Mester Gyula*
ROBOTIZÁLT INTELLIGENS OTTHONOK I. Bevezetés Az elektronikai eszközök robbanásszerű fejlődésének köszönhetően az intelligens megoldások korszakát éljük. Intelligenciával rendelkeznek a bennünket körülvevő rendszerek, például a digitális videó kamerák, digitális fényképezőgépek, televíziók, ipari-, háztartási- és mobil robotok, mosógépek, porszívók, klímaberendezések, felvonók, vízmelegítők, vérnyomásmérők, rizsfőzők, villanyborotvák, gépjárművek, víz- és levegőtisztító rendszerek, szellőző rendszerek, mikrohullámú sütők, szórakoztató elektronikai készülékek. Az intelligens irányítás további felhasználási területe: űrkutatások, haditechnika, ipari automatizálás, forgalomirányító berendezések, metrók irányítása, hajózási navigációs rendszerek, vasúti- és repülési közlekedési alkalmazások, az autópályákon történő közlekedésirányítás, az intelligens gépjármű-autópálya rendszerek, intelligens mobil és humanoid robotok és az intelligens otthonok. II. Intelligens otthonok Japánban, az Egyesült Államokban és Észak-Európában egyre több házat hirdetnek "intelligens otthonként". A hannoveri CeBIT-kiállításon kiemelt szerepet kaptak az intelligens otthon témakörébe tartozó fejlesztések. A intelligens otthon architektúráját többféle, a mozgást és a mozgás okát azonosító szenzorokkal gazdagíthatjuk. Az intelligens otthonunk környezetébe intelligens és adaptiv interfészeket ágyaznak be, amelyek észrevétlenül felismerik a jelenlévőket. Az intelligens otthon alkalmazkodik az ott lakók napi életviteléhez és kívánságaihoz. Ha hazaér a tulajdonos, az intelligens otthon: felismeri, kikapcsolja a riasztót, bekapcsolja az üdvözlőfényt és felhúzza a redőnyöket. Az intelligens otthon érintőképernyőjén az úgynevezett „front office” funkció is helyet kap. A tulajdonos így megtudhatja, hogy a társasház étterme vagy wellnessrészlege milyen szolgáltatást nyújt, időpontot jegyeztethet elő a szolgáltatás költségét pedig egy virtuális (képernyőn megjeleníthető) számlán vezetik. Az intelligens otthon energiafelhasználását is a megfelelő szenzorok (ma víz-, gáz- és villanyórák) adják le a központba az otthon tulajdonosának csak a számlát kell rendezni. Az esetleges műszaki meghibásodás sem okozhat gondot, például csőtörés esetében a rendszer lekapcsolja a vizvezetékrendszert és áramtalanítja a víz által veszélyeztetett helyiségeket [www.origo.hu]. ________________________
* Dr. Mester Gyula, egyetemi tanár, műszaki tudományok doktora, Újvidéki Egyetem, Szabadkai Műszaki Szakfőiskola, Szegedi tudományegyetem, TTIK, Informatikai Tanszékcsoport.
III. Robotizált intelligens otthonok A Japán Robotikai Szövetség (Japan Robotics Association) jelentése szerint (1 ábra) a személyi- és háztartási robotok robbanásszerű fejlődése és elterjedése prognozálható a következő években.
1. ábra Személyi- és háztartási robotok fejlődése és elterjedése (forrás: Japan Robotics Association)
Tanulmányomban ki szeretném emelni azt a dél-koreai programot, amely 2015 és 2020 között az ország otthonainak teljes robotizálását célozza meg. A programba több mintb 30 vállalatot és 1000 egyetemi robotkutatót vontak be. Az intelligens hálózatba kötött robotok otthonokban számos feladatot végeznek majd el: tanítás, megfigyelés, ellenőrzés, üzenetek továbbítása. A továbbiakban szeretnék bemutatni néhány korszerű személyi- és háztartási robotot. A következő ábrán bemutatom a Jupiter nevű háztartási célokra kifejlesztett dél-koreai robotot (forrás: The New York Times, 2006.04.02). Az alig több mint fél méter magas Jupiter robot arc-és hangfelismerő technológiákat használ, és nagy, forgó szemeivel maga is képes a hangulatok kifejezésére. 2
2. ábra Jupiter dél-koreai robot
Ma már az intelligens otthonunk elválaszthatatlan tartozéka a robotporszívó. Mielött otthonunkból távozunk, üzembe helyezzük a robotporszívót és mire hazaérünk a tiszta felporszívózott otthon vár bennünket (ez mindenesetre kellemes érzés!). Tanulmányomban ismeretetem
a
Kaercher
márkáju
Robo
Cleaner
3000
tipúsu
robotporszívót
(http://www.robocleaner.de). Teljesítménye: 15 m2/óra. A 3-as ábra Robo Cleaner 3000 robot porszívó műszaki adatait ábrázolja, a 4-es ábra a robotporszívó az 5-ös ábra pedig a bázisállomás funkcióit mutatja be. A további funkciókat a 6-os ábrán prezentálom.
3. ábra A Robo Cleaner 3000 robotporszívó műszaki adatai 3
4. ábra A Robo Cleaner 3000 robot porszívó funkciói
5. ábra A bázisállomás funkciói
6. ábra A robotporszívó további funkcióinak a bemutatása 4
Intelligens otthonunk kerti zöld pázsitjának fűnyírása a robotfűnyíró feladata. Bemutatom a FriendlyRobotics márkájú (http://www.friendlyrobotics.com) RoboMower RL 850 és 1000 típusú autónom mozgást végző robotfűnyírókat. A különleges fűnyírási eljárásnak köszönve, ez esetben nincs szükség a lenyírt fű tárolására. A 850-es jelzésű robotfűnyírót kisebb kertekben, az 1000-es jelzésű robotfűnyírót nagyobb kertekben célszerű alkalmazni (mért zajszint: 85 db, garantált zajszint: 90 db).
7. ábra RoboMower RL 850 és 1000 robotfűnyíró modellek és tulajdonságaik
Intelligens otthonunkban gyorsan és biztonságosan közlekedhetünk Toyota márkájú Winglet típusú intelligens kétkerekű robotjárműjével (8. ábra). A Toyota 2008.08.01-én mutatta be.
8. ábra Toyota Winglet robotjármű 5
A NetTansorWeb (NTW) robot saját blogot vezet, olvassa a hozzászólásokat, válaszol rájuk, sőt ha utasításokat kap a kommentekben végre is hajtja azokat. Kamerája segítségével képeket és videókat is tud készíteni, amiket szintén feltölt a blogjára. Az NTW tuljdonképpen egy beszélgetőrobot és egy a lakásban járőröző távirányított videókamera keresztezése [www.origo.hu].
9. ábra NTW robot
Az iRobot cég új terméke, a Looj csatornatisztító robot. Ez leginkább egy miniatűr harci járműre hasonlít, bár lánctalpai gumiból vannak, elején pedig egy forgó kefe található, ezzel söpri ki a leveleket és a többi szennyeződést, Las Vegas-i CES innovációs díjat nyert 2008-ban [www.origo.hu].
10. ábra Csatornatisztító robot
ÖSSZEGEZÉS A publikáció a robotizált intelligens otthonokkal foglalkozik. A mobil és háztartási robotok valamint az elektronikai eszközök robbanásszerű fejlődésének köszönhetően az intelligens megoldások korszakát éljük. Bemutattuk a robotizált intelligens otthonok alkotó elemeit. 6
IRODALOM 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37.
Bruno Siciliano, Oussama Khatib, “Springer Handbook of Robotics”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008. M. Schofield: Cleaning robots, Service Robots Int. J. 1(3), 11–16 (1995) J. Borenstein, H. Everett, L. Feng: Where am I? Sensors and methods for mobile robot positioning. University of Michigan. Tech. Report. (1996) H. Choset: Coverage for robotics: a survey of recent results, Ann. Math. Artif. Intell. 31, 113–126. (2001) R.V. Bostelman, T.H. Hong, R. Madhavan: Towards AGV safety and navigation advancement obstacle detection using a TOF range camera, 12th Int. Conf. Adv. Robot., ICAR (2005) R.D. Schraft, M. Hägele, K. Wegener: Service-Roboter-Visionen (Hanser Verlag, München 2004) T. Weber: Smart floor: Neue Grundlagen für Robotersteuerung, CeBIT (2006) E. Prassler, B. Kluge, T. Kämpke, M. Strobel: RFIDnavigation of service robots on smart floors, 3 rd Int. Workshop Adv. Service Robots (2006) Gator Tech Smart House. http://www.icta.ufl.edu/gt.htm T. Sato, T. Harada, T. Mori: Environment-type robot system Robotic Room featured by behavior media, behavior contents, and behavior adaptation, IEEE/ASME Trans. Mechatron. 9(3), 529–534 (2004) T. Hori, Y. Nishida, T. Suehiro, S. Hirai: SELF-Network: design and implementation of network for distributed embedded sensors, IEEE/RSJ Int. Conf. Intell. Robots Syst. IROS (2000) World Robotics: Statistics, Market Analysis, Forecasts, Case Studies and Profitability of Robot Investment. Int. Federation of Robotics. (annual) R. Kirkpatrick: 2003 Association forecasts: vacuum cleaner manufacturers association, Appliance Magaz. (2003) E. Prassler: Human friendly service robots: pitfalls, potentials, perspectives Invited talk, 15th German- Japanese Forum IT (2005) Scenarios, Visions (AK Peters, Natick 2000) E. Prassler, A. Ritter, P. Fiorini, C. Schaeffer: A short history of cleaning robots, Auton. Robots 9(16), 211–226 (2000) H.I. Christenen: Intelligent home appliances, Proc. Robot. Res. Tenth Int. Symp. (2001) István Matijevics, "Infrared Sensors Microcontroller Interface System for Mobile Robots", Proceedings of the SISY 2007, pp. 177-181, Subotica, Serbia, 2007. Peter Kucsera: Industrial Modular Structure Mobile Robot Application, Proceedings of 16th Int. Workshop on Robotics in Alpe-Adria-Danube Region - RAAD 2007, pp.413-418 Ljubljana, 2007. János Gyeviki and Attila Csiszár, "DSP Based Positioning in Practice", in Proceeding of the 6thInternational Carpatian Control Conference, ICCC’2005, vol. I, pp. 407-412, Miskolc- Lillafüred, Hungary, 2005. Gyula Mester, „Modeling of the Control Strategies of Wheeled Mobile Robots”, Proceedings of The Kandó Konference, pp. 1-4, Budapest, 2006. Gyula Mester, „Introduction to Control of Mobile Robots”, Proceedings of the YUINFO’2006, pp. 1-4, Kopaonik, Serbia and Montenegro, 2006. Gyula Mester, „Applications of Mobile Robots”, “Applications of Mobile Robots”, Proceedings of the 7th International Conference of Food Science, Szeged, pp. 1-5, Hungary, 2006. Gyula Mester: „Intelligent Mobile Robot Controller Design”, Proceedings of the Intelligent Engineering Systems”, INES 2006, pp. 282-286, London, United Kingdom, 2006. Gyula Mester: „ Motion Control of Wheeled Mobile Robots”. Proceedings of the SISY 2006, pp. 119-130, Subotica, Serbia, 2006. Gyula Mester, „Improving the Mobile Robot Control in Unknown Environments”, Proceedings of the YUINFO’2007, pp. 1-5, Kopaonik, Serbia, 2007. Gyula Mester: „Obstacle Avoidance of Mobile Robots in Unknown Environments”. Proceedings of the IEEE SISY 2007, pp. 123-128, Subotica, Serbia, 2007. Gyula Mester: „ Bipedal Walking in Robots”, Proceedings of the IV. Európai kihivások nemzetközi konferencia, pp. 703-707, Szeged, Hungary, 2007. Gyula Mester: „Obstacle and Slope Avoidance of Mobile Robots in Unknown Environments”. Proceedings of the XXV. Science in Practice, pp. 27-33, Schweinfurt, 2007, Germany. Gyula Mester: „Lépegető humanoid robotok mozgástervezése”, VMTT konferencia, pp.267-273, Novi Sad, Serbia, 2007. Gyula Mester, „ Designing of the Intelligent Mobile Robot Control in the Matlab Environment”, Proceedings of the YUINFO’2008, pp. 1-5, Kopaonik, Serbia, 2008. Gyula Mester, „ Kétlábon járó robot modellezése”, Proceedings of the Informatika a felsőoktatásban 2008, pp. 1-8, Debrecen, Hungary, 2008. Gyula Mester, „Obstacle Avoidance and Velocity Control of Mobile Robots”, Proceedings of the IEEE SISY 2008, pp. 1-5, Subotica, Serbia, 2008. http://www.toyota.com http://www.origo.hu http://www.robocleaner.de http://www.friendlyrobotics.com 7
