Odbor průmyslového designu

Vysoké učení technické v Brně Brno University of Technology

Fakulta strojního inženýrství Ústav konstruování / Odbor průmyslového designu Faculty of Mechanical Engineering Institute of Machine and Industrial Design / Department of Industrial Design

Design robotů

[Pojednání ke státní doktorské zkoušce] [Discource on the Dissertation Thesis]

Autor práce: Ing. Pavel Čoupek Author

Brno 2008

Vysoké učení technické v Brně Brno University of Technology

Fakulta strojního inženýrství Ústav konstruování / Odbor průmyslového designu Faculty of Mechanical Engineering Institute of Machine and Industrial Design / Department of Industrial Design

Design robotů

[Pojednání ke státní doktorské zkoušce] [Discource on the Dissertation Thesis]

Autor práce: Ing. Pavel Čoupek Author

Vedoucí práce: doc. Ing. arch. Jan Rajlich Supervisor

Brno 2009

OBSAH

OBSAH OBSAH 1 ÚVOD 2 VYMEZENÍ ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY A PŘEDBĚŽNÉHO CÍLE DISERTAČNÍ PRÁCE 2.1 Základní rozdělení robotů 2.1.1 Rozdělení robotů dle základní koncepce 2.1.2 Rozdělení robotů dle systému řízení 3.1 Robot Asimo 3.1.1 Projekt Asimo- základní charakteristika 3.1.2 Historie projektu Asimo 3.1.3 The People-Friendly Robot 3.1.4 Design 3.1.5 Pohybová a funkční obálka robota Asimo 3.2 Robot AIBO 3.2.1 Robot AIBO základní charakteristika 3.2.2 Komunikace 3.2.3 Technické parametry robota 3.2.4 Historie projektu AIBO 3.2.5 Design 3.3 Robot Q-RIO 3.3.1 Robot QRIO základní charakteristika 3.3.2 Komunikace 3.3.3Technické parametry robota 3.3.4 Design 3.3.5 Barevnost 3.4 Robot EPORO 3.4.1 EPORO základní charakteristika 3.4.2 Technické parametry robota 3.4.3 Design 3.4.4 Barevnost 3.5 Robot PINO 3.5.1 Robot PINO základní charakteristika 3.5.2 Technické parametry robota 3.5.3 Design 3.5.4 Barevnost 3.6 Robot ROVIO 3.6.1 Robot ROVIO základní charakteristika 3.6.2 Technické parametry robota 3.6.3 Design 3.6.4 Barevnost 3.7 Partner robot Toyota 3.7.1 Partner robot Toyota základní charakteristika 3.7.2 Technické parametry robota 3.7.3 Design 3.7.4 Barevnost 3.8 Robot HUBO

3 6 7 8 8 9 10 10 10 11 11 12 13 13 13 14 15 15 16 16 16 17 17 18 19 19 20 20 21 22 22 23 23 24 25 25 26 27 27 28 28 29 30 31 32

strana

3

OBSAH

3.8.1 Robot HUBO 4 základní charakteristika 3.8.2 Technické parametry robota 3.8.3 Design 3.8.4 Barevnost 3.9 Robot ENON 3.9.1 Projekt ENON základní charakteristika 3.9.2 Technické parametry robota 3.9.3 Design 3.9.4 Barevnost 3.10 Robot HRP-3 PROMET Mk-II 3.10.1 Robot HRP-3 PROMET Mk-II základní charakteristika 3.10.2 Technické parametry robota 3.10.3 Design 3.10.4 Barevnost 4 ANALÝZA, INTERPRETACE A ZHODNOCENÍ POZNATKŮ ZÍSKANÝCH NA ZÁKLADĚ REŠERŠE 5 VYMEZENÍ CÍLE DISERTAČNÍ PRÁCE A NÁVRH ZPŮSOBU JEJÍHO ŘEŠENÍ 6. SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÍ DISERTAČNÍ PRÁCE 6.1 Robot X - experimentální mobilní robot s hybridním podvozkem 6.1.1 Zadání projektu: 6.1.2 Požadované technické vybavení: 6.1.3 Skicové variantní návrhy 6.1.4 Koncepční schéma 6.1.5 Designový návrh 7 ZÁVĚR 8 SEZNAM OBRÁZKŮ 9 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ

strana

4

32 33 34 34 35 35 36 37 37 38 38 38 39 40 41 42 43 43 43 43 44 45 46 47 49 50

ÚVOD

1 ÚVOD Robot, při vyřčení tohoto slova se většině z nás nejprve vybaví scény z vědeckofantastického filmu, ve kterém se tyto stroje snaží zničit lidstvo. Realita je ovšem od těchto představ a výjevů z různých filmů diametrálně odlišná. Pokud se na chvíli zastavíme a rozhlédneme kolem sebe, tak zcela jistě během krátké chvíle zahlédneme minimálně jeden přístroj, který by se robotem dal nazvat. Již dnes nás robotické přístroje začínají zcela obklopovat i v běžném životě. Naštěstí, alespoň prozatím, nemají ani sílu, ani možnost převzít kontrolu, či zásadním způsobem negativně ovlivnit běh věcí lidského života. Pomineme-li tedy všechny katastrofické scénáře předpovídající zkázu lidstva, nadvládu strojů, a podobné hrůzostrašné vize zjistíme, že bez těchto velmi složitých a nákladných strojů, by byl náš současný život mnohem chudší. Nejrůznější typy robotů nám nenápadně ulehčují život a pomáhají téměř při všech činnostech, které jsou buď fyzicky náročné, či pro člověka nebezpečné. Jejich hlavní nasazení je v současnosti hlavně v průmyslu, kde umožňují vysokou produktivitu a přesnost práce, kterou by člověk nebyl sto dosáhnout. V této oblasti se jedná zejména o výrobní linky, obráběcí centra, ale nalezneme je také při důlních činnostech a průzkumu nebezpečných oblastí. Jsou nasazováni do oblastí, kde by člověk nebyl schopen bez pomoci přežít, pomáhají zejména při náročných pracích v nebezpečném prostředí. Současný vesmírný výzkum je z převážné části založen právě na autonomních robotických sondách. Technologie robotických paží je již dnes běžně používána při operačních zákrocích náročných na přesnost a ve vývoji je technologie, umožňující operatérovi provést chirurgický zákrok na dálku prostřednictvím robotizovaných manipulátorů. Z vývoje technologie robotických paží dále těží nová generace protetických pomůcek, které umožňují majiteli znovu nabít ztracenou hybnost svých končetin pomocí exoskeletu, či ztracenou končetinu zcela nahradí. Ty pak jsou ovládány přímým spojením stroje s nervovým systémem člověka. Tímto se nabízí další vývojová cesta v oblasti robotiky a to cesta přímého spojení člověka a stroje s využitím humanoidních technologií pro vylepšení člověka samotného. Toto je ale spíše hudba daleké budoucnosti a tato cesta sebou přinese spoustu jak etických, tak technologických problémů. Ve většině současných aplikací je design v první řadě podřízen funkčním požadavkům a až na určité výjimky není brán na estetické kvality stroje ohled. Zejména oblast vývojových studií a prototypů je tak po stránce vzhledu zcela v rukou konstruktérů. Koexistence člověka a stroje vybaveného umělou inteligencí se v současné době zdá být zcela reálnou a neodvratitelnou skutečností blízké budoucnosti. Z toho důvodu je třeba radikálně vstoupit do vývoje tvarování těchto strojů a přizpůsobit je potřebám člověka tak, aby se necítil tímto strojem ohrožován a vnímal jej zcela přirozeně a veskrze pozitivně. Samotné tvarové řešení robotů je nutné již od samého počátku vytvářet s ohledem na jeho budoucí funkci a pracovní prostředí tak, aby pak byl schopen se do tohoto prostředí nenápadně začlenit.

strana

6

SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ R

2 VYMEZENÍ ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY A PŘEDBĚŽNÉHO CÍLE DISERTAČNÍ PRÁCE

2

V současné době dochází k obrovskému rozmachu robotických technologií a to nejen v oblasti průmyslové výroby, ale i v nejrůznějších oblastech běžného života. Přichází doba, kdy nás tyto technologie začnou zcela obklopovat, a proto je nutné začít řešit problematiku interakce člověka a stroje v oblasti celkového vizuálního působení. Současně také dochází k vývoji celé řady nových výzkumných robotů, které jsou prezentovány na výstavách a odborných konferencích. Pokud se hlouběji zaměříme na tyto experimentální zařízení dospějeme k závěru, že téměř žádný z nich není navržen s ohledem na jeho vizuální stránku. Tvarová harmonie je zatím bohužel pojmem, který se současné experimentální robotice zcela vyhýbá. Jedinou výjimkou jsou jen extrémně drahé profesionální projekty z oblasti humanoidní robotiky. Mým cílem je proto pokusit se integrovat estetická hlediska a požadavky do návrhu experimentálních robotů. Chci upozornit na absenci jakékoliv tvarové harmonie tím, že se budu podílet na vývoji takového robota, který by byl navržen s ohledem na estetické kvality. Ten by měl být prezentován na odborných konferencích a výstavách a působit tak na ostatní konstruktéry. Tím by projekt mohl pomoci nastartovat nové trendy v návrhu robotů, které by nyní nebyly pouze technicky funkční, ale vykazovali i estetické kvality. Mým úmyslem je zasáhnout oblast experimentální robotiky do té míry, aby přivedl ke spolupráci s designéry jiné konstrukční týmy navrhující právě experimentální roboty. Má práce by měla ukázat možný směr, či tvořit návod, jak by mohla spolupráce konstruktérů a designérů při návrhu robotů vypadat. Tato práce by měla presentovat možná řešení jednotlivých konstrukčních celků s důrazem na tvarové charakteristiky a estetickou rovnováhu. Měla by být prospěšná, jak pro samotné techniky a konstruktéry, tak poskytnout případnou inspiraci designérům, kteří by se problematikou designu robotů chtěli hlouběji zabývat. Samotný návrh designu by měl být sám o sobě výjimečný a přinášet nový úhel pohledu a invenční přístupy řešení celkové konstrukce robota.

strana

7

SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ

2.1 Základní rozdělení robotů 2.1.1 Rozdělení robotů dle základní koncepce Roboty lze rozdělit do několika kategorií dle jejich základní koncepce. Tyto kategorie se však u některých typů konstrukcí nemusí zcela shodovat, či naopak se mohou vzájemně prolínat. Je to dáno velmi širokou škálou použití robotických technologií a individuálním přizpůsobením konstrukcí pro specifické podmínky použití. Výsledem těchto optimalizací jsou pak speciální hybridní konstrukce.

Roboty stacionární - zejména výrobní automaty, manipulátory Roboty mobilní - veškeré robotické konstrukce schopné pohybu vlastní silou Roboty létající - roboty schopné letu Roboty pro vodní prostředí – veškeré konstrukce schopné funkce pod, i nad vodní hladinou, v praxi zejména hlubinné sondy. Roboty pozemní – nejrozšířenější kategorie mobilních robotů. Tyto je možné dále rozdělit dle systému lokomotace na stroje s kolovým podvozkem a kráčející konstrukce. Samotná práce bude zaměřena na kategorii pozemních experimentálních mobilních robotů.

Obr. 1 Hlubinný robot [1]

strana

8

Obr. 2 Vesmírná sonda Mars rover [2]


Obr. 3 Průmyslový robot [3]

Obr. 4 Létající robot [4]

2.1.2 Rozdělení robotů dle systému řízení

2.1.2

Roboty lze dále rozdělit dle systému řízení. Nejpokročilejší způsob řízení používají autonomní roboty. Ty jsou schopny vykonávat určité činnosti zcela samostatně a dynamicky reagovat na své okolí. Jedná se o velice náročné systémy využívané převážně na nejvyspělejších výzkumných projektech. Operátorem řízené robota jsou nejběžněji používané. Jedná se roboty, které jsou přímo řízené operátorem. Mezi tyto zástupce patří zejména průzkumné hlubinné prostředky, různé manipulátory, či chirurgické roboty. Jedná se o nejpočetnější skupinu robotů. Poslední kategorií jsou zařízení s kombinovaným systémem řízení. Tento systém pracuje na principu kombinace autonomního chování robotu a řízení operátorem. V současnosti se jedná o jeden z nejefektivnějších způsobů řízení robotů. Běžně je využíván u vesmírných sond, či jiných průzkumných prostředků.

strana

9


3 SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ

3.1 Robot Asimo

Asimo Honda, [online], [cit. 2009-10-18]. Dostupné z WWW: .

3.1.1 Projekt Asimo- základní charakteristika Projekt robota Asimo je pravděpodobně nejznámějším humanoidním robotem. Jedná se o jeden z nejpokročilejších humanoidních systémů využívající nejmodernějších současných technologií. Asimo je koncipován jako humanoidní robot určený pro kancelářské práce v prostředí, kde se pohybují lidé. ASIMO je zkratkou pro : Advanced Step in Inovative Mobility, kteréžto výrazy vystihují hlavní jeho podstatu a určení. Toto jeho určení úzce souvisí s jeho proporčním a tvarovým řešením.

3.1.2 Historie projektu Asimo V roce 1986 společnost Honda započala s vývojem humanoidního robota, který by v sobě spojoval dva hlavní principy. Těmi měly být „inteligence“ a „mobilita“. Hlavním určením tohoto projektu měla být interakce s člověkem a práce v prostředí, ve kterém se pohybují lidé. Díky tomuto zadání vyvstala celá řada problémů se samotným návrhem, který v sobě musel spojovat ne jen maximální funkčnost celého systému, ale především měl být vstřícně přijímán lidmi a umožnit tak jeho práci v každodenním životě. Spojení všech těchto snah vyústilo ve vývoj projektu P3 Prototype 3, který v sobě spojil veškeré původní požadavky. Z tohoto projektu pak vychází současný projekt Asimo.

Obr. 5 Historický přehled modelové řady robota Asino [5]

strana

10


3.1.3 The People-Friendly Robot

3.1.3

Základní proporce robota byly vybrány s ohledem na prostředí, ve kterém bude robot nasazen. Z psychologie vnímání člověka je nutné, aby robot byl malé postavy a nepůsobil tak negativně na člověka, který může masivní robotickou konstrukcí vnímat jako potenciální ohrožení. Na druhé straně musí být dostatečně vysoký na to, aby byl schopen plnit své funkce a měl přiměřený dosah na všechna zařízení, se kterými bude pracovat. Pro dosažení přátelského vnímání lidmi a s ohledem na pracovní nasazení firma Honda stanovila optimální výšku robota na 1200mm. Tato velikost odpovídá výšce dospělého člověka sedícího v křesle a usnadňuje tak komunikaci s člověkem, který se tak podvědomě necítí být tímto strojem ohrožován.

Obr. 6 Současný model robotu Asimo [5]

3.1.4 Design Základní proporce robota jsou odvozeny z průměrné lidské postavy, kde je na prvním místě dodržení shodné kinematiky pohybu. Celá postava je však přizpůsobena optimální výšce 1200mm. Základní členění jednotlivých komponent je voleno s ohledem na maximální čistotu formy a celkovou optickou vyváženost hmot. Takto navržený celek působí velice klidným a vyváženým dojmem. Jedním z hlavních cílů při návrhu designu bylo navrhnout tvarování tak, aby v lidech nevzbuzoval nepříjemné pocity a byl snadno přijímán jako běžná součást prostředí.

3.1.4

strana

11


Obr. 7 Robot Asimo- čelní pohled [5]

3.1.5 Pohybová a funkční obálka robota Asimo Pro pohyb Asima byl vyvinut nový dynamický systém chůze umožňující plynulou změnu rychlosti a směru chůze bez přerušení sekvence jednotlivých kroků. Dále pak umí lépe pracovat se svým těžištěm, což umožňuje přirozenější a rychlejší chůzi. Takto upravený systém běžně zvládá chůzi po schodech, či nakloněné rovině. Další úpravy systému pak umožnily standardní využití běhu pro rychlý pohyb.

Obr. 8 Asimo v pohybu [5]

strana

12

SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ R 3.2

3.2 Robot AIBO AIBO Sony, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW: .

3.2.1 Robot AIBO základní charakteristika

3.2.1

Mobilní čtyřnohý robot AIBO je jedním z prvních robotů určených do běžné domácnosti. V první řadě má fungovat jako zábavný objekt, společník, hračka. Nejedná se tedy o velice nákladný experimentální stroj určený pouze pro výzkumné účely. Právě naopak si klade za cíl zpřístupnit robotické technologie široké veřejnosti. Robot AIBO je vybaven řídícími algoritmy zahrnující prvky umělé inteligence. To umožňuje robotu reagovat na vnější podněty a přizpůsobovat své chování v závislosti na okolních podmínkách. Do řídicího systému jsou dále integrovány funkce, zajišťující zvídavé a hravé chování. Toto vše přináší nové zábavné funkce do oblasti robotiky a má za cíl přilákat řadu nových, schopných lidí a rozšířit tak tyto technologie mezi širokou veřejnost. Navíc je velice často využívám jako velice dostupný hardware pro výzkumné účely na školách.

Obr. 9 Robot AIBO [6]

3.2.2 Komunikace Jelikož se jedná a robotickou obdobu zvířecího společníka, je nutné zajistit určitou formu interakce, mezi strojem a člověkem. Toho je u projektu AIBO dosaženo pomocí nastavených map chování, gest a mimikou těla. Jedná se tedy převážně o neverbální způsob komunikace. Pro to je také na hlavě vybaven maticí led diod, jimiž zobrazuje jednoduché symboly a schémata nahrazující mimiku tváře. AIBO je také schopen odpovídat pomocí některé z řady předpřipravených frází.

3.2.2

strana

13


Obr. 10 AIBO při hře s míčem [6]

3.2.3 Technické parametry robota Základní rozměry: 180 (š) x 278 (H) x 319 (D) mm Hmotnost cca 1,6 kg CPU 64bit RISC procesor CPU Clock Speed 576MHz Paměť (SDRAM) 64MB Programové vybavení je uloženo na 128megabajt AIBO paměťové kartě Připojení k internetu: Wireless IEEE 802.11b, LAN karta Baterie: Lithium-ion baterie ERA-7B2

Obr. 11 Robot AIBO ve standardním bílém provedení [6]

strana

14


3.2.4 Historie projektu AIBO První generace autonomního mobilního robotu společnosti Sony, se na trh dostali v roce 1999. Jednalo se o první omezenou sérii pouze pro Japonsko, která byla první generací velice úspěšného projektu, jehož prodeje se doposud odhadují na 160 000 až 170 000 prodaných kusů. První generace modelů 1999 ESR-110 stříbrná verze určená pouze pro japonský trh. 1999 ESR-111 Druhá generace modelů 2001 ERS-210: černá, stříbrná, zlatá, červená, modrá, zelená, bílá (3 odstíny), šampaňské, 2002 ERS-210A: několik barev 2002 ERS-220 2001 ERS-311 2002 ERS-311b 2001 ERS-312 2002 ERS-31L 2003 ERS-210A Třetí generace modelů 2003 ERS-7 2004 ERS-7m2 2005 ERS-7M3

3.2.5 Design

3.2.4

3.2.5

Celkové pojetí základního tvarování a rozložení hmot, je poplatné základní filosofii projektu a jeho určení. V konečném výsledku se tedy jedná o jednoduché a čisté tvarování, které svou podstatou vychází ze základních funkčních principů. Jednoduchá a elegantní forma, je plně v souladu s celkovým pojetím robota. Jednotlivé komponenty využívají čistého organického tvarování, vycházející z jednoduchých geometrických těles.

Obr. 12 Robot AIBO- řešení designu [6]

strana

15


3.3 Robot Q-RIO Q-RIO Sony, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW:.

3.3.1 Robot QRIO základní charakteristika Projekt humanoidního robota QRIO navazuje na předchozí projekty společnosti Sony. Byl vyvinut ve vývojovém středisku Sony Intelligence Dynamics Laboratory, Inc. Jako nástupce robota AIBO. Byl zamýšlen jako společník člověka, či robotický zábavný systém. Bohužel po přehodnocení obchodní strategie firmy Sony, byl vývoj tohoto humanoidního robota i jeho zavedení do sériové výroby zastaveno. Veškeré technologie využité na tomto projektu, jsou však dále optimalizovány a mají být zužitkovány na nových výrobcích firmy Sony

Obr. 13 Robot QRIO – Sony [7]

3.3.2 Komunikace Tento projekt je navržen pro verbální i neverbální komunikaci. Neverbální komunikace s člověkem je realizována pomocí jednoduchých gest, pohybů těla a je založena na předdefinované mapě chování. Pro verbální komunikaci je robot vybaven hlasovým modulem a je schopen se vyjadřovat a komunikovat promocí předdefinované knihovny výrazů. Je také schopen reagovat na hlasové povely.

Obr. 14 Komunikace s robotem QRIO [7]

strana

16


3.3.3Technické parametry robota Robot QRIO byl prvním typem dvounohého kráčejícího robota, který byl schopen opravdového běhu. To znamená, že při běhu se po odrazu na okamžik nedotýká žádnou nohou země. Využití technologií umělé inteligence mu umožňuje pohybovat se v dynamicky se měnícím prostředí a na tyto změny prostředí adekvátně reagovat. To je demonstrováno například schopností chůze v nezpevněném terénu, dokáže kopat do míče, aniž by ztratil stabilitu a je schopen běhu. Základní rozměry: 580mm x 270mm x 190mm Hmotnost cca 7 kg CPU 64bit RISC procesor Operační systém : AperiOS (SONY's real time OS) Paměť (DRAM) 64MB Programové vybavení je uloženo na paměťové kartě Připojení k internetu: Wireless IEEE 802.11b, LAN karta Baterie: Lithium-ion baterie Délka provozu: na jedno nabijí dle zatížen cca 60 minut

3.3.3

Obr. 15 Robot QRIO [7]

3.3.4 Design Základní proporce a poměry jednotlivých částí jsou jako u většiny humanoidních robotů odvozeny od průměrných proporcí lidského těla. Základní kinematika také vychází z pohybů lidského těla a snaží se využít stejných principů. Celková velikost robota je ovšem mnohem menší, má výšku necelých šedesát centimetrů, což již působí jako hračka. Tato velikost, nebo lépe řečeno malost pramení z původního zadání tohoto projektu, jímž byl návrh dostupného zábavného robotického systému pro domácí využití. Základní proporce jsou velice vyvážené a robot působí velice klidným a příjemným dojmem.

3.3.4

strana

17


Tvarování využívá čistého a jednoduchého členění funkčních komponent, což pozitivně působí na celkovou tvarovou harmonii. Velice dominantní jsou pak jednotlivé klouby, které konstrukci přidávají na dynamickém vzezření a opticky tak odlehčují masivní plochy jednotlivých komponent. Celé koncepci dominuje jednoduché, převážně však organické tvarování, které je doplněno funkčními prvky a prolisy, což vytváří velice zajímavou hru tvarů a je tak v harmonii s hlavní myšlenkou zadání celého projetu. Velice zajímavým funkčním detailem je pak madlo na zádech robota, které je velice praktické a opticky odlehčuje celou zadní část robota.

3.3.5 Barevnost Převládající část těla robota je opatřena stříbrným metalickým lakem. Vnitřní části kloubů a drobnější plochy jsou opatřeny tmavě šedým metalickým lakem. Drobné díly jsou zhotoveny z tmavě šedého matného plastu, bez další povrchové úpravy. Kontrolní a emocionální světla jsou provedena v lehkém odstínu modré barvy. Tato kombinace barev je velice neutrální a přispívá tak k čisté a elegantní formě robota.

Obr. 16 QRIO při hře a tanci [7]

strana

18


3.4 Robot EPORO

3.4

EPORO Nissan, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW: . EPORO Nissan, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW: .

3.4.1 EPORO základní charakteristika Projekt mobilního robotu EPORO od společnosti Nissan je velice pokrokovým systémem určeným pro simulační a prezentační účely. Na těchto robotech je prezentován a testován nový systém řízení určený pro ovládání a koordinaci velkého počtu pohybujících se zařízení. Při vývoji tohoto systému se vývojáři firmy Nissan nechali inspirovat živočišnou říší. Za vzor si tentokráte vzali rybí hejno, které je schopno velice rychle a obratně měnit směr svého pohybu aniž by do sebe jednotlivý členové hejna narazili. Podle vývojářů má být tento systém využitelný v automobilovém provozu a má umožnit autonomní řízení vozidel v městském provozu. V současné době se nabízí využití tohoto systému pro předcházení dopravních nehod a zajištění vyšší plynulosti dopravy.

3.4.1

Obr. 17 Skupina robotů EPORO [8]

strana

19


3.4.2 Technické parametry robota Autonomní mobilní robot EPORO je vybaven tříkolovým podvozkem, který mu dává vysokou míru obratnosti, při zachování dobré stability. Je poháněn elektrickou pohonnou jednotkou. Pro jízdu ve skupině je každý z robotů vybaven laserovým dálkoměrem, kterým určuje polohu ostatních ve skupině. Takto získané údaje si roboti navzájem předávají, aby měl každý informace o okamžité poloze všech kolem, což jim umožňuje bezpečný pohyb v prostoru jako „hejno“.

Obr. 18 Způsob pohybu skupiny robotů EPORO [9]

3.4.3 Design Robot EPORO je po tvarové stránce velice zajímavým projektem. Prvotním motivem při jeho návrhu, bylo využití tvaru rybího těla. Tento tvar však bylo třeba dále upravit a optimalizovat pro využití tříkolového podvozku a pro změnu celkové tvarové dispozice tak, aby odpovídala použité řídící technologii. Základní tvar proto lehce obepíná veškeré vnitřní komponenty a z prvotní myšlenky využití tvaru rybího těla zůstali pouze základní rysy a části hlavy s ploutví. Na těle robota jsou pak po stranách a v zadní části naznačeny ploutvičky. V některém ohledu tento tvar spíše připomíná stylizované kuře. I přes částečný odklon tvarového řešení od základní myšlenky, je takto navržený robot velice elegantní a tvarově čistý. Jednotlivé proporce jsou dobře sladěny a velké plochy jsou rozděleny technologickými spárami, což do této tvarové kompozice vnáší určitý dynamický prvek. Tělo robota je děleno na horní část, kterou vymezuje hlava a spodní, ve které jsou uloženy veškeré technologické celky. Hlava je od těla opticky oddělena svítícím barevným pruhem. Obličejové části pak dominuje rozměrný černý štítek, do kterého jsou vsazeny velké barevně podsvětlené oči oválného tvaru. Tyto nejsou funkční a mají pouze estetickou funkci pro presentační účely. Na zadní straně hlavy, pak dominuje naznačená ploutev. Samotné tělo robota je pak zhruba v polovině opticky rozděleno výraznou černou spárou, do které jsou integrovány laserové dálkové senzory. Po obou stranách a v zadní části je tvar dramaticky rozšířen a opatřen výraznou hranou, jež má připomínat rybí ploutve. Do bočních „ploutví“ jsou pak zasazena hlavní hnaná kola podvozku, v zadní části je pak uloženo jedno pomocné kolečko, které je uloženo jako vlečné bez dalšího řízení. Toto je pak jednoduše kapotováno kulovou plochou, jež jednou polovinou vystupuje z obrysu robota. Celkové tvarování je velice příjemné a neagresivní, přesto velice zajímavé. Tvarová forma robota odpovídá jeho základní funkci, jíž je prezentace nového systému řízení. strana

20


3.4.4 Barevnost Barevné řešení je pojato velice zajímavě a využívá celé škály pastelových metalických laků. Roboty jsou určeny pro jízdu ve skupině, a proto je barevné odlišení jednotlivých strojů zcela na místě. Přesto jsou jednotlivé odstíny barev vybrány tak, aby skupina nepůsobila nesourodým dojmem. Spojujícím prvkem všech jedinců je využití černé barvy v obličejové části a jednotného řešení prosvětlených segmentů modrou barvou. Veškeré technologické spáry jsou pak provedeny v černé barvě. Každý robot je také na přední straně opatřen reklamním logem Nissan a nápisem EPORO.

3.4.4

Obr. 19 Barevné provedení robotů EPORO [8]

strana

21


3.5 Robot PINO Project Robot PINO, JST ERATO Kitano Symbiotic Systems, [online], [cit. 2009-10-19]. Dostupné z WWW: . Project Robot PINO, JST ERATO Kitano Symbiotic Systems, [online], [cit. 2009-10-19]. Dostupné z WWW: . Project Robot PINO, JST ERATO Kitano Symbiotic Systems, [online], [cit. 2009-10-19]. Dostupné z WWW: . JST ERATO Kitano Symbiotic Systems Project Project Director: Hiroaki Kitano Ph,D. Art and Design Director: Tatsuya Matsui Mechanic Design: Fuminori Yamasaki Space Design: Motoi Nakamikawa, Nami Kashimura Design Assistant for PINO: Hiroyuki Hoshino

3.5.1 Robot PINO základní charakteristika Projekt robota PINO je další z řady humanoidních robotů z dílny Hiroaki Kitano Ph, D. Jedná se o humanoidního dvounohého mobilního robota, který je vyvíjen pro domácí a zábavné využití. Projekt robota PINO se dá zařadit do stejné kategorie jako robot QRIO od společnosti Sony. Základní proporce jsou odvozeny z velikosti asi ročního dítěte, kteréžto mají být nejvstřícněji vnímány lidmi. Celková výška tedy vychází asi na 75cm. Proporce ostatních částí těla robota, jsou velice přesně odvozeny z průměrné velikosti dětského těla. Díky tomu má být robot přátelsky vnímán širokým okolím a nemá v lidech vzbuzovat negativní emoce, či působit jako potenciální ohrožení. Další výzkum a praktické testy ukázali, že robot PINO v lidech opravdu nevzbuzuje strach, ba právě naopak. Takto proporčně řešený robot vzbuzoval i v nezúčastněném pozorovateli objektivní zájem a vzbuzoval větší pozornost, než stejně velký humanoidní robot, ale hmotově vycházející z proporcí dospělého člověka, či většího dítěte.

Obr. 20 Robot PINO [10]

strana

22


3.5.2 Technické parametry robota Konstrukce robota PINO je velice jednoduché a přitom maximálně funkční. Tělo robota se skládá ze základní ocelové kostry, do které jsou uloženy veškeré funkční komponenty. Tento celek je pak opatřen tvarovou karoserií. Celková výška stojícího robota je 750 mm.

Obr. 21 Robot PINO v pohybu [11]

3.5.2

3.5.3 Design Jak již bylo zmíněno, základní proporce i poměry jednotlivých částí robota jsou odvozeny od průměrných proporcí těla asi ročního dítěte. Jednotlivé části jsou tvarovány s ohledem na co možná maximální možnou jednoduchost. To v konečném výsledku působí velmi čistě a jednoduše, avšak některé detaily a technologické celky kloubů nejsou kryty a tato místa pak působí rušivým dojmem. Celková koncepce robota je vedena v jednoduchých čistých liniích, s využitím převážně organického tvarování bez množství zbytečných prolisů a nefunkčních ornamentů. Jedinými prvky, které ozvláštňují jinak zcela hladký povrch jsou drobné plastové detaily provedené v kontrastní zelené barvě. Ty lemují ramenní klouby a vytvářejí jednoduchý kontrastní detail na zádech robota. Ve stejném duchu jsou pak po obou stranách hlavy provedeny dekorativní kružnice. Hlavě robota dominuje rozměrný černý štítek, který jí dává vzezření motoristické helmy. Zvláštností tohoto robota je dlouhý nos provedený z organického skla, který má svůj původ v pohádce o Pinocchiovi, kterého tento robot má připomínat.

3.5.3

strana

23


3.5.4 Barevnost Převážná část povrchu robota je provedena v bílém lesklém laku. S takto čistým povrchem silně kontrastují drobné detaily, opatřené výrazným zeleným lesklým lakem. Tento kontrast působí velice zajímavě a v konečném důsledku vnáší určitý prvek dynamičnosti do jinak zcela monotónní, místy až nudné záplavy bílé barvy. Čelní štítek na hlavě robota a krytování krční části konstrukce jsou opatřeny černým lesklým nátěrem. Čelní štítek není transparentní, má pouze dekorativní charakter.

Obr. 22 Proces návrhu robota PINO [12]

strana

24


3.6 Robot ROVIO ROVIO Wow wee, [online], [cit. 2009-10-21].Dostupné z WWW: . ROVIO Wow wee, [online], [cit. 2009-10-21].Dostupné z WWW: .

3.6.1 Robot ROVIO základní charakteristika Projekt kolového mobilního robotu od společnosti Wow Wee je velice zajímavý již svojí netradiční, jednoduchou a velice efektivní konstrukcí, která se diametrálně odlišuje od většiny ostatních robotů této kategorie. Ve své podstatě se jedná o mobilní průzkumný prostředek, mající mnoho společného s robotickými sondami pro výzkum cizích planet. Je ovšem mnohonásobně zjednodušen, upraven a přizpůsoben jinému průzkumu, průzkumu bytových, či kancelářských obytných prostor. Nejedná se ovšem ani o nový špionážní prostředek! Projekt je určen hlavně pro zábavní a vývojové účely. V současné době je již zaveden do sériové výroby a tím pádem dostupný každému zájemci o robotické technologie. Prvotním cílem bylo vytvoření pouhé mobilní webové kamery. Postupným vývojem se z tohoto projektu stal velice sofistikovaný, přitom jednoduchý systém, umožňující splnit celou řadu úkolů. Je schopen autonomně zaznamenávat a pomocí Wi-Fi připojení k internetu přeposílat jím pořízené fotografie, videa, či zvukové záznamy, z jakéhokoliv pro robota dostupného místa v interiéru. V interiéru je schopen fungovat zcela autonomně a po obdržení úkolu jej samostatně splnit, tím může být vytvoření jakéhokoliv multimediálního záznamu z definované pozice. Pro tento účel je vybaven GPS modulem. Příkazy je mu možné předávat přes internetovou síť. V případě docházející energie je schopen sám nalézt dokovací stanici, ke které se připojí a setrvá po celou dobu čerpání energie. Po té je schopen vykonávat další úkoly.

Obr. 23 Robot ROVIO [13]

3.6.1

strana

25


Výraznou nevýhodou tohoto systému je velice jednoduchý systém navigace, který vyžaduje v každé místnosti, kde má ROVIO autonomně pracovat umístění pevného světelného navigačního bodu. Tyto světelné body pak fungují jako body orientační, od kterých ROVIO určuje vlastní pozici. Je to z toho důvodu, že si sám nedokáže naskenovat prostředí a vytvořit tak relativní prostorové mapy. Jedná se tedy o velice zajímavý systém se silným potenciálem pro případné další úpravy a implementaci dokonalejší formy umělé inteligence.

3.6.2 Technické parametry robota Řešení celé konstrukce odpovídá požadavkům na levnou sériovou výrobu, při zachování funkčních parametrů. Celé tělo robota je tedy sestaveno z plastových dílů vyrobených technologií tlakového vstřikování plastů do forem. Nejzajímavější částí konstrukce je podvozek. Ten je netradičně opatřen třemi všesměrovými koly, jejichž hlavní osy se protínají zhruba ve střední části těla robota. Osy tedy nejsou rovnoběžné. Každé kolo je poháněno vlastním elektromotorem a změnou otáček jednotlivých kol je možné plynule měnit směr a rychlost jízdy pohybu do všech směrů. Robot je díky tomu schopen plynulé jízdy bokem, nebo se otočit téměř na místě. Samotná všesměrová kola se skládají z vlastního velkého kola, ve kterém je uloženo deset menších kol soudečkového tvaru. Ty jsou pravidelně ve dvou řadách umístěna po jeho obvodu. Zásadní nevýhodou tohoto typu podvozku je nutnost jízdy pouze po hladkém a dostatečně rovném podkladu. Proto je jízda robota s tímto typem podvozku v nezpevněném terénu absolutně vyloučena. Tím je provoz Rovia omezen pouze na interiéry, v běžném venkovním prostředí prakticky nemá šanci bezpečně fungovat. Na horní straně robota je umístěno rozměrné výsuvné rameno, které je v přední části opatřeno CCD kamerou, mikrofonem a reproduktory. To robotu umožňuje sledovat prostředí a takto získaná data dále zpracovávat. Z horní strany je rameno opatřeno senzorem, který pro přesnou orientaci v prostoru sleduje pomocné poziční body. Pro méně přesné určení polohy je také vybaven GPS modulem. Datové spojení je zajištěno bezdrátovým připojením Wireless IEEE 802.11b, jehož anténa se nachází v zadní části těla robota.

Obr. 24 Pohled na všesměrová kola robota ROVIO [14]

strana

26


Rozměry: 340 x 300 x 350 mm Hmotnost: 2,3 kg Kompatibilita: PC Mobilní telefon Smartphone PDA Videoherní konzole Akumulátor: 6 V NiMH 3000 mAh

3.6.3 Design Tento unikátní robot se vyznačuje velice zajímavým a relativně složitým tvarováním, které v divákovi evokuje pocit, že právě hledí na nějakého brouka z vědecko-fantastického filmu. K tomuto pocitu velice přispívá mírně klenutá horní strana, která silně připomíná krovky brouka. Ostře řezané křivky se dynamicky objevují a zase ztrácejí, přecházejí z jednoho dílu na druhý a podtrhují tak velice dynamickou tvářnost tohoto stroje. Působí opravdu jak z jiné planety, planety mimozemských brouků. Tento výraz navíc ještě umocňují všesměrová kola, která jsou v centrální části opticky rozdělena pětiúhelníkem. Celé to složité dělení jednotlivých ploch a brutální tvarování má zřejmě za cíl jediný účel, dát jasně najevo, že právě hledíme na nekompromisní a inovativní produkt Na druhé straně ovšem musím poznamenat, že takto zvolený způsob tvarování není v žádném případě vhodný pro každodenní provoz v běžné domácnosti. Takto agresivní tvary mohou na člověka negativně působit a podvědomě v něm vytvářet pocit nebezpečí a obav. Opravdu se v žádném případě nejedná o opticky příjemné a k člověku přívětivé zařízení.

3.6.4 Barevnost Celková barevnost se opět nese v technicistním a pochmurném duchu. Celá horní strana stroje je vyvedena v kombinaci lesklé a matné černé barvy. Spodní část je pak dle modelu provedena ve světlém, či tmavém odstínu šedi. Barevný kontrast pak k velkým tmavým plochám vytváří tenké modré linky ve tvaru pětiúhelníků na kolech robota a několik menších modrých světel po obvodu horní strany trupu robota. Celkově však jde o velice zdařilou a harmonickou kombinaci barev.

Obr. 25 Celkové řešení robota ROVIO [14]

3.6.3

3.6.4

strana

27


3.7 Partner robot Toyota Partner robot Toyota, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: . Partner robot Toyota, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: . Partner robot Toyota, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: .

3.7.1 Partner robot Toyota základní charakteristika První pokusy praktického využití robotických technologií u společnosti Toyota, jsou zaznamenány již v sedmdesátých letech. Na základě dlouhodobého výzkumu průmyslových robotů, bylo rozhodnuto o vývoji nových typů robotů, kteří by ulehčili lidem život. Tato nová generace měla být využitelná v každodenním životě člověka, například pro práce v domácnosti, či jako robotický ošetřovatel ve zdravotnictví. V současné době tyto roboty fungují spíše v oblasti presentačních a zábavních systémů. Tato prvotní myšlenka byla dále rozvíjena a pro výstavu EXPO 2005 byla vyrobena řada tří partnerských robotů, která měla presentovat technické a technologické možnosti společnosti. Tyto tři základní typy robotů se navzájem liší koncepcí pohybu. Dva základní modely jsou vybaveny kolovým podvozkem, třetí prototyp je vybaven dvounohým kráčejícím „podvozkem“ a spadá do kategorie humanoidních robotů. Svým účelem jsou všechny určeny pro zábavní a presentační účely. Postupem času byla těchto konstrukcí vyrobena celá série a jednotlivé typy se v rámci základní koncepce liší pouze v drobných detailech. Na výstavách a soutěžích jsou převážně presentováni jako roboti hudebníci.

Obr. 26 Partnerští roboti společnosti Toyota [15]

strana

28


3.7.2 Technické parametry robota

3.7.2

Humanoidní robot „trumpetista“ Základním typem je dvounohý humanoidní robot. Jedná se o nejvyspělejší a nejnáročnější model z řady partnerských robotů Toyota. Koncepčně se jedná o robota spadajícího do stejné kategorie, jako projekt humanoidního robota Asimo společnosti Honda. Celkové proporce robota jsou odvozeno od proporcí průměrného dospělého člověka. Tento model je schopen plynulé chůze, ne však běhu. Je vybaven párem plně funkčních a velice citlivých robotických rukou, kterými je schopen vykonávat různé náročné úkony, což presentuje hrou na hudební nástroje. Je vysoký 1522mm a hmotnost je udávána na hranici 56 kg.

Obr. 27 Humanoidní robot Toyota [16]

Robot vybavený dvoukolovým podvozkem Druhým konstrukčním typem je robot vybavený kolovým podvozkem. Jedná se o model, který svým charakterem připomíná ženskou postavu, avšak místo nohou je vybaven dvojicí kol, která jsou umístěna po stranách spodní části trupu. Na těchto kolech je schopen bezpečně udržovat stabilitu a vykonávat přitom různé úkony. Tento typ podvozku mu dovoluje pohyb vyšší rychlostí s nízkými nároky na spotřebu energie. Je vysoký 100 cm a jeho hmotnost se dle výbavy a modelového provedení pohybuje kolem 35 kg.

Obr. 28 Roboti s kolovým podvozkem [16]

strana

29


Robot vybavený klouzavým podvozkem Poslední z řady partnerských mobilních robotů Toyota, je svojí koncepcí velice blízký předchozímu modelu s dvoukolovým podvozkem. Celou horní část těla mají tyto modely prakticky shodnou a neliší se ani výškou. Jediným rozdílem je samotná podvozková platforma a systém pohybu. Tento model je vybaven zvláštním způsobem pohybu a tím je klouzání po podkladu. Toho je dosaženo využitím kluzných ploch v kombinaci s malými koly, které zajišťují potřebnou trakci a vytváří tak potřebnou propulsní sílu. Tento způsob pohybu nedovoluje sice dosažení vysoké rychlosti a obratnosti, na druhé straně však oplývá vysokou mírou vlastní stability a může tak plnit úkoly náročné právě na přesnost a stabilitu. U tohoto modelu je vysoký předpoklad, že po většinu času bude pracovat v omezeném prostoru a nebude příliš často měnit svojí polohu. Z principu se však může pohybovat pouze po hladkém a rovném terénu. Výška tohoto modelu je zhruba shodná s předchozím typem a činí cca 100cm. Hmotnost činí 35 kg.

Obr. 29 Roboti s „klouzavým“ podvozkem [16]

3.7.3 Design Celá řada partnerských robotů firmy Toyota je řešena v jednotném vizuálním stylu a striktně dodržuje tvarovou příslušnost modelové řady. Celkově se jedná o tvarové řešení vycházející z geometrických primitiv, které jsou sestaveny do jednotlivých celků a navzájem spojené jednoduchými křivkami. Ty plynule obepínají tvary jednotlivých komponent a do základních objemů vnáší jednotící a dynamizující prvek. Základní tvarování se snaží udržet jednoduchou formu, ale v určitých detailech je samotný tvar až přespříliš komplikovaný a místy ne sebe jednotlivé objemy navazují zcela čistě. Veškeré modely spojuje použití unifikovaných prvků, zejména tvarování hlavy a horní poloviny těla. Tyto díly se u jednotlivých modelů liší jen nevýrazně.

strana

30


Spodní část těla je již řešena pro každý model jiným způsobem a respektuje základní princip pohybu, který nijak neskrývá a celkově tak vychází velmi čisté tvarování.

3.7.4 Barevnost

3.7.4

Všechny modely opět využívají jednotné barevnosti s opakujícími se základními motivy. Převažující barvou je lesklá bílá, která je zcela v souladu s určením stroje a působí velmi neutrálně, místy až chladně. Celkové ladění barev je vzhledem k použitému tvarování velice vhodné a v kombinaci s použitými modrými detaily působí velmi čistým a klidným dojmem. Na hlavě robota jsou pak naznačeny velké černé oči, provedené v lesklém černém laku. Po obou stranách hlavy, jsou pak roboti vybaveni rozměrnými prosvětlenými plochami kruhového tvaru, které zřejmě mají za úkol imitovat uši člověka. V konečném důsledku tak robot působí trochu jako komická pohádková postavička, což nevím, zda bylo záměrem tvůrců, či spíše nechtěným vedlejším efektem.

Obr. 30 Roboti „hudebníci“ [17]

strana

31


3.8 Robot HUBO HUBO Samsung, [online], [cit. 2009-10-24].Dostupné z WWW: . HUBO Samsung, [online], [cit. 2009-10-24].Dostupné z WWW: .

3.8.1 Robot HUBO 4 základní charakteristika Robot HUBO 4 je zatím posledním modelem vývojové řady humanoidních robotů společnosti Samsung. Tento model byl dokončen v roce 2008. Vývoj robotů HUBO u společnosti Samsung však započal již v roce 2007, kdy byl vyvinut první model z řady humanoidních robotů HUBO 1. Název projektu HUBO je odvozen ze dvou slov, HUmanoid a roBOt. Vývoj samotného projektu se uskutečnil pod záštitou Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST). Tento robot není vyvíjen v přímé návaznosti na současnou výrobu. Jedná se o vývojový projekt, mající za cíl navrhnout a v praxi ověřit nové technologie.

Obr. 31 Robot HUBO [18]

strana

32


3.8.2 Technické parametry robota Koncepčně se opět jedná o technicky velmi vyspělou konstrukci humanoidního mobilního robota. Základní kinematika pohybu a vzájemné proporce jednotlivých součástí, jsou odvozeny od proporcí průměrné dospělé lidské postavy. Modelová řada robotu HUBO KHR-4 je schopna plynulé chůze s velmi nízkou spotřebou energie, to je umožněno novým flexibilním systémem uložení jednotlivých kloubů dolních končetin. Standardní rychlost chůze dosahuje hodnoty 1,4 km/h. Tento typ je též schopen ustáleného běhu rychlostí až 3,3 km/h. Od předchozího modelu KHR-3 se liší sníženou hmotností horních končetin, které jsou optimalizovány pro správný úchop různých předmětů. Ty je schopen uchopit stejným způsobem jako člověk. Velký počet stupňů volnosti přináší robotu HUBO vysokou míru obratnosti a flexibilitu, díky čemuž je schopen vykonávat cvičení Taichi, či tančit. Jeho konstrukce disponuje celkem třicetidevíti stupni volnosti, spodní část těla má dvanáct stupňů volnosti, krk tři, paže disponují čtrnácti a ruce pak desíti stupni volnosti. Výška robota je 130 cm, jeho hmotnost pak činí 45 kg.

Obr. 32 Konstrukce roboto HUBO [18]

3.8.2

strana

33


3.8.3 Design Humanoidní robot HUBO se svým tvarovým pojetím lehce odlišuje od předchozích robotů této kategorie. Základní proporcionalita je u všech zhruba stejná, ale HUBO se vyznačuje využitím ostrých hran a kubických hmot, které tak člení jeho strukturu do jakýchsi bloků. Tyto základní bloky jsou k sobě připojeny složitě tvarovanými klouby. Větší plochy jsou pak dále rozděleny prolisy. Toto vnáší do celé koncepce jakýsi neklid a robot tak působí relativně dynamicky. Tento způsob tvarování je pak velice zřetelný na skladbě hmot jeho nohou. Velice zajímavým prvkem jsou pak vodiče spojující jednotlivé části robota. Ty jsou vyvázány do silných svazků, které vedou volně prostorem v jeho zadní části. Vytváří tak velice kontrastní prvek k částečně kubisticky pojatým hmotám hlavní konstrukce. Celkově však takto řešené tvarování působí docela kompaktním dojmem a jednotlivé poměry hmot jsou ve vzájemném souladu. Velmi charakteristickým rysem jsou dynamické linie, které se jakoby vypínají vzhůru přes celé jeho tělo.

3.8.4 Barevnost Celkové pojetí barevnosti je opět velmi decentní. Převážná část celé konstrukce je opatřena stříbrným metalickým lakem. Tato barva je v souladu se základní koncepcí a podtrhuje tak tvarové řešení celé konstrukce. Střední část trupu robota je pak opatřena kontrastním metalickým lakem, který se podle jednotlivých modelů může lišit, většinou je však zvolen tmavý modro-šedý odstín. Do této tmavé části je pak umístěn bílý nápis HUBO. Hned pod ním je pak modrý nápis KAIST. Na hlavě robota je pak umístěn rozměrný černý štítek.

Obr. 33 Robot HUBO v pohybu [19]

strana

34


3.9 Robot ENON

ENON Fujitsu, [online], [cit. 2009-10-23]. Dostupné z WWW: . ENON Fujitsu, [online], [cit. 2009-10-23]. Dostupné z WWW:

3.9.1 Projekt ENON základní charakteristika Projekt ENON společnosti Fujitsu spadá do stejné kategorie jako partnerské roboty firmy Toyota a byl vyvinut ve spolupráci laboratoří Fujitsu Laboratories a Fujitsu Frontech. Jedná se servisní roboty, či robotické společníky, kteří mají za úkol pomáhat lidem v každodenním životě. Jsou zvláště určeni pro podávání informací, střežení objektů, doprovod, či jiné pomocné činnosti. Tyto roboty jsou již zavedeni do sériové výroby a v omezené sérii jsou prodáváni na Asijském trhu. Základní předpokládané úkoly : Poradenství a doprovod Tento robot je plně přizpůsoben pro presentaci, například výstavních exponátů. Je schopen zaregistrovat přítomnost člověka a verbálně, či přes integrovaný LCD display mu pak předat příslušné informace, či jej přímo doprovodit na požadované místo. Doprava předmětů Je také schopen ve vnitřní schránce převést omezené množství nákladu, které uloží přímo na požadované místo, či s nimi jinak manipulovat. Bezpečnostní hlídky ENON je dále schopen střežit různé objekty a na případné narušení bezpečnosti okamžitě reagovat. Při tom je schopen přenášet obraz, či jiná data na centrálu. Funkce hlídkování dále umožňuje pracovat v davu lidí a tento případně usměrňovat na správné místo, čímž může zlepšit dopravní obslužnost některých míst.

Obr. 34 Robot ENON [20]

3.9.1

strana

35


3.9.2 Technické parametry robota Koncepčně se jedná o mobilního robota vybaveného kolovým podvozkem. Ve střední části trupu, je pak opatřen rozměrným dotykovým LCD panelem. V horní části těla je vybaven dvojicí jednoduchých paží, kterými je schopen provádět základní typy úchopů. Na trupu je pak umístěna stylizovaná hlava, která má usnadnit komunikaci s člověkem a robotu tak dává částečně lidské vzezření. Celková výška robota činí 1300mm, maximální šířka v ramenou je asi 560mm a hloubka těla je pak maximálně 540mm. Celková hmotnost prázdného stroje činí přibližně 50 kg. Robot je schopen pohybu po rovném, hladkém povrchu maximální rychlostí 3 Km/h Pohyb mu umožňuje kolový podvozek, který je vestavěn do spodní části těla. Takto koncipovaný robot sice není nikterak obratný, ale s ohledem na jeho základní určení to je zcela dostatečné. Každá paže disponuje pěti stupni volnosti, plus jeden stupeň volnosti připadá na ruku. Hlava je na trupu uložena se dvěma stupni volnosti. Podvozek je vybaven koly, na každé pak připadají dva stupně volnosti. Maximální nosnost robota je 10 kg nákladu pro přepravní schránku uvnitř těla robota. Ta má rozměry 270 x 320 x 280 mm. Disponuje také možností přenášet rameny drobnější předměty do hmotnosti 0,5 kg. Do trupu je pak dále vsazen LCD dotykový display o úhlopříčce 10,5“. Připojení k inernetu je možné pomocí bezdrátové sítě Wifi, či klasické sítě LAN. Robot je napájen akumulátorovým packem, jež je složen ze sady Nickel-Metal Hydride baterií.

Obr. 35 Čelní pohled na robota ENON [20]

strana

36


3.9.3 Design Celkové tvarové řešení je velice jednoduché a maximálně funkční. Jednotlivé díly tvarově vychází z jednoduchých objemových primitiv, které jsou dále optimalizovány a spojovány až do dosažení potřebného vzhledu. Spodní část trupu vychází z válcové části, na kterou je pak uložena střední část trupu kubického tvaru se zaoblenou přední stranou. Do horní části těla robota je pak vetknut LCD display, který tak tvoří výraznou dominantu. Paže robota opět vychází z jednoduchého geometrického tvaru. Z obrysu těchto paží pak zřetelně vystupují jednotlivé klouby, které mají výrazné válcové tvarování. Paže jsou pak zakončeny jednoduchou rukou kuželovitého tvaru. Horní straně konstrukce pak dominuje výrazná hlava kulového tvaru, která má na přední straně výrazný průhledový štítek kapkovitého tvaru. Takto navržené tvarování působí relativně čistým dojmem a plně koresponduje se zaměřením projektu. Samotný tvar nepůsobí nijak agresivním dojmem, tudíž je velice pozitivně vnímán lidmi. Svým provedením a relativně nejednotnou strukturou však stále není zcela optimalizovaným tvaroslovím.

3.9.4 Barevnost

3.9.3

3.9.4

Spodní válcová část robota je provedena v šedé barvě. Na ni navazuje střední část těla v bílém lesklém laku. Oblast ramen a hlavy robota je pak možné zakoupit ve třech variantách barevného provedení. Na výběr jsou žlutá Citrus, Bílá Lily a Modrá Lavender. Obličejový štítek je pak vyroben z černého transparentního plastu. Celkové pojetí barevného provedení je velmi decentní a působí klidným a vyváženým dojmem.

Obr. 36Barevné varianty robotů ENON [21]

strana

37


3.10 Robot HRP-3 PROMET Mk-II HRP-3 PROMET Mk-II Kawada, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: . HRP-3 PROMET Mk-II Kawada, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: .

3.10.1 Robot HRP-3 PROMET Mk-II základní charakteristika Projekt humanoidního mobilního robota společnosti Kawada byl vyvinut pod záštitou projektu pro vývoj nových technologií New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO). Cílem tohoto výzkumného projektu je návrh autonomního humanoidního robota schopného manuální práce v náročných podmínkách, jaké jsou běžné například v energetickém, strojním, či stavebním průmyslu. S trochou nadsázky by tento projekt šlo označit za snahu o vývoj robotického dělníka.

.

Obr. 37 Robot HRP-3 PROMET Mk-II [22]

3.10.2 Technické parametry robota Robot Promet je humanoidní autonomní mobilní stroj, určený pro nasazení v těžkých podmínkách průmyslové výroby. Základní proporce robota a kinematika pohybu je odvozena z průměrné postavy dospělého člověka. Po dokončení vývoje má být nasazen jako plnohodnotná náhrady za lidské dělníky. Vzhledem k předpokládaným podmínkám nasazení je PROMET navržen s důrazem na co možná nejvyšší odolnost a životnost všech částí konstrukce. Veškeré komponenty jsou navíc prachotěsné a voděodolné, tudíž je robot schopen práce v prašném a mokrém prostředí, jako jsou například stavby, či dílenské provozy. Vzhledem k uzavřené konstrukci, je robot vybaven speciálním systémem pasivního strana

38


chlazení, který odvádí odpadní teplo z vnitřních částí konstrukce na povrch, kde je vyzářeno do okolního prostředí. Dále je vybaven zdokonalenou rukou, kterou je schopen provádět přesné a jemné operace. Tato robotická ruka má stejnou morfologii jako ruka lidská, díky čemuž je schopen ovládat veškerá běžná zařízení. Samotná paže má sedm stupňů volnosti, plus dalších šest stupňů volnosti má každá ruka. Celkem tedy robot disponuje čtyřiceti-dvěma stupni volnosti, což mu zaručuje vysokou flexibilitu Proporčně se jedná o jeden z největších vysoce vyspělých humanoidních robotů. Jeho výška je 1606 mm, šířka 693mm a tloušťka přes hruď činí 410mm. Jeho hmotnost je 68 kg včetně baterií. V normálním režimu je schopen pracovat po dobu 120 minut. Zajímavou schopností robota je možnost stabilní chůze po kluzkém povrchu, což je jedním z mnoha předpokladů pro jeho nasazení v náročných podmínkách průmyslu a stavebnictví

Obr. 38 Testy odolnosti a stability robota PROMET [22]

3.10.3 Design Z hlediska designu se jedná o velice tvarově zajímavou konstrukci, která se velice výrazně odlišuje od předchozích humanoidních robotů. Asi nejvíce markantní je rozdíl koncepčních schémat patrný při porovnání s projektem partnerských robotů firmy Toyota. Zde je zcela jasně patrná přímá závislost použitého tvarosloví na předpokládaném pracovním prostředí a účelu stroje. Robot Promet svým vzezřením dává jasně najevo, že se nejedná o zábavní systém do domácího prostředí. Jsou zde okamžitě patrné ostré tvrdé rysy, které naznačují jeho pravou funkci. Brutální tvrdý stroj do náročných podmínek. Tento fakt je zcela zřejmý již na první pohled. Ostré přímo řezané kubické tvary a linie jsou

3.10.3

strana

39


opravdu tím pravým prostředkem pro zvýraznění síly a odolnosti. U tohoto robota se opravdu povedlo plně skloubit použité tvarosloví s předpokládanou funkcí. Jednotlivé části robota jsou svojí podstatou založené na jednoduchých objemových primitivkách, které se vrší jedna na druhou až do dosažení potřebného tvaru. Takto strukturovaný díl nijak neskrývá svou pravou funkci a je přesně účelový. Výrazné klouby a ostré strohé linie jednotlivých komponent spolu vytvářejí velice zajímavý efekt a podtrhují tak celkovou dynamiku této konstrukce. Výsledné spojení nekompromisního kubického tvarování s velice zajímavou tektonikou jednotlivých hmot, celkově působí velice zajímavým a vyváženým dojmem.

3.10.4 Barevnost Základní použitou barvou je zde bílá. Tato dominuje celé konstrukci a mírní tak velice dominantní a agresivní tvarování stroje. Různé krytování a drobné detaily, jsou pak opatřeny šedým metalickým lakem. Na pažích a zadní straně hlavy, jsou pak použity tenké pruhy modré barvy, které přináší drobné barevné oživení. Na hlavě robota je naznačený černý štítek, který robotu dodává nebezpečný výraz. Celkově je zde použitá barevnost relativně vyvážená, ale v některých ohledech dramaticky potlačuje nekompromisní výraz a dynamiku použitého tvarosloví. Takto zvolená barevnost může v některých případech působit až nudně.

Obr. 39 Robot PROMET při práci [23]

strana

40

ANALÝZA, INTERPRETACE A ZHODNOCENÍ POZNATKŮ REŠERŠE R

4 ANALÝZA, INTERPRETACE A ZHODNOCENÍ POZNATKŮ ZÍSKANÝCH NA ZÁKLADĚ REŠERŠE

4

Analýzou historického a současného stavu oblasti robotiky jsem došel k závěru, že celá tato problematika je nesmírně široká a komplikovaná. Proto bude nutné přesně vymezit oblast aplikace designu v robotice, které se v samotné dizertační práci budu dále věnovat. Z výše uvedené rešeršní části je zcela zřejmé, že oblast základního výzkumu aplikované robotiky, je do jisté míry oproštěna od hledisek zabývající se tvarovou harmonií a čistotou formy. Převážná většina nových robotů jsou čistě účelové konstrukce, které nemají s ladností tvaru a formy nic společného. Postupem času a v průběhu vývoje, je však téměř vždy třeba základní koncepci upravit pro potřeby presentací a brát tak ohled na vizuální kvality stroje. To se zpravidla neobejde bez vysokých nákladů a je provázeno velmi vysokou pracností, kde je třeba vyvinout zcela nové komponenty a upravit stávající technologie. Zde je nasnadě, že by bylo mnohem vhodnější nové roboty a robotické technologie navrhovat již od samého počátku s ohledem na budoucí tvarové řešení a již od prvotní myšlenky na projektu spolupracovat s designérem. Jednou z mála výjimek v této oblasti tvoří právě nejmodernější a nesmírně finančně náročné projekty převážně humanoidních robotů, u kterých se již od počátku počítá s jejich nasazením v prostředí, kde se pohybují lidé. Díky tomu je zpravidla již z počátku vývoje brán ohled na celkové tvarování a vyváženost hmot. Výše uvedená rešeršní část představuje hlavní nejvyspělejší robotické systémy a technologie. Dále pak na nich presentuje současný stav a přístupy k návrhu designu v oblasti robotiky.

strana

41

VYMEZENÍ CÍLE DISERTAČNÍ PRÁCE A NÁVRH ZPŮSOBU JEJÍHO ŘEŠENÍ

5 VYMEZENÍ CÍLE DISERTAČNÍ PRÁCE A NÁVRH ZPŮSOBU JEJÍHO ŘEŠENÍ Po zvážení svých technických a technologických možností, jsem se rozhodl svůj výzkum zaměřit na oblast experimentálních a studijních robotů, které jsou v současné době navrhovány bez ohledu na jakékoliv estetické kvality. Cílem mé disertační práce je tedy prozkoumat a analyzovat možné postupy nutné pro úspěšný návrh experimentálních robotů. Veškeré takto získané informace budou využity při návrhu experimentálního mobilního robotu. Hlavním výstupem mé práce bude prototyp experimentálního robota. Ten bude již od samého počátku navrhován s ohledem na veškeré technické, technologické a estetické požadavky, které jsou na moderní experimentální roboty kladeny. Vzhledem k náročnosti a šíři řešené problematiky není možné, abych veškeré konstrukční a vývojové práce na tomto projektu uskutečnil sám. Mým úmyslem je proto při vývoji spolupracovat s konstrukčním týmem odboru Mechatroniky, Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky, Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Realizace cíle disertační práce předpokládá splnění následujících dílčích cílů: Analýza problematiky robotických technologií a studium základů jejich funkce při spolupráci s konstrukčním týmem odboru Mechatroniky, Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky, Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Vypracování návrhu experimentálního mobilního robotu vytvořeného již od samého počátku s ohledem na veškeré technické, technologické a estetické požadavky, které jsou na moderní roboty kladeny. Tento návrh by měl spojovat maximální funkčnost dané konstrukce s využitím netradičních koncepčních schémat a vytvořit tak zcela ojedinělý projekt, který by vlastní tvarovou harmonií a zajímavostí formy vybočoval ze současné produkce experimentální robotiky. Tento projekt bude realizován za spolupráce konstrukčního týmu odboru Mechatroniky, Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky. Výsledkem bude konstrukčně zcela funkční prototyp experimentálního robotu.

strana

42

SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÍ DISERTAČNÍ PRÁCE R

6. SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÍ DISERTAČNÍ PRÁCE

6

6.1 Robot X - experimentální mobilní robot s hybridním podvozkem

6.1

6.1.1 Zadání projektu:

6.1.1

Základním požadavkem je návrh robota s dynamickým chováním, vybaveným hybridním podvozkem. Schopnost rychlého pohybu - jízda. Schopnost překonání překážek typu schody, max. 150mm. Možnost chůze na nezpevněném podkladu. Autonomní chování. Možnost osazení celé řady senzorických systémů.

6.1.2 Požadované technické vybavení:

6.1.2

Elektrické pohonné jednotky. Pohony kloubů a nohou tvořené robotickými servy HSR 5990 TG. Řídící systém Eye-Bot. Vlastní zdroj energie (Lithiové elektrické články). Senzorika: CCD kamera, infračervená čidla, tenzometry, + předpřipravené volné konzoly senzoriky.

strana

43

SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÍ DISERTAČNÍ PRÁCE

6.1.3 Skicové variantní návrhy Na základě požadovaných vlastností konstrukce byly vypracovány skicové variantní návrhy možného řešení.

Obr. 40 Skicové variantní návrhy projektu Robot X

Obr. 41 Skicové variantní návrhy projektu Robot X.

strana

44

SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÍ DISERTAČNÍ PRÁCE R

6.1.4 Koncepční schéma

6.1.4

Na základě skicových návrhů a technických požadavků bylo vypracováno koncepční schéma robotu. Na základě tohoto modelu byly na UMTMB pomocí počítačového modelu v prostředí MATLAB/SimMechanics ověřeny kinematické vlastnosti konstrukce. UMTMB - (Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky, Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.)

Obr. 42 Koncepční schéma projektu Robot X

strana

45

SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÍ DISERTAČNÍ PRÁCE

6.1.5 Designový návrh Po ověření kinematických vlastností navržené koncepce byla vytvořena první designová varianta zahrnující rozmístění všech uvažovaných vnitřních komponent. Dle vytvořeného digitálního modelu byla dále na UMTMB provedena série simulačních testů, pro ověření funkčnosti této konstrukční varianty. Dle výsledků simulací, byla stávající varianta dále optimalizována. Postupnými úpravami bylo dosaženo vytvoření vhodné formy, na základě které byl proveden kompletní konstrukční návrh jednotlivých komponent.

Obr. 43 Návrh možného tvarového řešení projektu Robot X

Obr. 44 Rozmístění vnitřních komponent – optimalizovaná varianta Robotu X

strana

46

ZÁVĚR R

7 ZÁVĚR

7

Rešeršní část této práce přináší celkový přehled a analyzuje nejvýznamnější robotické systémy současnosti. Přitom zohledňuje vývoj a základní technické řešení jednotlivých konstrukčních uzlů s důrazem na principy jejich funkce a řešení použitého tvarosloví. Následně mapuje současné využití jednotlivých typů a koncepčních řešení robotů. Hlavní důraz je přitom kladem na v současnosti využitelné technologie. Dále pak zohledňuje funkční přístupy, které by bylo možné okamžitě aplikovat na novou generaci experimentálních robotů vyvíjených na odboru Mechatroniky, Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky, Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Tato práce prezentuje mou dosavadní práci v oblasti aplikace designu do sféry experimentální robotiky. Ze současného stavu řešení disertační práce vyplývá, že byla splněna velká část z výčtu dílčích úkolů, což dává reálný předpoklad splnění zbývajících cílů disertační práce.

strana

47

SEZNAM OBRÁZKŮ

8

8 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Hlubinný robot [1] Obr. 2 Vesmírná sonda Mars rover [2] Obr. 3 Průmyslový robot [3] Obr. 4 Létající robot [4] Obr. 5 Historický přehled modelové řady robota Asino [5] Obr. 6 Současný model robotu Asimo [5] Obr. 7 Robot Asimo- čelní pohled [5] Obr. 8 Asimo v pohybu [5] Obr. 9 Robot AIBO [6] Obr. 10 AIBO při hře s míčem [6] Obr. 11 Robot AIBO ve standardním bílém provedení [6] Obr. 12 Robot AIBO- řešení designu [6] Obr. 13 Robot QRIO – Sony [7] Obr. 14 Komunikace s robotem QRIO [7] Obr. 15 Robot QRIO [7] Obr. 16 QRIO při hře a tanci [7] Obr. 17 Skupina robotů EPORO [8] Obr. 18 Způsob pohybu skupiny robotů EPORO [9] Obr. 19 Barevné provedení robotů EPORO [8] Obr. 20 Robot PINO [10] Obr. 21 Robot PINO v pohybu [11] Obr. 22 Proces návrhu robota PINO [12] Obr. 23 Robot ROVIO [13] Obr. 24 Pohled na všesměrová kola robota ROVIO [14] Obr. 25 Celkové řešení robota ROVIO [14] Obr. 26 Partnerští roboti společnosti Toyota [15] Obr. 27 Humanoidní robot Toyota [16] Obr. 28 Roboti s kolovým podvozkem [16] Obr. 29 Roboti s „klouzavým“ podvozkem [16] Obr. 30 Roboti „hudebníci“ [17] Obr. 31 Robot HUBO [18] Obr. 32 Konstrukce roboto HUBO [18] Obr. 33 Robot HUBO v pohybu [19] Obr. 34 Robot ENON [20] Obr. 35 Čelní pohled na robota ENON [20] Obr. 36Barevné varianty robotů ENON [21] Obr. 37 Robot HRP-3 PROMET Mk-II [22] Obr. 38 Testy odolnosti a stability robota PROMET [22] Obr. 39 Robot PROMET při práci [23] Obr. 40 Skicové variantní návrhy projektu Robot X Obr. 41 Skicové variantní návrhy projektu Robot X. Obr. 42 Koncepční schéma projektu Robot X Obr. 43 Návrh možného tvarového řešení projektu Robot X Obr. 44 Rozmístění vnitřních komponent – optimalizovaná varianta Robotu X

8 8 9 9 10 11 12 12 13 14 14 15 16 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 44 44 45 46 46

strana

49

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ

9

9 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1]

Hlubinný robot, [online], [cit. 2009-07-12] Dostupné z WWW: .

[2]

Mars rover, [online], [cit. 2009-07-12] Dostupné z WWW: .

[3]

Průmyslové roboty, [online], [cit. 2009-07-12] Dostupné z WWW: .

[4]

Létající robot, [online], [cit. 2009-07-12] Dostupné z WWW: .

[5]

Asimo Honda, [online], [cit. 2009-10-18]. Dostupné z WWW: .

[6]

AIBO Sony, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW: .

[7]

Q-RIO Sony, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW: .

[8]

EPORO Nissan, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW: .

[9]

EPORO Nissan, [online], [cit. 2009-10-20]. Dostupné z WWW: .

[10]

Project Robot PINO, JST ERATO Kitano Symbiotic Systems, [online], [cit. 2009-10-19]. Dostupné z WWW: .

[11]


[12]


[13]

ROVIO Wow wee, [online], [cit. 2009-10-21]. Dostupné z WWW: .

[14]

ROVIO Wow wee, [online], [cit. 2009-10-21]. Dostupné z WWW: .

[15]

Partner robot Toyota, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: .

[16]


strana

50


[17]


[18]

HUBO Samsung, [online], [cit. 2009-10-24]. Dostupné z WWW: .

[19]

HUBO Samsung, [online], [cit. 2009-10-24]. Dostupné z WWW: .

[20]

ENON Fujitsu, [online], [cit. 2009-10-23]. Dostupné z WWW: .

[21]

ENON Fujitsu, [online], [cit. 2009-10-23]. Dostupné z WWW: .

[22]

HRP-3 PROMET Mk-II Kawada, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: .

[23]

HRP-3 PROMET Mk-II Kawada, [online], [cit. 2009-10-22]. Dostupné z WWW: .

[24]

G.H. Ballantyne and F. Moll, “The da vinci telerobotic surgical system: The virtual operative field and telepresence surgery,” Surg. Clin. North Amer., vol. 86, no. 6, pp. 1293–1304, 2003.

[25]

J. Marescaux and F. Rubino, “The zeus robotic system: Experimental and clinical applications,” Surg. Clin. North Amer., vol. 86, no. 6, pp. 1305–1315, 2003.

[26]

Y. Kim and A.M. Cook, Manipulation and Mobility Aids, In J.G.Webster et al, Eds. Electronic Devices for Rehabilitation. London, U.K.: Chapman and Hall, 1985.

[27]

H.I. Krebs, B.T. Volpe, M.L. Aisen, and N. Hogan, “Increasing produktivity and quality of care: Robot-aided neuro-rehabilitation,” J. Rehab. Res. Devel., vol. 37, no. 6, pp. 639–652, 2000.

[28]

K. Kiguchi and T. Fukuda, “A 3DOF exoskeleton for upper-limb motion assist—Consideration of the effect of bi-articular muscles,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, New Orleans, LA, pp. 2424–2429, 2004.

[29]

L.J. Leifer, “Rehabilitative robotics, the stanford robotic aid,” in Proc. WESCON, San Francisco, CA, 1981, pp. 4–15.

[30]

G. Bolmsjö, H. Neveryd, and H. Eftring, “Robotics in rehabilitation,” IEEE Trans. Rehab. Eng., vol. 3, no. 1 pp. 77–83, Jan. 1995.

[31]

J. Leonard and H. Durrant-White, Directed Sonar Sensing for Mobile Robot Navigation. Norwell, MA: Kluwer, 1992.

[32]

R. Simmons and S. Koenig, “Probabilistic robot navigation in partially observable environments,” in Proc. Int. Joint Conf. Artificial Intelligence, pp. 1080–1087, 1995.

strana

51


[33]

H. Kimura and Y. Fukuoka, “Biologically inspired adaptive dynamic walking in outdoor environment using a self-contained quadruped robot: ‘tekken2’,” in Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots Systems, 2004.

[34]

S. Hirose and K. Kato, “Quadruped walking robot to perform mine detection and removal task,” in Proc. Int. Conf. Climbing Walking Robots, 1998, pp. 261–266, Brussels, Belgium.

[35]

K. Nonami, Q.J. Huang, D. Komizo, N. Shimoi, and H. Uchida, “Humanitarian mine detection six-legged walking robot,” in Proc. Int. Conf. Climbing Walking Robots, 2000, pp. 861–868, Madrid, Spain.

[36]

P. Gonzalez de Santos, E. Garcia, J. Estremera, and M.A. Armada, “DYLEMA: Using walking robots for landmine detection and location,” Int. J. Syst. Sci., vol. 36, no. 9, pp. 545–558, 2005.

[37]

P. Gonzalez de Santos, M.A. Armada, and M.A. Jimenez, “Ship building with ROWER,” IEEE Robot. Automat.Mag., vol. 7, no. 4, pp. 35–43, Dec. 2000.

[38]

R. Molfino, M. Armada, F. Cepolina, and M. Zoppi, “Roboclimber the 3 ton spider,” Ind. Robot: Int. J., vol. 32, no. 2, pp. 163–170, 2005.

[39]

Q. Huang, K. Yokoi, S. Kajit, K. Kaneko, H. Arai, N. Koyachi, and K. Tanie, “Planning walking patterns for a biped robot,” IEEE Trans. Robot. Automat., vol. 17, no. 3, pp. 280–289, May 2001.

[40]

C. Azevedo, P. Poignet, and B. Espiau, “Moving horizon control for biped robots without reference trajectory,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2002, pp. 2762–2767.

[41]

L. Roussel, C. Canudas de Wit, and A. Goswami, “Generation of energy optimal complete gait cycles for biped robots,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 1998, pp. 2036–2041.

[42]

M. Vukobratovic, A.A. Frank, and D. Juricic, “On the stability of biped locomotion,” IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. BME-17, no. 1, pp. 25–36, Jan. 1970.

[43]

J.H. Park, “Impedance control for biped robot locomotion,” IEEE Trans. Robot. Automat., vol. 17, no. 6, pp. 870–882, Nov. 2001.

[44]

I. de la Guia, P. Staroverov, M. Arbulu, and C. Balaguer, “Fast algorithm for kinematics problems solving of the low-cost legged robot LEROI,” in Proc. Int. Conf. Climbing Walking Robots, 2002, pp. 775–782.

[45]

T. Takahashi and A. Kawamura, “Posture control for biped robot walk with foot toe and sole,” in Proc. IECON ’01, 2001, pp. 329–334.

[46]

Q. Huang, Y. Nakamura, and T. Inamura, “Humanoids walk with feedforward dynamic pattern and feedback sensory reflection,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2001, pp. 4220–4225.

[47]

P. Sardain and G. Bessonnet, “Forces acting on a biped robot. center of pressureózero moment point,” IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. A, Syst. Humans, vol. 34, no. 5, pp. 630–637, Oct. 2004.

strana

52


[48]

K. Hirai, M. Hirose, Y. Haikawa, and T. Takenaka, “The development of Honda humanoid robot,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, May 1998, pp. 1321–1326, Leuven, Belgium.

[49]

D.G. Caldwell, N. Tsagarakis, P. Artrit, J. Canderle, S. Davis, and G.A. Medrano-Cerda, “Biomimetic and smart technology principles of humanoid design,” in Proc. IEEE/ASME Int. Conf. Advanced Intelligent Mechatronics, 2001, pp. 965–970.

[50]

R. Caballero, T. Akinfiev, C. Manzano, H. Montes, and M. Armada, “Design of the SMART actuated ROBICAM biped robot,” in Proc. Int. Conf. Climbing Walking Robots, 2002, pp. 409–416.

[51]

M. Gienger, K. Loffler, and F. Pfeiffer, “Towards the design of a biped jogging robot,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2001, pp. 4140–4145.

[52]

K. Nakadai and H. Tsujino, “Towards new human-humanoid communication: Listening during speaking by using ultrasonic directional speaker,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2005, pp. 1495–1500.

[53]

P. Nilas, P. Rani, and N. Sarkar, “An innovative high-level humanrobot interaction for disabled persons,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2004, pp. 2309–2314.

[54]

Y. Chen and W.S. Newman, “A human-robot interface based on electrooculography,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2004, pp. 243–248.

[55]

M. Zinn, O. Khatib, B. Roth, and J.K. Salisbury, “Playing it safe [humanfriendly robots],” IEEE Robot. Automat. Mag., vol. 11, no. 2, pp. 12–21, Jun.

[56]

T. Takubo, K. Inoue, and T. Arai, “Pushing an object considering the hand reflect forces by humanoid robot in dynamic walking,” in Proce. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2005, pp. 1718–1723.

[57]

T. Komura, H. Leung, S. Kudoh, and J. Kuffner, “A feedback controller for biped humanoids that can counteract large perturbations during gait,” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2005, pp. 2001–2007.

[58]

A. Chu, H. Kazerooni, and A. Zoss, “On the biomimetic design of the berkeley lower extremity exoskeleton (bleex),” in Proc. IEEE Int. Conf. Robotics Automation, 2005, pp. 4356–4363.

[59]

E. Garcia, M.A. Jinemez, P. G. Santos, M. Armada, „The Evolution of Robotics Research“, IEEE Robotics & Automation Magazine, March 2007, pp. 90-103.

strana

53

www.uk.fme.vutbr.cz

Odbor průmyslového designu

Recommend Documents