之后，水泵将水排出，机器人开始上升；它如何导航？机器人浮到水面使用尾部的卫星电话与基站通信，同时获得GPS信号来定位、发送数据给基站，基站根据当前海洋上的天气告诉机器人下一步该往哪里去。它能告诉我们什么？因为Scarlet Knight是为穿越大西洋而设计的，所以它所携带的设备都是精简型的，只能测量水温、盐度和深度。但是可以通过程序来获得水的各种信息，甚至这些数据能够表示海洋的健康状况、海洋生物的状态和气候变化的节奏。参考文献 Solidot: 第一个横跨大西洋的机器人 The Washington Post: Submersible glider spent months collecting data on Atlantic waters Youtube: Atlantic Crossing - a robot's daring mission - Dena Seidel 订阅这篇文章的评论？分享到del.icio.us Digg this! 发到Diigo Post on Google Buzz 添加到Mister Wong 分享到Mixx 分享到Reddit Tweet [...] 相关文章

[翻译]商业机器开发的工具、标准和平台：基本档案

Yuan — Sun, 27 Dec 2009 11:28:20 +0000

原文：Tools, Standards, and Platforms for Commercial Robotics Development: An Adoption Profile Robotics Business Review 对就职于机器人公司的专业人员进行了一项调查，为技术提供商、开发者和经理等提供一份关于机器人系统开发的工具、标准和平台的基本档案。引言机器人和机器人技术的开发需要掌握多个学科的知识——主要包含软件开发、机械和电子工程。嵌入式和实时性的要求使得机器人开发尤其困难。但是大家对于实时性的关注刚刚开始，特别是机器人及其技术正在被广泛应用到家庭、工作场所、公共场合以及战场。商业上的可行性给机器人开发者增加了额外的负担——所得的系统必须具有创新性、适应极端条件、像对外宣传的一样，并且具有价格优势。这需彻底地理解系统、系统工程、设计目标（和这些目标的轮廓），严格的开发过程，并且尽可能遵守官方的和事实上的标准。下一代机器人和机器人设备必须与环境中的其它系统整合。解决方案提供商已经开始提供机器人设计和开发工具，甚至现成的机器人“平台”，这大大简化了设计、开发、测试和制造机器人的工作。为了提高机器人发展速度，推动整个机器人产业，Robotics Business Review 调查了大约250位就职于机器人公司的专业人员，以确定现在和将来使用的机器人设计和开发方案。所得的这份基本档案可作为解决方案提供商、工程师和投资界作知情决策的基础。被调查对象与Robotics Business Review之前进行的研究不同，机器人开发工具的调查是针对专业人士的——具体地说，是那些能够对下列问题作出肯定回答的专业人士：“你的公司生产机器人及其相关技术吗？”调查问卷通过电子邮件发送给“机器人开发会议”RoboDevelopment Conference and Exposition ）和“机器人商业会议和展览”（ RoboBusiness Conference and Exposition）的与会者。在线回答问题的受访者可以参加抽奖（奖品为iRobot Create Premier Development Package）。此次调查共收到253份完整的问卷。受访者代表了细分垂直市场和业务多样性（图1）。调查的焦点是机器人开发。因此，大部分受访者以机器人及其技术作为主要业务（28%）。学术界是第二大团体 (23.6%)。在机器人公司和学术界之后，受访者分布在各个产业，没有一个团体超过7.6%的。大约70%的受访者表示他们参与到机器人研究和开发中，这是因为样本中学者占很大的比例，同时研发是商业机器人开发者的主要工作（图2）。“软件工程”和“系统工程”成为机器人系统开发的关键角色，这是因为很多受访者表示这是他们在公司职位中的部分职责。略微超过56%的受访者表示他们在公司中承担不止一个开发角色，平均每个人承担三个独立的角色。虽然有国防工业的代表，但是大部分受访者表示为研究和学术市场研究和开发机器人（图3）。只有 7.5% 的受访者表示他们为了除去研究、国防、工业机器人、消费机器人、教育和医疗之外的市场开发产品。51%的被调查者表示他们不仅为一个市场开发，平均目标市场为1.9。受访者们来自各种各样的公司，从刚刚起步的小公司、正在成长的中型公司到最大的全球企业都有。如你所预见的，在机器人这个新兴产业中，大部分受访者就职于小公司——大约59%来自去年收入小于5千万美元的公司（图4）。就职于大型公司——收入大于1亿美元的企业——的受访者占样本的大约12%，15%的受访者就职于中型公司（5千万到9.9千万美元）。大约有13%受访者就职于“其他”（未知，学术，非盈利等）单位。这些企业的年平均收入为17.6亿美元。标准和参考模型如图5a所描述的，受访者们认为在机器人开发中“个人电脑标准”和“现有商业标准”（commercial-off-the-shelf technology）比其他标准和参考模型更重要。“个人电脑标准”和“现有商业标准技术”的重要性还表现在选择标准和参考模型中“关键”选项中的比例（图5b）。可以看出“个人电脑标准”是最关键的（28%），“通用现有商业标准技术”排第二位，大约14%的受访者认为这是开发机器人的关键。事实标准是指没有政府部门或者机构正是宣布的标准，相反，它们通过市场份额的增加而成为标准。“个人电脑标准” （包括基于Windows的个人电脑）是软硬件的事实标准——例如，Windows家族的操作系统，Win32 [...] 相关文章

交互式遗传算法:帮助目击者回忆罪犯外貌

Yuan — Wed, 02 Dec 2009 23:31:25 +0000

EFIT-V，这是一款由英国Kent大学的Christopher Solomon设计的软件，它使用遗传算法，能够帮助目击者回忆罪犯的外貌，目前已经有来自7个欧洲国家的15个警察局使用该软件。

据称，该软件效率是传统人工作画的两倍。传统的方法是：证人描述嫌疑人的主要特征——如头发长度，鼻子大小或下巴宽度——然后画家勾画出一个粗略的外貌。Solomon称这种方法没有考虑记忆的工作原理，人类并不擅长回忆和描述一张脸。他的软件采用交互式遗传算法技术，把外貌的特征如鼻子大小、肤色等用“基因”来表示，证人从9张脸中选择最像的，来指导遗传算法的进化过程，经过很多代的演化之后，最终能实现最佳的拟合。

Solomon说他的灵感来自使用交互式遗传算法创作乐曲，即程序根据听众的选择来不断进化出动听的音乐。(...)
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[翻译]人类步行研究

Yuan — Thu, 12 Nov 2009 11:33:11 +0000

原文：Research on Human Walking

机器人的步行是依照人类步行为模型的。

在研究双足步行的基础理论时，本田针对人类步行和其它形式的行走，做了大量的实验并获取了大量的数据。在此基础之上，本田研究出类似人类的快速行走技术。(...)
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仿人机器人全身运动：模仿人类的运动

Yuan — Mon, 02 Nov 2009 23:17:16 +0000

由于仿人机器人有很多自由度，而且还要保持运动的平衡，所以这方面的课题还在大量研究之中，尚未形成很成熟的最终方法。

由于仿人机器人具有人类的形状和相似的关节配置，所以模仿人类的运动来生存机器人的全身运动是个自然而然的想法。一般使用运动捕获系统[1]来获取人的运动数据，然后使用这些数据来控制机器人。然而，由于仿人机器人与人类身体特征之间有不可避免的差异，捕获的运动数据不能直接应用在机器人身上。

最近，韩国科学院的科学家提出一种新的方法来模仿人类的运动[2]，获得了很好的效果。(...)
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软体机器人：Chembot

Yuan — Fri, 23 Oct 2009 14:59:55 +0000

看到这个机器人不由得想起《终结者外传》中的“液体－金属变形”机器人。而 iRobot 公司似乎想把人类带到“审判日Judgment Day” ，他们先是研制军用机器人，现在又在试图制造变形机器人。当然，这个机器人还没有电视剧中那么强大，但是iRobot公司正在朝着那个方向努力。在2009智能机器人系统大会（IROS 2009）上，iRobot和芝加哥大学一起公开了他们研制的软体机器人：Chembot，下面是在大会上演示的视频：这个新型机器人使用一种叫做“jamming skin enabled locomotion”的新技术，其表面材料在充满气体的时候是柔软的，而抽掉气体之后是坚硬的。他们利用这种材料制成球形机器人，并控制不同部分变软（变形），最终形成机器人的运动。项目的资助方DARPA则希望该机器人能够钻过墙上不同形状的洞，或者从门缝中进入房屋。订阅这篇文章的评论？分享到del.icio.us Digg this! 发到Diigo Post on Google Buzz 添加到Mister Wong 分享到Mixx 分享到Reddit Tweet This! 分享到Facebook Email this via Hotmail 相关文章MIT大一统人工智能理论？《星际争霸》AI挑战赛［转载］经济危机，机器人也失业相关文章

本田人形机器人研发历史

Yuan — Sun, 11 Oct 2009 23:40:13 +0000

作为研制出最著名的人形机器人ASMIO的公司，本田机器人有超过20年的历史。本文简述本田机器人研发史上的各个机器人，相信这对我们中国研究自己的机器人也是有指导意义的。 1986年本田朝着梦想迈出了第一步：制造了第一台试验机型E0。不过，E0机器人只能缓慢地沿着直线走，迈一步需要将近5秒钟。工程师们意识到不管是为了提高速度，还是为了能够在不平的地面上或者斜坡上行走，都需要实现快速行走。而为了实现快速行走，需要研究人类的行走。从1987年到1991年，本田公司研究和分析了人类的步行。除了人类的步行，他们还研究动物行走和一些其它形式的行走。对在行走中所需的关节配置和运动也有研究。根据从人类步行得到的数据，本田实现了快速行走的程序，E2机器人在平地上行走速度达到了1.2km/h。至此，下一步就是要实现在人类居住的环境中快速、稳定的行走，特别是在不平的地面上以及斜坡和楼梯上行走。本田的工程师们尝试了各种技术来保持步行中的平衡，最终他们开发出三种控制技术。这些技术的应用使得E5机器人可以在斜坡和不平的地面上行走并保持平衡。至此，本田的机器人都是没有上肢的，工程师们的下一步计划是给机器人加上身体，最终成为完整的人形机器人。从本田机器人的研发历史可以看出：一项科学技术的进步和发展不是靠一个天才在一夜之间完成的，也没有不继承前人成果的辉煌突破。参考文献： HONDA: History of Humanoids - Men's dream takes first step forward. http://world.honda.com/ASIMO/history/history.html 订阅这篇文章的评论？分享到del.icio.us Digg this! 发到Diigo Post on Google Buzz 添加到Mister Wong 分享到Mixx 分享到Reddit Tweet This! 分享到Facebook Email this via Hotmail 相关文章[翻译]人类步行研究研究机器人需要思考的几个问题 MIT大一统人工智能理论？相关文章

电荷藕合器件CCD图像传感器简介

Yuan — Sat, 10 Oct 2009 20:58:09 +0000

2009年10月6日，2009年诺贝尔物理学奖揭晓，瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将该奖项授予中国香港科学家高锟(Charles K. Kao)和两名美国科学家Willard S. Boyle和George E. Smith。高锟因为“在光学通信领域中光的传输的开创性成就” 而获奖，Willard S. Boyle和George E. Smith因“发明了成像半导体电路——CCD” 获此殊荣。CCD 是 Charge Coupled Device （电荷藕合器件）的缩写，被广泛应用于图像传感和非接触测量领域。本文对CCD图像传感器工作原理及其最新技术作简单介绍。

CCD发明人Willard S. Boyle（左）和George E. Smith（右），1974年

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