Robbie the Robot: личный помощник для подростков инвалидов

18-летняя Джоан О'Риордан родилась без конечности. Она является одним из девяти человек, которые в настоящее время живут с Total Amelia, что предотвращает развитие оружия и ног.

О'Риордан выступил в Организацией Объединенных Наций конференции в апреле 2012 года и бросил вызов роботистам, чтобы создать личного помощника, чтобы помочь ей подобрать маленькие предметы повседневного спроса.

«Я хочу жить независимо, как ты, - сказал О'Риордан на конференции. «Я не хочу жить в тени других, потому что я хочу сделать свое путешествие в жизни. Я знаю, если мне предоставят шанс, я смогу и добьюсь успеха ».

Задача была поднята исследователями в Тринити-колледже в Дублине и привела к тому, что Robbie the Robot - опытный робот личной гигиены, разработанный с бюджетом всего в 50 000 евро (69 100 долларов США), пожертвованный Международным союзом электросвязи (МСЭ).

Робби робот: внутри дизайна

«50 000 евро покрывали абсолютно все, включая дизайн, производство и труд. Некоторые компании предоставляли нам большие скидки и некоторые пожертвования (включая Trossen Robotics ). Очевидно, нам пришлось использовать значительные усилия добровольцев и добрую волю, чтобы делать то, что мы делали в рамках этого бюджета », - говорит главный инженер Конор Макгинн« Robotics Trends » .

«Лицо» Робби состоит из 8-дюймового ЖК-экрана, прикрепленного к 3D-печатной голове. Корпус из углеродного волокна, пластика и алюминия защищает датчики, исполнительные механизмы и литий-полимерные батареи, которые управляют устройством.

«Рука» Робби - это воздушный шар, наполненный гранулами кофе и основанный на дизайне захвата, впервые разработанном в Корнельском университете . Если О'Риордан бросает маленький предмет, например перо, она отправляет инструкции Робби через приложение планшета, чтобы забрать объект.

Робби в настоящее время является рабочим прототипом, поэтому существуют ограничения. Например, он работает только на плоских поверхностях и не может забрать большие объекты. Но даже с теми ограничениями, это заслуживает внимания достижение создания личного помощника робота с таким ограниченным бюджетом.

«Я знал, что это был чрезвычайно амбициозный проект, учитывая временные рамки и ограничения финансирования, но я был уверен, что с калибра людей, которые мы имеем здесь в Тринити и доброй воле, которые они показывают, мы могли бы продемонстрировать что-то реальное для Джоанны и других люди, которые могут иметь схожие потребности », - говорит Кевин Келли, доцент кафедры инженерии Тринити. «Прототип - это только первый шаг в пути, но мы разработали его таким образом, чтобы мы могли развивать и расширять возможности в любых будущих поколениях Робби.

«Существует еще много работы, которая должна быть сделана в отношении того, чтобы сделать дизайн более элегантным, а функциональность более обширной, прежде чем робот будет готов к использованию за пределами нашей тестовой среды. Однако даже дойти до того, как мы это сделали в это время, это дань уважения энергии и способностям команды. Это была очень тяжелая работа, но иногда вам просто нужно поступать правильно, и в конечном итоге вознаграждение - это удовлетворение от того, что мы видим сегодня.

Будущие возможности Robbie the Robot

Неудивительно, что теперь команда рассматривает возможности коммерциализации.

«Есть очевидные соображения коммерциализации, но основное внимание здесь было в создании доказательства прототипа концепции, чтобы показать, что задача Джоанна может быть решена», - объясняет Макгинн. «Теперь мы рассмотрим все потенциальные перспективы развития, включая коммерциализацию более подробно».

Согласно Журналу , президент Кигаме из Руанды пообещал соответствовать пожертвованию МСЭ на сумму 50 000 евро для дальнейшей работы над роботом. Также ходят слухи о других инвесторах.

«Мы видели отчеты о президенте Кигаме, и у нас были предложения других заинтересованных сторон», - говорит Макгинн. «У нас был огромный диалог с людьми, выражающими поддержку, некоторые из которых указали на готовность участвовать в финансовом отношении. Мы, конечно, будем следить за ними ».

Робби (название было предложено О'Риорданом и принято командой, которое с некоторым удовольствием отметило случайную связь с ранним рассказом Исаака Азимова с таким же названием), был разработан специально для О'Риордана, говорит Макгинн.

«Мы были очень ориентированы на пользователя в процессе проектирования, и в дизайне есть много особенностей, которые отвечают потребностям Джоанна, но мы бы предвидели, что что-то, что удовлетворяет потребности Джоанны, также может внести значительный вклад в других с широко подобными потребностями », - говорит Макгинн. «Итак, хотя этот прототип был для Джоанн очень важен, видение, которое мы выражали, имеет более широкие последствия и выгоды».

Робби остается незавершенным, но со временем команда надеется создать робота, который выгодно отличается от более развитых персональных помощников роботов, таких как Care-O-Bot.

«Учитывая ограниченное время и ресурсы, которые мы имели, было невозможно реализовать полную разработку ROS, но сейчас мы начинаем работать», - говорит Макгинн. «В настоящее время мы ищем средства для создания как аппаратных, так и программных функций, которые позволят его возможности выгодно сравнивать с возможностями Care-O-Bot и других машин такого типа».

Технические характеристики Robbie the Robot

Цель создания.Создайте платформу мобильных роботов, которая демонстрирует способность надежно выполнять основные задачи (например, извлечение объектов из пола) в различных населенных средах (например, дома, на работе, в школе), а также безопасно работать и взаимодействовать с людьми там.

Факты и цифры

Высота: 110 см (режим на коленях), 140 см (вертикальный режим)

Ширина: 70 см

Глубина: 20 см (в вертикальном положении), 80 см (на коленях / отдыха)

Общий вес: 40 кг

Источник питания (ы): литий-полимерные батареи с высокой плотностью 6 компьютеров (в полном дизайне - в настоящее время эксплуатируется с 3), с распределенной, выделенной функциональностью, обеспечивающей резервирование и отказоустойчивую независимость Двигатели и редукторы с высоким крутящим моментом Воздушные компрессоры и регуляторы (для управления рукояткой и захвата) Интерфейс управления iPad для Joanne, включая голос контроль

Системные компоненты

Физическая платформа, способная перемещаться по типичным средам, в которых Джоанна была бы в инфраструктуре связи, чтобы данные могли поступать на датчики и двигатели и из них, в центр принятия решений («мозг»), социальную связь, внешнюю команду / управление. Дизайн социального интерфейса ( «лицо») Интерфейс управления (iPad и голос) Системы питания и безопасность Механизм рукоятки / руки с возможностью извлечения множества объектов в любой ориентации

Морфология робота (форма / размер)

Гуманоидная структура, состоящая из:

торса (содержащего компьютеры, большинство датчиков). Два плеча (включая захваты - см. Ниже), закрепленные на плече. Каждый захват состоит из резинового баллона, заполненного гранулами кофе. Это можно раздуть воздухом, где он мягкий и может соответствовать любой форме, на которую он прижимается. Когда воздух высасывается, гранулы «запирают» захват вокруг формы, позволяя ему подбираться. Когда рычаг перемещается в соответствующее положение, вакуум снимается и объект отпускается. Голова, содержащая 7-дюймовую ЖК-панель, которая может отображать эмоции и взаимодействовать с людьми, а некоторые датчики Шея позволяет наклонять голову, подобно человеческим способностям, но с гораздо большим диапазоном - позволяя роботу иметь голову, обращенную назад. Двигатели Hip, позволяющие роботу сгибаться на талии. Единственная «нога» (стиль русалки!), Который может согнуть на колене и голеностопного сустава. Два колеса вместо ножек. Колечко для отдыха (стабилизатор), простирающееся от переднего колена до экономии энергии.

Планы на будущее

С точки зрения будущего развития существует ряд технических и стратегических возможностей. Наша основная сила и цель сосредоточены на исследованиях, и именно в этом наше внимание будет лежать.

Научные направления

Расширенный социальный интерфейс - может добавить систему обнаружения распознавания с голосовым / социальным аспектом, который будет автономно адаптироваться к социальным ситуациям (в настоящее время это инициируется вручную через iPad) Слияние датчиков Эффективное и точное принятие решений Легкие и точные «конечности» Увеличены автономии и восприятия - это может быть как усовершенствованная система навигации, так что Робби будет распознавать и избегать препятствий и адаптироваться к изменяющейся среде

Дальнейшая функциональность

Дополнительные датчики Связь с другими устройствами (например, бытовая электроника, телефон / Skype, чтобы Джоанн могла поручить Робби позвонить людям). Новые типы рук. Наружная кожа. Реконструируйте существующий проект, чтобы повысить надежность и производительность в рамках текущей парадигмы проектирования.