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Programmierbare humanoiden Roboter NAO Evolution - Metallic-Blau
Programmierbare humanoiden Roboter NAO Evolution - Metallic-Blau
Programmierbare humanoiden Roboter NAO Evolution - Metallic-Blau

Programmierbare humanoiden Roboter NAO Evolution - Metallic-Blau

Der von Aldebaran Robotics entwickelte NAO Evolution ist die nunmehr fünfte Generation des NAO, des interaktiven, autonomen und vollständig programmierbaren humanoiden Roboters von Aldebaran.
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NAO Evolution: Ausgestattet mit dem neuesten Betriebssystem von Aldebaran, NAOqi 2.0

NAOqi 2.0 wird bei allen Robotern der Firma Aldebaran eingesetzt, auch dem Pepper, dem für Softbank hergestellten Roboter, der von diesem Anbieter vertrieben wird.

Entwickelt für den natürlichen, einfachen Kontakt per Sprache, umfasst die Umgebung NAOqi auch ein Instrument für den Dialog, Emotionen und ein autonomes Leben. Auf ebendiesem System basiert der NAO. Alle von Aldebaran entwickelten Roboter weisen dieselben Technologien und dasselbe Betriebssystem (NAOqi) auf, was die Übertragung von Anwendungen von einem Roboter auf den anderen mit minimaler Anpassung erleichtert. Das eröffnet Anwendungsentwicklern neue Möglichkeiten für einen der Roboter und bietet die Chance, die Zahl der Plattformen schneller zu steigern.

NAO Evolution: Verbesserter Funktionsumfang

Die Kreation von Verhaltensweisen wird durch Verbesserungen der Hard- und Software erleichtert:

  • Neue Algorithmen zur verbesserten Ortung und Erkennung von Gesichtern und Formen.
  • Vier Richtmikrophone lokalisieren Geräuschquellen auf präzise Weise.
  • Die neuen Sonar-Entfernungsmesser verfeinern die Einschätzung von Hindernissen und Distanzen mit einer Erkennungsreichweite von 1 bis 3 m.
  • Eine leistungsfähigere Batterie mit 48,6 Wattstunden, die den selbständigen Betrieb des NAO Evolution ermöglicht. Dies entspricht einem Plus von 30 % im Vergleich zur Vorgängergeneration.
  • Der NAO EVOLUTION ist robuster mit einem Getriebe aus Metall in den Hüften, den Beinen und den Knöcheln.
  • Die neuen, diskreteren Sohlen sind mit einer Beschichtung versehen, die Geräusche beim Gehen mindern.
  • Dank der Griffbänder an den Händen und Fingern ist der NAO EVOLUTION gewandter im Greifen von Gegenständen.

Unsere Fallstudien mit dem Roboter NAO

Fallstudie: Roboter NAO für die Sportveranstaltung NAS 2016
NAO bei NAS 2016

Lieferumfang der Version "Expertenset" des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

  • 1 programmierbarer humanoider Roboter NAO Evolution
  • 1 komplette Softwaresuitelizenzen (Choregraphe, Monitor und SDK)
  • 1 exklusives Verhalten "NAO spielt Fußball", kostenlos
  • 2-jährige Garantie

Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution ist in zwei Farben lieferbar: Rot und Metallic-Blau.

Entdecken Sie die neueste Anwendung von GR Lab "NAO spielt Fußball".

 

Hauptmerkmale des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

NAOqi 2.0 – die Middleware des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

Die Bestandteile von Roboteranwendungen greifen auf hochkomplexe, fortschrittliche Technologien zurück, darunter Spracherkennung, Objekterkennung und Objektkartierung. Die Anwendungen müssen sicher sein und in eingeschränkten Umgebungen mit beschränkten Ressourcen ausführbar sein. NAOqi, eine in den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution integrierte Software, bietet eine verteilte, zuverlässige, sichere, schnelle und plattformunabhängige Robotikumgebung. Als solide Basis kann sie von Entwicklern herangezogen werden, um den Funktionsumfang des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution voll zu nutzen und zu verbessern.

Ein technisches Datenblatt mit weiterführenden Informationen zum NAOqi Software Development Kit steht im PDF-Format (auf Englisch) zur Verfügung.

NAOqi Software Development Kit

Fortbewegung des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

Omnidirektioneller Gang:

Der Gang des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution basiert auf einem einfachen Dynamikmodell (umgekehrtes lineares Pendel) sowie einer quadratischen Programmierung. Stabilisiert wird der Roboter durch Feedback-Daten der in den Gelenken untergebrachten Sensoren. Das macht den Gang robuster und widerstandsfähig gegen kleinere Störungen. Frontale und seitliche Schwingungen des Oberkörpers können so absorbiert werden. Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution kann auf verschiedenen Oberflächen gehen, darunter Fliesen oder Holzböden, und zwischendurch unter diesen Oberflächen wechseln.

Gesamtkörperbewegung:

Das Bewegungsmodul des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution basiert auf der inversen Gesamtkinematik, die die kartesischen Koordinaten, die Gelenksteuerung, das Gleichgewicht, die Redundanz und die Aufgabenpriorität berücksichtigt. Das bedeutet, wenn man den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution ersucht, den Arm auszustrecken, so beugt er dabei die Knie, da die Arm- und Beingelenke gleichzeitig berücksichtigt werden. Um sein Gleichgewicht zu halten, stoppt der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution seinen Bewegungsablauf.

Sturz-Manager:

Der Sturz-Manager schützt den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution im Fall eines Sturzes. Seine wichtigste Funktion ist die Erkennung jenes Moments, wo der Massemittelpunkt des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution aus der Stützfläche austritt. Die Stützfläche wird durch die Position des Fußes oder der Füße definiert, die im Bodenkontakt stehen. Sobald ein Sturz erkannt wird, werden sämtliche Bewegungsabläufe gestoppt und je nach Richtung nehmen die Arme des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution eine schützende Position ein. Der Massemittelpunkt wird abgesenkt, und die Steifigkeit des Roboters wird auf Null reduziert.

Sicht

Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution verfügt über zwei Kameras, mit denen er in der Lage ist, Bilder und Gesichter zu verfolgen, zu speichern und wiederzuerkennen. Denn der NAO Evolution sieht durch die Verwendung von zwei 920 Pixel-Kameras, die bis zu 30 Bilder pro Sekunde aufzeichnen können. Die erste Kamera, die sich an der Stirn des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution befindet, tastet den Horizont ab, während die zweite, auf Mundhöhe, die unmittelbare Umgebung untersucht. Die Software bietet die Möglichkeit, Foto- und Videoströme der vom Roboter aufgezeichneten Daten zu überspielen. Doch Augen nützen nur dann etwas, wenn man das Gesehene zu interpretieren weiß. Deshalb enthält der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution eine Reihe von Algorithmen zur Ortung und Erkennung von Gesichtern und Formen. Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution kann die zu ihm sprechende Person erkennen oder einen Ball bzw. noch komplexere Gegenstände finden. Diese Algorithmen wurden speziell im Hinblick auf eine minimale Nutzung der Prozessorleistung entwickelt.

Gehör

Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution verwendet vier Mikrophone, um Töne zu erkennen, und aufgrund seiner Kapazitäten in der Spracherkennung und Sprachsynthese ist er in der Lage, in 19 Sprachen zu kommunizieren!

Ortung von Schallquellen

Eines der Hauptziele humanoider Roboter ist die Kommunikation mit Menschen. Die Schallortung ermöglicht dem programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution die Richtungsidentifizierung von Tönen. Um zuverlässige, sinnvolle Sprachsequenzen zu erzeugen und gleichzeitig die Auflagen eines eingeschränkten Speicherbedarfs und geringer Rechnerkapazität einzuhalten, basiert die Ortung von Schallquellen beim programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution auf einem sog. "Time difference of arrival (TDOA)"-Ansatz. Diese Funktion wird von einem NAOqi-Modul mit der Bezeichnung ALAudioSourceLocalization bereitgestellt; sie bietet eine C++ und Python Schnittstelle, die eine präzise Kommunikation mit einem Python-Script oder einem NAOqi-Modul erlaubt.

Das nachstehende Dokument liefert nähere Informationen zur Ortung von Schallquellen durch den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution.

Ortung von Schallquellen für den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution

Verarbeitung des Tonsignals

Mithilfe der Audiofunktionen des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution. kann eine breite Palette von Experimenten und Suchvorgängen in den Bereichen Telekommunikation und Mensch-Technik-Interaktivität durchgeführt werden. So können die Nutzer den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution. beispielsweise als Kommunikationswerkzeug verwenden, indem sie mit dem Roboter kommunizieren (sprechen und zuhören), wie wenn er ein Mensch wäre. Die Signalverarbeitung ist ein interessantes Beispiel. Über ein Audiomodul können die Rohdaten der Mikrophone in Echtzeit erfasst und mit Ihrem eigenen Code verarbeitet werden.

Das nachstehende Dokument liefert nähere Informationen zur Verarbeitung von Tonsignalen durch den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution.

Verarbeitung des Tonsignals für den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution

Tastsensoren des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

Neben Kameras und Mikrophonen ist der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution mit kapazitiven Sensoren ausgestattet, die oben am Kopf in drei Zonen sowie an den Händen angeordnet sind. So können Sie den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution durch Berührung steuern: Ein Druck sagt ihm beispielsweise, er soll stehen bleiben. Gleichzeitig können die Sensoren aber auch als Tasten fungieren, um zugeordnete Aktionen auszulösen. Das System ist mit LED-Lämpchen ausgestattet, die auf die Art des Kontakts hinweisen. Auch komplexe Sequenzen können programmiert werden. Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution ist mit zwei Sonarkanälen ausgerüstet: zwei Sender, zwei Empfänger. Mit ihrer Hilfe kann der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution Entfernungen zu Hindernissen in seinem Umfeld abschätzen.

Sonarkanälen des programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution

Connectivity des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

Ethernet, WiFi und Infrarot

Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution unterstützt derzeit WiFi (b/g) und Ethernet. Außerdem dienen die in den Augen untergebrachten IR-Sender/Empfänger der Kommunikation mit Gegenständen in der Umgebung. Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution ist kompatibel mit der Norm WiFi IEE 802.11g und kann in WPA- und WEP-Netzwerken eingesetzt werden. Dadurch kann er mit den meisten Heim- und Büronetzwerken kommunizieren. Mithilfe der XMPP-Technologie (ähnlich der in Google Chat-Threads eingesetzten Technologie) kann der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution ferngesteuert werden. Auch die Übertragung der Videoströme seiner Kameras basiert auf dieser Technologie. Über Infrarot kann der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution mit anderen NAO-Robotern sowie anderen Geräten auf IR-Basis kommunizieren.

Technische Daten des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

  • Abmessungen: 574 x 275 x 311 mm
  • Gewicht: 5,2 kg
  • Autonomie: 60 Minuten im aktiven Einsatz, 90 Minuten im normalen Einsatz
  • Bewegungsachsen: 25
  • Prozessor: Intel Atom mit 1,6 GHz
  • Betriebssystem: integriertes Linux (Distribution Gentoo)
  • Kompatible Betriebssysteme: Windows, Mac OS, Linux
  • Programmiersprachen:
  • Integriert: C++, Python
  • Ferngesteuert: Java, Javascript, MATLAB und .Net
  • Sicht: Zwei HD 1288 × 968 Kameras
  • Connectivity: Ethernet, Wi-Fi 802.11b/g/n

Bild des programmierbaren humanoïden Roboters NAO Evolution

Softwaresuite des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution besitzt eine plattformunabhängige Programmierschnittstelle, die selbst ungeübten Anwendern offen steht und die Möglichkeit bietet, mithilfe vorhandener Merkmale Verhaltensweisen zu erzeugen.

Speziell für Programmierneulinge steht der benutzerfreundliche Behavior Editor "Choreographe" zur Verfügung. Mit der Drag&Drop-Funktion können Anwender vorprogrammierte Behavior Boxes auswählen und komplette Verhaltenssequenzen schaffen. Außerdem können sie eigene Verhaltensweisen in der Programmiersprache Python erzeugen und anschließend in ihrer Library abspeichern. Entwickler können ihre Umgebung ändern, Gegenstände einfügen und diese bearbeiten, bevor sie Befehle an den programmierbaren humanoiden Roboter senden.

Erfahrene Entwickler können den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution in C++ oder .Net programmieren. So erhalten sie einen direkten Zugriff auf die APIs von NAOqi (das Framework des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution). Mithilfe von APIs können Programmierer auf die untere Ebene der Sensoren und Servomotoren zugreifen. Der programmierbare humanoide Roboter NAO Evolution ist auch in Java, Javascript, MatLab und Urbi programmierbar.

Die Lizenz Choreographe steht auf der Website von Aldebaran Robotics zum Download bereit (kostenlos).

Choregraphe Softwaresuite des programmierbaren humanoiden Roboters NAO Evolution

Das folgende Video zeigt ein Webinar zur Programmierung mithilfe von Choreographe:

Die nachstehenden Dokumente geben nähere Informationen zur Softwaresuite für den programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution.

Broschüre zum programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution

Broschüre zum programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution

Produktdatenblatt zum programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution

Produktdatenblatt zum programmierbaren humanoiden Roboter NAO Evolution

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