Робот телеприсутствия своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Я выбрал эту тему потому , что образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время. Учащиеся ряда школ из разных регионов России вовлечены в учебный процесс создания , проектирования и программирования роботов. У нас этого пока нет , а мне очень захотелось изучить эту тему. Цель моего исследования: исследовать принцип работы современных роботов для применения этих знаний на собственном роботе. Новый предмет в российских школах
Политехнический музей Поводом для исследования этой темы стало моё посещение Политехнического музея в Москве , где я увидел различных роботов.
- робот, который реагирует на какие-либо окружающие раздражители и взаимодействуют с окружением с помощью сенсоров . ВИДЫ ИНТЕРАКТИВНЫХ РОБОТОВ АНДРОИДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАНОРОБОТЫ РОБОТЫ ТЕЛЕПРИСУТСТВИЯ
КОСМИЧЕСКИЕ РОБОТЫ Роботов можно применить в различных сферах деятельности ЗАДАЧИ ИНТЕРАКТИВНЫХ РОБОТОВ ВОЕННЫЕ РОБОТЫ ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ РОБОТЫ- СПАСАТЕЛИ БЫТОВЫЕ РОБОТЫ МЕДИЦИНСКИЕ РОБОТЫ ОБУЧАЮЩИЕ РОБОТЫ
Марсианский следопыт Регулярно отправляются беспилотные станции , когда отправка космонавтов не возможна Космические роботы
Промышленные роботы Роботы незаменимы во многих отраслях производства. Роботы идеально подходят для монотонной, однообразной работы. Скорость их работы выше, они не устают и не ошибаются. Это является одной из причин низкой цены и высокого качества производимой продукции .
Роботы-спасатели В некоторых опасных производствах (в химической и атомной промышленности), связанных с риском для здоровья или жизни, люди могут быть успешно заменены роботами Робот-пожарный Такой робот может обнаружить возгорание, самостоятельно переместиться туда и загасить огонь.
предназначены для помощи человеку в повседневной жизни. Сейчас бытовые роботы не слишком распространены, однако есть все основания предполагать широкое их распространение в ближайшем будущем Бытовые роботы
Современные роботы позволяют врачам заглядывать в самые труднодоступные участки тела пациента и безошибочно совершать тончайшие вмешательства Медицинские роботы — от сиделки до микрохирурга
Робокостюмы для инвалидов Японская компания по производству роботов, разработала робокостюмы , предназначенные для инвалидов и людей, которым в силу своего возраста уже сложно передвигаться
Этим символичным ударом открывается не только чемпионат, но и новая эра в протезировании, ведь юноша-футболист – инвалид, который не смог мог бы сделать ни одного движения без помощи надетого на него экзоскелета , непосредственно управляемого его мозгом Летом состоится открытие чемпионата мира по футболу в Бразилии. Представьте , на зеленом поле огромного – на 62 тысячи зрителей – стадиона Морумби стоит стройный юноша в форме национальной бразильской команды. Его руки и ноги оплетены легкими ажурными металлическими конструкциями, на спине – плоский ранец. Футболист замахивается и сильным ударом ноги посылает мяч.
Нанороботы это крошечные, невидимые глазу машины, непохожи на роботов в привычном понимании, однако способны самостоятельно выполнять сложные задачи по заданной программе. Нанороботы должны уметь подзаряжаться и перепрограммироваться извне, по заданной программе размножаться и самоуничтожаться
ученые заменили часть мозга крысы , которая координирует движения , компьютерным чипом. Когда чип был отключен, крыс а не могла выполнять простые скоординированные движения . Но стоило только чип включить, как всё становилось на своё место. А в будущем, электронные гаджеты, вживляемые в организм, смогут не только восстанавливать его функции, но и улучшать его свойства: быстрее бегать; лучше видеть; улучшать память и др. Последние достижения в киборг-технологии:
Андроиды Родина андроидной робототехники – это Япония. Именно там она зародилась и сейчас японские роботы находятся на пике прогрессивности это человекоподобные роботы ПЕРВЫЙ РОБОТ-АНДРОИД АР-600
Разработчики постарались обеспечить ASIMO большей независимостью от операторов. Благодаря памяти, в которой сохраняется пережитый опыт, он может самостоятельно принимать решения и выполнять нужные действия без вмешательства человека. Самый совершенный робот- японский ASIMO
Если А SIMO считается технологией будущего, то N A O это реальность-его можно купить . Роботов N A O используют многие известные университеты мира, а также различные школы, привлекая с помощью гуманоида большее количества детей к обучению. NAO
Моя мечта создать своего робота сбылась Для этого мне потребовался конструктор Lego MINDSTORMS NEX 2.0 . Программируемый 32-х битный микропроцессор– мозг робота. Он поддерживает соединение через Bluetooth и имеет 3 выхода и 4 входа для подключения различных датчиков. 3 Сервомотора - движение робота. Ультразвуковой сенсор – глаза робота. 2 Сенсора касания - осязание робота. Цветовой сенсор- для распознания цветов и света. Можно было бы создать любую модель, но я захотел сделать андроида . Теперь для оживления моего робота я учу язык программирования NXT.
Выводы Разумные машины незаметно для человечества вошли в нашу жизнь : роботы уже сегодня выполняют тяжелую работу в условиях, исключающих присутствие человека - воюют, осваивают космос, помогают лечить, учить и спасать людей. И пусть пока наши автоматизированные помощники не настолько разумны, как представители рода человеческого, однако уже сейчас можно говорить о том, что идеи писателей-фантастов XX века медленно, но верно воплощаются в жизнь. Чтобы в будущем робототехника развивалась надо уже сейчас вводить в школьную программу урок робототехники.
Роботы телеприсутствия -- Наземные роботы -- Роботы
Телеприсутствие (от англ. telepresence) - это функциональность, позволяющая оператору устройства телеприсутствия получать сенсорную информацию (видео, звук, возможно тактильную и другую информацию) из точки, удаленной от оператора посредством различных датчиков, установленных на неподвижной или подвижной платформе.
Оператор робота с функциональностью телеприсутствия может вступать в общение или иные виды взаимодействия посредством удаленной платформы, например, обращаться к аудитории через встроенные динамики, демонстрировать себя или какую-то информацию через дисплей удаленной платформы.
Среди основных параметров робота телеприсутствия - его устойчивость. Как правило, она определяется весом робота и расстоянием между колесами его мобильной платформы.
Выпускаются специальные роботы телеприсутствия - ряд примеров таких платформ можно посмотреть ниже, а также это может быть одной из функций более универсальных платформ. Например, устройство с относительно высокой степенью автономности может также снабжаться поддержкой функциональности телеприсутствия, чтобы оператор мог "взять управление на себя" в каких-то случаях.
Рынок роботов телеприсутствия - выскоконкурентный. “Классические” “камеры на палке на движущейся платформе” представлены уже несколькими десятками разновидностей. В России это ТракБот, PadBot, R.Bot, Webot и другие. Арсенал зарубежных роботов телеприсутствия еще обширнее, перечислю лишь несколько моделей - Astrobee для использования на космической станции, Suitable Beam, VGo и много фиксированных систем, типа Branto, Jibo и т.п. Поддержка режима телеприсутствия зачастую является одной из набора функций роботов андроидов, роботов-сиделок и даже некоторых летающих беспилотников. Наиболее полно эффект телеприсутствия обеспечивают роботы-аватары, такие как Hermes, подводный OceanOne, а также находящиеся в разработке отечественные Спасатель, Андронавт и SAR-401.
Классические схемы - это или неподвижно закрепленные экран и камеры (в этом случае требуется широкоугольная камера, а также дополнительная камера, показывающая ситуацию перед колесами робота, а также снижается эффект присутствия); либо с дистанционно управляемым углом наклона камеры и дисплея (тогда достаточно одной камеры).
Не все роботы телеприсутствия поддерживают автоматическую установку в док-станции.
Компьютер у робота телеприсутствия обычно один, чаще всего это планшет - он обеспечивает и управление колесной платформой, как правило, беспроводно, и поддерживает видеосвязь. Кстати, о связи - здесь наблюдается некоторое разнообразие - WebRTC, Skype и проприетарные решения.
Один из распространенных роботов телеприсутствия - роботы первичного осмотра, также функциональность телеприсутствия как правило присутствует в охранных роботах, роботах-аватарах, роботах для космических орбитальных станций и ряде других. Так что можно говорить о том, что телеприсутствие это скорее функциональность, нежели чем особый тип роботов. Ниже будет рассматриваться только основной вид роботов телеприсутствия.
Российские производители роботов телеприсутствия
- BotEyes, Россия, Таганрог
- Endurance, Россия
- R.Bot, Россия
- Wicron , Россия
- Бибитулс (ООО Бибитулс), Россия
Зарубежные производители роботов телеприсутствия
- Дания, GoBe Robots
- Китай, PadBot
- США, Ava Robotics
- США, Double Robotics
- Тунис, Enova Robotics
- Страна неизвестна, InTouch Health + iRobot
- Страна неизвестна, Suitable Technologies
Каталог роботов телеприсутствия России
BotEyes, Таганрог
BotEyes-Mini, BotEyes, Таганрог
BotEyes-Pad
Робот телеприсутствия для дома и офиса. Высота 125 см; вес 10 кг; размер экрана 4-10 см; может работать с любым планшетом; работа без подзарядки - 10 часов, наклон экрана - 120 градусов; ПО видеосвязи - Skype (связь с колесами - WCF), скорость до 2.5 м/c, число бортовых компьютеров - 2, т.е. планшет работает только для видеосвязи; управление со смартфона, планшета, настольного ПК. Особенности: нетипичная связь через Skype; разборный; управление колесами встроенным компьютером под Windows 10 IoT Core; регулируемые захваты гаджета; можно заменить Skype на Hangout или другой видеомессенджер. Для управления годится только устройство, которое может работать в режиме разделения экрана - в одной части экрана работает Skype, в другой - управление колесной платформой. В частности, iPhone не годится в этом качестве. Можно также использовать "плавающие", полупрозрачные браузеры. Можно устанавливать дополнительное ПО, например, для распознавания лиц.
Endurance Telepresenсe, Россия
ТракБот, Endurance Telepresenсe, Россия
R.bot
R.Bot 100, Россия, Москва
R.Bot 100 Promo, Россия, Москва
Робот-промоутер "андроидного типа", колесный. Офсайт R.Bot
Wicron, Россия
Webot, Wicron, Россия
Бибитулс, Россия, Москва
PadBot, Бибитулс, Россия, Москва
PadBot P2, Бибитулс, Россия, Москва
Высота - 134 см; вес 22 кг; экран - 10"; планшет - iPad; работа без подзарядки - до 8 часов; наклона экрана нет; ПО для видеосвязи - проприетарное; скорость до 1.44 м/с; 1 встроенный компьютер; управление со смартфона, планшета, ПК; симпатичный дизайн.
Каталог зарубежных роботов телеприсутствия
Дания
GoBe Robots (дочернее предприятие Blue Ocean Robotics), Дания
Китай
PadBot, Китай
PadBot P1, PadBot, Китай
PadBot P2, PadBot, Китай
PadBot P3, PadBot, Китай
США
Ava Robotics, США
Ava, Ava Robotics, США
Мобильный робот телеприсутствия, разработка 2018 года. Продолжение разработки Ava 500 компании iRobot.
Double Robotics, США
Double, Double Robotics, США
Double 2, Double Robotics, США
Высота 120-150
Вес 7 кг
Размер экрана 10" (iPad), наклона нет
Работа без подзарядки - до 8 часов
ПО для видеосвязи WebRTC
Скорость - до 2.88 км/ч
Бортовой компьютер - да
Управление: с iPad, iPhone, iPod touch, ПК
У робота 2 колеса (используется подход сигвея), что делает его легким, но ограничивает его устойчивость в поперечном направлении. Малое расстояние между колесами приводит к падениям в ситуациях, если робот за что-то зауепился или наехал на какую-то возвышенность одним колесом. Хотя с такими препятствиями, как провод на полу робот справляется. Это высокий робот с его регулируемой высотой до 150 см, что также негативно влияет на его устойчивость. При падениях планшет обычно не разбивается за счет нежестких бортиков. Для использования WebRTC требуется Google Chrome.
NASA, США
бортовой свободно летающий робот в форме небольшого куба с закругленными гранями для использования на МКС. В разработке с планами готовности в 2017 году. Будет, в частности, выполнять функции робота телеприсутствия для специалистов центра управления полетами в Хьюстоне.
Intouch Health + iRobot, США
Vita, Intouch Health + iRobot, США
Робот телеприсутствия, предназначенный для использования в медицинской практике для использования в больничной практике. Одобрен FDA. Обеспечивает поддержку телемедицинских услуг.
Страна происхождения неизвестна, нужно уточнять
Avabeam (Suitable Technologies)
Beam+Max, Avabeam (Suitable Technologies)
Beam Pro, AVAbeam (Suitable Technologies)
BeamPro 2, AVAbeam (Suitable Technologies)
Beam System for Remote Communications
Фиксированные системы телеприсутствия
Компания отказалась от идеи производства Jibo.
Что такое робот телеприсутствия
Роботы телеприсутствия (RPD - Remote Presence Device) - мобильная или ограниченно мобильная платформа, снабженная камерой и микрофоном, обеспечивающая возможность для оператора видеть и слышать происходящее в месте расположения робота телеприсутствия. Оператор может управлять перемещениями робота или хотя бы камерой, встроенной в робота, чтобы "участвовать" в событиях, происходящих в точке присутствия робота. У оператора должна быть возможность вести беседу через динамик робота, также, если поддерживается и этот функционал, изображение оператора или другая его информация может выдаваться на экран, встроенный в робота телеприсутствия.
Базовая идея робота телеприсутствия в том, что он выполняет роль аватара кого-либо, кто подключен к нему каналами связи, как правило по-интернету и через точку доступа Wi-Fi.
Стоит отделять других телеуправляемых роботов, где не принципиален момент общения через аватара с кем-либо - роботы для исследования вулканов, поверхности других планет, подводного мира и т.п. Есть и системы "на стыке", - это роботы с элементами автономного поведения, которые в ряде случаев также могут управляться оператором, причем с поддержкой функционала телеприсутствия.
Функционал RPD может быть различным. Платформы, как правило, двух-, трех- и четырехколесные, могут отличаться различной степенью устойчивости к рельефу поверхности, оснащаться системами, препятствующими столкновению с препятствиями. RPD различаются временем автономной работы, наличием или отсутствием зарядной станции и функции автоматического к ней подключения при разряде батареи ниже заданного уровня. Может быть разным число микрофонов (набор из нескольких микрофонов может использоваться для эффективного подавления фоновых шумов), может оснащаться камерами различного разрешения, в том числе одновременно несколькими видеокамерами. Связь с роботом возможна как через интернет (и офисный WiFi), так и через сеть мобильной связи, через LTE. В качестве камеры, микрофона и динамика может использоваться смартфон или планшет, но это вряд ли можно считать приемлимым по качестве решением. Системы различаются по шумности (многие сотрудники отмечают жужжание моторов систем телеприсутствия, как раздражающее). Есть разница, выражающаяся в степени стабилизации изображения с камеры робота телеприсутствия.
Многие из них при передвижении, раскачивают опорой с размещенной на ней "оптикой", что вызывает неприятное раскачивание картинки на дисплее управляющего роботом человека. Различаются скоростью движения, считается, что хорошая система должна быть способна перемещаться параллельно быстро идущему человеку, чтобы поддерживать с ним общение "на ходу". В идеале должен быть реализован режим "следуй за мной", включая перемещения, как по коридорам, так и по ступеням. Есть также попытки реализации систем RPD на базе дронов.
Можно выделять как отдельную категорию аватары - роботы телеприсутствия, управление которыми осуществляется с помощью экзоскелета, формирующего команды для роботы на основе движений человека, заключенного в экзоскелет.
Лексикон
RPD - Remote Presence Device
Оценки объема поставок роботов телеприсутствия
~10 тыс в 2017 году; ~15 тыс в 2018; ~22.5 тыс в 2019; ~31,5 тыс в 2020 году. Прогноз Tractica.
Возможные применения
Робот может использоваться для удаленной работы, обеспечивая телеприсутствие человека в офисе или на других мероприятиях. Может использоваться, как удаленными сотрудниками для телеприсутствия на важных совещаниях, так и руководителем компании для удаленного присутствия в различных офисах компании.
С помощью такого робота может присутствовать в общественных местах ограниченно мобильный человек.
Для дистанционного обучения.
Для посещения выставок
С помощью подобного робота можно общаться с семьей, например, тому, кто находится в командировке в другом городе или стране.
Могут использоваться для наблюдения за детьми дома. Для присмотра за домом, дачей.
Для наблюдения за больными в больницах.
Для наблюдения за пожилыми родственниками.
С помощью летающего RPD можно, например, рассмотреть поближе "нарушителя периметра", побеседовать с ним прежде, чем предпринимать какие-либо действия. Удобна поддержка функционала RPD на беспилотнике-курьере, который доставил в точку назначения какой-то груз. Непосредственно полет может быть выполнен автоматически, а на этапе взаимодействия с клиентом может подключаться оператор контактного центра.
Комнатный дрон RPD позволит быстро облететь дом или квартиру - убедившись, что все в порядке, "поговорить" с домашним животным.
На 2019 год практически исключительно роботы телеприсутствия используются только в бизнесе для удаленной работы и для наблюдения за опасными промышленными объектами.
2016.01.08 Эдвард Сноуден выступил перед посетителями CES2016 с помощью робота телеприсутствия Suitable Beam.
Робот телеприсутствия Double 3!
Double 3 — это самоуправляемый двухколесный робот для видеоконференций, который позволит вам в режиме online присутствовать в любой точке мира .
Робот позволит физически находиться в важном для вас месте, видеть и слышать все, что происходит вокруг него. Благодаря Double 3 врачи, преподаватели и студенты смогут чувствовать себя в полном контакте со своими коллегами, Double 3 позволит им присутствовать там, где они не могут быть лично.
Вождение собственного Double 3 означает, что вы можете свободно передвигаться по офису, посещать пациентов, собрания, следить за работой, или ходить в музей из любой точки мира.
Наличие 3D-датчиков позволяет Double 3 ориентироваться в пространстве, для безопасного управления роботом и преодоления препятствий, чтобы добраться до места назначения. Встроенная система предотвращения столкновения с препятствиями предполагает, что даже ребёнок сможет управлять роботом, не опасаясь столкновения с предметами или людьми. Просто укажите, куда нужно доехать, и ваш Double 3 будет передвигаться, избегая препятствий на своём пути.
Зрение Double 3
Две 13-мегапиксельные камеры обеспечивают ультраширокое поле зрения и несколько уровней масштабирования. Новый привод перемещения Double 3 позволяет обеим камерам наклоняться вверх и вниз. Продвинутый программный алгоритм намного упрощает управление роботом – стоит просто указать на то, что вы хотите видеть. Вы можете прочитать все - от документа на столе перед вами, до календаря, расположенного в 7 метрах от вас.
Люди с ограниченными возможностями всегда испытывали трудности с посещением культурных учреждений и развлекательных заведений и не могли получить полный спектр впечатлений в отличие от здоровых людей. Но новые технологии начинают исправлять эту ситуацию, создавая новые возможности для инвалидов и новые образовательные методы для детей и взрослых.
Идея роботов телеприсутствия достаточно проста. Человек с помощью ноутбука и подключения к Интернету может управлять механизмом, находясь на расстоянии в тысячи километров. Его лицо отображается на дисплее робота, и можно взаимодействовать с людьми вокруг, как будто находясь рядом с ними физически.
Самые первые роботы этого класса использовались для удаленной работы в основном в Кремниевой долине и по сути состояли из робота-пылесоса с прикрепленным дисплеем и подключением по Skype. Сегодняшние модели вроде системы удаленного присутствия Beam от Suitable Technologies – более подвижные и красивые, обычно с 17-дюймовым монитором и широкоугольной камерой, помогающей избегать столкновения с препятствиями.
Несмотря на цену в районе 20 000 долларов, компании-первопроходцы утверждают, что устройства значительно экономят расходы на командировки, повышают удовлетворение сотрудников, создавая связь между пребыванием в офисе и удаленной работой.
Генри Эванс
Распространение роботов телеприсутствия в культурной среде – во многом заслуга Генри Эванса, немого человека с параличом всех конечностей. Будучи способным шевелить лишь головой и одним пальцем, Эванс обнаружил, что может с помощью мозга управлять голосовой активацией и двигать курсор. Увидев передачу о таких роботах по телевизору, Эванс понял, что технология может существенно помочь людям с ограниченными возможностями.
Тогда он связался с инженерами из лабораторий Willow Garage и Healthcare Robotics Lab при Технологическом институте Джорджии и основал компанию Robots for Humanity, цель которой – помогать людям с ограниченными возможностями передвижения взаимодействовать с миром. Используя робота Beam, Генри удалось посетить множество музеев Америки.
Благодаря Генри и Robots for Humanity, люди, у которых не было шанса посетить культурные заведения, могут знакомиться с предметами искусства, слушать концерты и смотреть театральные выступления.
Национальный музей Австралии
Впрочем, роботы телеприсутствия используются не только людьми с физическими ограничениями. Национальный музей Австралии вместе с Государственным объединением научных и прикладных исследований и Министерством широкополосных частот, коммуникаций и цифровой экономики Австралии, намерены создать двух роботов – Chesster и Kasparov.
Система состоит из полуавтономного мобильного робота, следующего за музейным гидом и передающего панорамное видео с широкоугольной камеры через беспроводную сеть музея. С помощью обычного ПК, наушников, веб-камеры и высокоскоростного соединения с Интернетом удаленные ученики подключаются к роботу через браузерный интерфейс и могут рассматривать галерею. Интегрированный видеочат дает возможность видеть, слышать и общаться с учителем и друг с другом. В отличие от робота Beam, подключиться могут одновременно несколько человек, что делает систему выгодной и эффективной, а также ненавязчивой для реальных посетителей.
В ближайшем будущем в музее робота планируют сделать куратором для демонстрации самых ценных предметов, артефактов и произведений искусства, не доступных для обычного показа.
Развивается как технология, так и её применение. В одном тематическом парке недавно тестировали возможности навигации, поддержки соединения по Wi-Fi или широкополосному сигналу и привлекательность такого типа просмотра. Результаты были более чем позитивные.
В следующие несколько лет люди, которые уже даже не надеялись побывать в музее или на представлении, смогут посетить развлекательные и тематические заведения.
Новое законодательство о помощи людям с ограничениями, принятое в 2010 году, может в конце концов обязать культурные заведения приобретать роботов телеприсутствия. Тем временем организации, которые самостоятельно проявляют инициативу и внедряют технологию, изменяют наше отношение к вопросам доступности и дистанционного обучения.
Читайте также: