Nao (robot) - Nao (robot)
.jpg) Robocup, 2016
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| Fabricante | SoftBank Robotics (anteriormente Aldebaran Robotics) |
|---|---|
| País | Francia |
| Año de creación | 2008 (primera versión pública) |
| Escribe | Robot humanoide |
| Objetivo | Investigación, educación y entretenimiento |
NAO (pronunciado ahora ) es un robot humanoide autónomo y programable desarrollado por Aldebaran Robotics, una empresa francesa de robótica con sede en París , que fue adquirida por SoftBank Group en 2015 y rebautizada como SoftBank Robotics . El desarrollo del robot comenzó con el lanzamiento del Proyecto Nao en 2004. El 15 de agosto de 2007, Nao sustituye Sony robot perro 's Aibo como el robot utilizado en la RoboCup Estándar Plataforma League (SPL) , una organización internacional robot de fútbol de la competencia. El Nao se utilizó en RoboCup 2008 y 2009, y el NaoV3R fue elegido como plataforma para el SPL en RoboCup 2010.
Se han lanzado varias versiones del robot desde 2008. La Edición Académica de Nao se desarrolló para universidades y laboratorios con fines de investigación y educación. Se lanzó a las instituciones en 2008 y se puso a disposición del público en 2011. Desde entonces, se han lanzado varias actualizaciones de la plataforma Nao, incluida la Nao Next Gen 2011 y la Nao Evolution 2014.
Los robots Nao se han utilizado con fines de investigación y educación en numerosas instituciones académicas de todo el mundo. A partir de 2015, más de 5,000 unidades Nao están en uso en más de 50 países.
Historia de desarrollo
Aldebaran Robotics fue fundada en 2005 por Bruno Maisonnier, quien previamente había comenzado a desarrollar el robot bajo el "Proyecto Nao" en 2004. Se diseñaron seis prototipos de Nao entre 2005 y 2007. En marzo de 2008, la primera versión de producción del robot, la Nao RoboCup Edition, se lanzó a los concursantes de la RoboCup de ese año. La Edición Académica de Nao fue lanzada a universidades, instituciones educativas y laboratorios de investigación a fines de 2008.
En el verano de 2010, Nao fue noticia mundial con una rutina de baile sincronizada en la Expo de Shanghai en China . En octubre de 2010, la Universidad de Tokio compró 30 robots Nao para su laboratorio Nakamura, con la esperanza de convertirlos en asistentes de laboratorio activos. En diciembre de 2010, se demostró un robot Nao haciendo una rutina de comedia de pie , y se lanzó una nueva versión del robot, con brazos esculpidos y motores mejorados. En mayo de 2011, Aldebaran anunció que lanzaría al público el código fuente de control de Nao como software de código abierto. En junio de 2011, Aldebaran recaudó 13 millones de dólares en una ronda de financiación de riesgo liderada por Intel Capital. En 2013, SoftBank Mobile de Japón adquirió Aldebaran por US $ 100 millones.
En diciembre de 2011, Aldebaran lanzó Nao Next Gen, con mejoras de hardware y software como cámaras de alta densidad, mayor robustez, sistemas anticolisión y una mayor velocidad de marcha. El Nao Evolution, que presenta una mayor durabilidad, una síntesis de voz multilingüe mejorada, una forma mejorada y detección y reconocimiento facial mediante nuevos algoritmos, y una ubicación mejorada de la fuente de sonido con cuatro micrófonos direccionales, se lanzó en junio de 2014.
Aldeberan Robotics fue adquirida por SoftBank Group en 2015 y rebautizada como SoftBank Robotics.
Uso académico y científico
Desde 2011, más de 200 instituciones académicas en todo el mundo han hecho uso del robot, incluida la Universidad de Hertfordshire y su equipo Bold Hearts RoboCup , el Instituto Indio de Tecnología de la Información, Allahabad , la Universidad de Tokio , el Instituto Indio de Tecnología de Kanpur , Arabia Saudita. la Universidad King Fahd de Petróleo y Minerales , la Universidad de Gales del Sur y la Universidad Estatal de Montana . En 2012, se utilizaron robots Nao donados para enseñar a niños autistas en una escuela del Reino Unido; algunos de los niños encontraron que los robots infantiles y expresivos eran más identificables que los seres humanos. En un contexto más amplio, los robots Nao han sido utilizados por numerosas escuelas británicas para presentar a los niños a los robots y la industria de la robótica.
A finales de 2014, más de 5.000 robots Nao estaban en uso con instituciones educativas y de investigación en 70 países. En 2015, Mitsubishi UFJ Financial Group comenzó a probar los robots Nao para el servicio al cliente en sus sucursales bancarias japonesas. En julio de 2015, se demostró que los robots Nao demostraban una forma básica de autoconciencia en un experimento filosófico en el Instituto Politécnico Rensselaer de Nueva York, en el que se instalaron tres robots, silenciando a dos de ellos; luego se les dijo que a dos de ellos se les había dado una "píldora tonta", y se les pidió que averiguaran cuál de ellos no. Después de responder inicialmente que no sabía, el robot no silenciado pudo darse cuenta de que no le habían dado la píldora tonta después de escuchar el sonido de su propia voz. En septiembre de 2015, el Instituto Francés de Salud e Investigación Médica utilizó robots Nao para probar un sistema de "memoria autobiográfica" robótica diseñado para ayudar a entrenar a las tripulaciones de la Estación Espacial Internacional y asistir a pacientes ancianos.
Nao está disponible como robot de investigación para escuelas, colegios y universidades para enseñar programación y realizar investigaciones sobre las interacciones entre humanos y robots.
En agosto de 2018, RobotLAB lanzó una plataforma de aprendizaje en línea para escuelas que mejora el uso de NAO para STEM, codificación e ingeniería.
Uso sanitario
Desde su lanzamiento en 2004, Nao se ha probado e implementado en varios escenarios de atención médica, incluido el uso en residencias y escuelas.
Diseño
Las distintas versiones de la plataforma de robótica Nao cuentan con 2, 14, 21 o 25 grados de libertad (DoF). Se creó un modelo especializado con 21 DoF y sin manos accionadas para la competencia Robocup. Todas las versiones de Nao Academics cuentan con una unidad de medición inercial con acelerómetro , girómetro y cuatro sensores ultrasónicos que brindan estabilidad y posicionamiento a Nao en el espacio. Las versiones con patas incluían ocho resistencias de detección de fuerza y dos parachoques. El Nao Evolution 2014 presentó juntas metálicas más fuertes, agarre mejorado y un sistema de ubicación de fuente de sonido mejorado que utiliza cuatro micrófonos direccionales. La versión más reciente, denominada NAO6, se introdujo en junio de 2018.
Software
El robot Nao está controlado por un sistema operativo especializado basado en Linux , denominado NAOqi. El sistema operativo alimenta el sistema multimedia del robot, que incluye cuatro micrófonos (para reconocimiento de voz y localización de sonido ), dos altavoces (para síntesis de texto a voz en varios idiomas ) y dos cámaras HD (para visión por computadora , incluido el reconocimiento facial y de formas). El robot también viene con un paquete de software que incluye una herramienta de programación gráfica denominada Choregraphe , un paquete de software de simulación y un kit de desarrollo de software . Además, Nao es compatible con Microsoft Robotics Studio , Cyberbotics Webots y Gostai Studio ( URBI ).
En agosto de 2018, RobotLAB lanzó Engage! K12. Es una plataforma de aprendizaje en línea para escuelas que mejora el uso de NAO para STEM, codificación e ingeniería. En febrero de 2018, la empresa finlandesa Utelias Technologies lanzó Elias Robot, una aplicación de aprendizaje que ayuda a aprender idiomas con NAO.
Especificaciones
| Versión de robot | Nao V3 + (2008) | Nao V3.2 (2009) | Nao V3.3 (2010) | Nao Next Gen (V4) (2011) | Nao Evolution (V5) (2014) | Nao Power 6 (V6) (2018) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Altura | 573,2 milímetros (22,57 pulgadas) | 573 milímetros (22,6 pulgadas) | 574 milímetros (22,6 pulgadas) | |||
| Profundidad | 290 milímetros (11 pulgadas) | 311 milímetros (12,2 pulgadas) | ||||
| Ancho | 273,3 milímetros (10,76 pulgadas) | 275 milímetros (10,8 pulgadas) | ||||
| Peso | 4.836 kilogramos (10.66 lb) | 4,996 kilogramos (11,01 libras) | 5.1825 kilogramos (11.425 lb) | 5.305 kilogramos (11.70 lb) | 5,48 kilogramos (12,1 libras) | |
| Fuente de alimentación | batería de litio que proporciona 27,6 Wh a 21,6 V | batería de litio que proporciona 48,6 Wh a 21,6 V | batería de litio que proporciona 62,5 Wh a 21,6 V | |||
| Autonomía | 60 minutos (uso activo) | 90 minutos (uso activo) | ||||
| Grados de libertad | 25 | |||||
| UPC | x86 AMD GEODE 500 MHz | Intel Atom Z530 a 1,6 GHz | Intel Atom E3845 de cuatro núcleos a 1,91 GHz | |||
| RAM | 256 MB | 1 GB | DDR3 de 4 GB | |||
| Almacenamiento | 2 GB de memoria flash | Memoria Flash de 2 GB + Micro SDHC de 8 GB | SSD de 32 GB | |||
| SO integrado | OpenNAO 1.6 (basado en OpenEmbedded) | OpenNAO 1.8 (basado en OpenEmbedded) | OpenNAO 1.10 (basado en OpenEmbedded) | OpenNAO 1.12 (basado en gentoo) | NAOqi 2.1 (basado en gentoo) | NAOqi 2.8 (basado en incrustado abierto) |
| SO compatible | Windows , Mac OS , Linux | |||||
| Lenguajes de programación | C ++ , Python , Java , MATLAB , Urbi , C , .Net | |||||
| Entorno de simulación | Webots | |||||
| Cámaras | Dos cámaras OV7670 58 ° DFOV | Dos cámaras MT9M114 72.6 ° DFOV | Dos cámaras HD OV5640 67,4 ° DFOV | |||
| Sensores | 36 MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall 12 bits de precisión, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión
2 x girómetro 1 eje 1 x acelerómetro de 3 ejes 8 x FSR Force (resistencias sensibles). 2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho. Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz. Sensibilidad: -86dB. Resolución: 10 mm. Alcance de detección: 0,25 - 2,55 m. Cono efectivo: 60 °. 2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr 4 micrófonos: Sensibilidad: -40 +/- 3 dB Rango de frecuencia: 20Hz-20kHz Relación señal / ruido: 58dBA 2 x Cámara: OV7670 VGA (640x480), 30 fps. Rango de enfoque: 30 cm - infinito. Campo de visión diagonal de 58 ° (campo de visión horizontal de 47,8 °, campo de visión vertical de 36,8 °) Sensor capacitivo |
36 x MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall Precisión de 12 bits, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión
2 x girómetro 1 eje 1 x acelerómetro de 3 ejes 8 x FSR (resistencias sensibles a la fuerza). 2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho. Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz. Sensibilidad: -86dB. Resolución: 10 mm. Alcance de detección: 0,25 - 2,55 m. Cono efectivo: 60 °. 2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr 4 micrófonos: Sensibilidad: -40 +/- 3 dB Rango de frecuencia: 20Hz-20kHz Relación señal / ruido: 58dBA 2 x Cámara: MT9M114 960p (1280x960), 30 fps Rango de enfoque: 30 cm - infinito. Campo de visión diagonal de 72,6 ° (FOV horizontal de 60,9 °, FOV vertical de 47,6 °) Sensor capacitivo |
36 x MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall Precisión de 12 bits, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión
un girómetro de 3 ejes un acelerómetro de 3 ejes 8 x FSR (resistencias sensibles a la fuerza). 2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho. Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz Resolución: 1 cm-4 cm (según la distancia) Rango de detección: 0,20 m - 3 m Cono efectivo: 60 ° 2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr Micrófonos x4 en la cabeza Sensibilidad 20mV / Pa +/- 3dB a 1KHz Rango de frecuencia 150Hz a 12kHz 2 x Cámara: MT9M114 960p (1280x960), 30 fps Rango de enfoque: 30 cm - infinito. Campo de visión diagonal de 72,6 ° (FOV horizontal de 60,9 °, FOV vertical de 47,6 °) Sensor capacitivo |
36 x MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall Precisión de 12 bits, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión
un girómetro de 3 ejes un acelerómetro de 3 ejes 8 x FSR (resistencias sensibles a la fuerza). 2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho. Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz Resolución: 1 cm-4 cm (según la distancia) Rango de detección: 0,20 m - 3 m Cono efectivo: 60 ° 2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr 4 micrófonos omnidireccionales Especificación. Sensibilidad: 250mV / Pa +/- 3dB a 1kHz Frecuencia: rango de 100Hz a 10kHz (-10dB relativo a 1kHz) 2 x Cámara: Especificaciones Modelo de cámara OV5640 Tipo Sensor de imagen CMOS System-on-a-chip (SoC) Array de imágenes Resolución 5Mp Formato óptico 1/4 pulgada Píxeles activos (HxV) 2592x1944 Sensibilidad Tamaño de píxel 1.4µm * 1.4µm Rango dinámico 68db @ Ganancia 8x Relación señal / ruido (máx.) 36dB (máximo) Responsividad 600 mV / Lux-seg Salida Salida de cámara 640 * 480 @ 30fps o 2560 * 1920 @ 1fps Formato de datos YUV y RGB Tipo de obturador Persiana enrollable Vista Campo de visión 67.4 ° DFOV (56,3 ° HFOV, 43,7 ° VFOV) Tipo de enfoque Enfoque automático Sensor capacitivo |
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| Conectividad | Ethernet , Wi-Fi IEEE 802.11 a / b / g | Ethernet , Wi-Fi IEEE 802.11 a / b / g / n | ||||
Ver también
Desarrollo relacionado
Robots de función, configuración, dimensiones y época comparables
Referencias
enlaces externos
- Sitio web oficial de Aldebaran Robotics ycanal de YouTube
- "Mi día con un robot" . BBC News . 15 de septiembre de 2015.
- Espectáculo de danza Blanca Li con el robot Nao ( Festival Mundial de la Ciencia )
- Barboza Space Center (Los proyectos de Occupy Mars Learning Adventures con Nao) www.BarbozaSpaceCenter.com