Два года назад на выставке IROS 2015 в Германии компания Honda R&D представила доклад об экспериментальном новом гуманоидном роботе, предназначенном для реагирования на стихийные бедствия . В этом нет ничего удивительного, поскольку после катастрофы на Фукусиме мы догадались, что Хонда начала работать над гуманоидом, призванным быть более надежным и практичным, чем Асимо. Но, как и большинство крупных японских компаний, Honda отлично (почти) никогда не сообщает о проектах, которые находятся в стадии разработки. Практически единственные предварительные сведения, которые мы когда-либо получаем, исходят из исследовательских работ, и на прошлой неделе на IROS 2017 в Ванкувере мы получили самый большой взгляд на программу исследований и разработок гуманоидной робототехники Honda за последние годы.
В статье, озаглавленной «Разработка экспериментального робота на ножках для проверки и реагирования на стихийные бедствия на растениях», робототехники из отдела исследований и разработок Honda продемонстрировали последний прототип своего робота для оказания помощи при стихийных бедствиях — E2-DR. Он сильный, маневренный и даже под дождем может не взорваться.
По словам Хонды, «следующие функциональные элементы должны быть выполнены для проверки, технического обслуживания и быстрого реагирования на бедствия в социальной инфраструктуре, такой как предприятия»:
- Трехмерное перемещение, такое как лестницы, стремянки и вертикальные лестницы с клетками минимального размера, включая переходы между лестницами и ступенями
- Перемещение в узких свободных пространствах и узких пространствах
- Перемещение труб на полу
- Проходя через закрытые двери по коридорам
- Способен поглощать контакты во время движения
- Двигаясь по разбросанным обломкам
- Восприятие среды для планирования и мониторинга
- Предотвращение катастрофического падения, когда робот теряет мощность во время движения на высоком месте, таком как лестницы и лестницы
Это исчерпывающий список, и большинству роботов, участвовавших в конкурсе DARPA Robotics Challenge, было бы сложно выполнять большинство из этих задач . E2-DR имеет высоту 1,68 метра и вес 85 кг, включая литиево-ионную батарею емкостью 1000 Вт · ч, рассчитанную на 90 минут работы. При «толщине» всего 25 см он может протиснуться через 30-сантиметровые щели — размер, который был разработан компанией Honda, потому что на заводах часто есть «сокращенные» проходы примерно такой ширины, которые можно использовать для обхода заблокированных коридоров. E2-DR имеет в общей сложности 33 степени свободы, включая 8 степеней свободы на руку, 6 степеней свободы на ногу, 2 для туловища и 1 для рук и головы.
Чтобы подняться по лестнице, E2-DR может поворачивать туловище на 180 градусов, в результате чего колени меняют направление движения, чтобы они не ударялись о ступеньки. Вы можете увидеть это в действии через 30 секунд видео; это помогает роботу особенно на крутых лестницах. (Такой же подход был использован DRC-HUBO, роботом, выигравшим DARPA Robotics Challenge .)
Чтобы свести к минимуму размер и массу E2-DR, Honda решила заменить традиционные коммуникационные кабели оптическими волокнами, которые в восемь раз меньше и имеют диаметр всего 0,5 мм. Оптические волокна имеют репутацию менее надежных, но Honda заявляет, что они протестировали одно, скручивая и сгибая его миллион раз без каких-либо проблем. Руки предназначены только для простого захвата, чтобы помочь в мобильности (например, подъем по лестнице или лестнице), поскольку у Honda есть другие планы по взаимодействию с миром:
Что касается задач манипуляции, мы предполагаем, что можно использовать специальные инструменты с беспроводной связью, предназначенные для роботов. Поэтому предлагаемому роботу не нужны ловкие руки, а нужно только иметь возможность захватывать инструменты и конструкции в таких средах, как поперечина лестницы, чтобы двигаться.
На голове E2-DR установлены два вращающихся лазерных дальномера Hokuyo, монокулярная камера с синхронизированной светодиодной вспышкой, времяпролетная камера SR4000 и стереокамера, соединенная с проектором инфракрасного света. Также на каждой руке есть камеры и 3D-сенсор. Похоже, ожидается, что робот будет почти полностью дистанционно управляться, хотя некоторая гибкая автономия в стиле DRC, похоже, в конечном итоге будет в разработке, тем более что у Asimo уже есть много автономии .
Последний кусочек головоломки здесь — убедиться, что E2-DR может справиться с настоящими бедствиями, а это означает, что он должен быть защищен от пыли, брызг и работать при температуре от -10 до 40 ° C, и все это он может. В шарнирах робота используется лабиринтная структура и смазка для защиты от загрязнений, и Honda разработала «изолированную структуру охлаждения» для отвода тепла от корпуса E2-DR. Благодаря процессору Intel Core-i7, дискретному графическому процессору и преобразователям постоянного тока, которые сами по себе потребляют 226 Вт (не считая драйверов двигателя), нужно избавиться от большого количества тепла. Honda решила эту проблему, проложив воздуховоды через туловище E2-DR с внутренними вентиляторами, чтобы воздух двигался. Теплоизлучающее оборудование прикреплено к внешней стороне каналов с помощью теплопроводящих листов, а ребра внутри каналов помогают обеспечить максимальное охлаждение.
На данный момент Honda получила E2-DR для следующего:
(a) Двуногая ходьба со скоростью 4 км / ч
(b) Четвероногая ходьба со скоростью 2,3 км / ч
(c) Перешагивание через 200-миллиметровую трубу
(d) Фронтальный переход между лестницей и полом
(e) Боковой переход между лестницей и полом
(f) Восхождение вверх 200-миллиметровая лестница
(g) Четвероногий переход по 800-миллиметровой дорожке
(h) Двуногий переход по 500-миллиметровой дорожке
(i) Переход через 800-миллиметровую дверь
(j) ходьба по завалам мусора
(k) Ходьба под дождем 26 мм / час в течение 20 минут
(l ) Подъем по вертикальной лестнице под дождем 26 мм / ч.
Примечательно, что здесь отсутствуют какие-либо испытания на падение . Honda предполагает, что робот может самостоятельно встать после падения, хотя мы не знаем каких-либо подробностей о том, насколько он конструктивно прочен.
Во время выступления на IROS Хонда подчеркнула, что E2-DR на данный момент является всего лишь прототипом, и что еще многое предстоит сделать, прежде чем робот станет полезным. Они работали над этим несколько лет, но общий масштаб проекта является «секретом компании». На данный момент приоритетом Honda является обучение E2-DR управлению столкновениями, а также разработка системы «управления роботом для реального использования». Нам больше всего нравится последнее, и, возможно, на IROS 2019 мы увидим, как E2-DR выполняет практические задачи. Или, знаете, раньше тоже было бы круто.