Dziś jest wtorek, 15 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8958 -0.48% 1EUR 4.2969 -0.3% 1GBP 4.8998 +0.14%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
17 październik 2019
72 edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu 
więcej
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
14 maj 2010.

Samuel robot na miarę XXI wieku

   Celem projektu była budowa antropomorficznej głowy wyposażonej w wizyjny i dźwiękowy system sensoryczny -  jest to pierwszy taki projekt zrealizowany w Polsce.

   Konstrukcję rozpoczęto z myślą uświetnieniu obchodów 100-lecia Uczelni Technicznych we Wrocławiu. Docelowo głowa ta ma zostać zainstalowana na robocie społecznym, którego głównymi zadaniami będzie pomoc ludziom starszym oraz tym, którzy wymagają stałej opieki.



  
Robot powstał w przeciągu 50 dni nieustannej pracy członków Koła Naukowego Robotyków KoNaR. W prace nad robotem zanagażowały się także firmy partnerskie oraz zespół europejskiego projektu LIREC. Został ochrzczony imieniem Samuel, a głosu użyczył mu aktor Wrocławskiego Teatru Muzycznego Capitol.

   Obecnie naszym zadaniem jest zbadanie funkcjonalności konstrukcji pod względem interakcji człowiek-robot. Samuel jest zdolny do wyrażania podstawowych ludzkich emocji, takich jak gniew, radość, smutek, lęk, zaciekawienie, znudzenie, zdziwienie - co pozwala na wchodzenie w interakcję z otoczeniem. Jego możliwości zostaną dodatkowo wzmocnione poprzez zastosowanie układu rozpoznawania oraz syntezy mowy. 

KONSTRUKCJA

   Samuel jest robotyczną głową wyposażoną w system sensoryczny umożliwiający interakcję z otoczeniem. Został wykonany na podstawie projektu koncepcji graficznej zrealizowanej przez Krzysztofa Kubaska oraz projektu mechaniki firmy TF-Construction.

   Maska robota została wykonana w technologii szybkiego prototypowania i pomalowana na metaliczny kolor. Całość konstrukcji została zamontowana na eleganckim postumencie wyposażonym w monitor służący do wyświetlania obrazu pochodzącego z oczu robota.

Mechanika

   Robot posiada dwie ruchome kamery pełniące funkcję oczu przesłaniane ruchomymi powiekami. Ruchome usta, zainstalowane na powierzchni głowy, wykonane zostały w postaci wężyków, na ułożenie których można wpływać za pomocą czterech niezależnych napędów. Szyja umożliwia poruszanie w dwóch prostopadłych płaszczyznach pozwalając na obracanie i kiwanie.

Elektronika

   Główny sterownik głowy stanowi wysoce wydajny komputer PC. Jego moc obliczeniowa jest przede wszystkim dedykowana pracy systemu wizyjnego robota. Ponadto, jej niebagatelna część będzie wykorzystana przez system detekcji źródeł dźwięku.

   Ruch poszczególnych napędów kontrolowany jest przy użyciu najnowszych rozwiązań, jakie stosuje się dziś w przemyśle samochodowym. Każdy napęd sterowany jest niezależnie. Całość, połączona w sieć, stanowi zwarty i niezawodny system sterowania.

   Warto zaznaczyć, że zarówno synteza jak i rozpoznawanie mowy wymagają dodatkowej mocy obliczeniowej. Zapotrzebowanie na nią zależy od jakości syntezy oraz zasobów słownika. Obecnie realizacja systemu mowy planowana jest na osobnej jednostce.

System lokalizacji źródeł dźwięku

   W celu poprawienia jakości interakcji robota z otoczeniem został on wyposażony w system lokalizacji kierunku przychodzącego dźwięku. Zadaniem takiego bodźca jest pomoc w dokonaniu decyzji o wyborze twarzy, w kierunku której należy się obrócić jeżeli twarzy jest więcej niż jedna. Dodatkowo w wypadku braku wykrycia twarzy źródło dźwięku służy za wskaźnik przypuszczalnego kierunku, którego obranie możliwe, że pozwoli na odnalezienie człowieka.

   Fizycznie dźwięk jest pobierany przez dwa mikrofony elektretowe zamocowane w postumencie. Zakłócenie w postaci dźwięków pochodzących zza mikrofonów jak i dźwięki przenoszone przez konstrukcję mocowania mają znaczący wpływ na jakość detekcji, dlatego zastosowano szereg technik mających wyeliminować zaburzenia. Mikrofony zamontowano w metalowych kloszach wyłożonych gąbką tłumiącą. Klosze zawieszono na gumkach pasmanteryjnych na aluminiowych stelażach wewnątrz postumentu. Konstrukcje obłożono włóknem tłumiącym.

Lokalizacja twarzy

   Oprogramowanie służące do wykrywania twarzy zostało oparte na klasyfikatorze Haara zaimplementowanym w bibliotece OpenCV. Moduł został wyposażony w filtry usuwające zakłócenia występujące podczas ruchu robota, a także błędy klasyfikacji wynikające z natury algorytmu.

   Samuel jest w stanie zlokalizować kilka osób i zapamiętać ich położenia w globalnym układzie współrzędnych, wyliczonym z prostej kinematyki robota - co umożliwia rozróżnienie zaklasyfikowanych osób nawet po obrocie głowy robota.

   Robot jest w stanie zapamiętać czas interakcji z daną osobą, co wykorzystywane jest w automacie zmian emocji  podczas interakcji.

   Lokalizacja twarzy współpracuje z opisanym wcześniej systemem lokalizacji źródeł dźwięku.

Oprogramowanie

   Zachowanie robota kontrolowane jest przez zaimplementowany niedeterministyczny automat stanu. Oprogramowanie wysokiego poziomu służące do realizacji automatu oraz generacji emocji współpracuje z modułem warstwy niższej. 

   Napisane zostały biblioteki do obsługi kamer, a także protokołów komunikacji z napędami.

   Powstała także aplikacja umożliwiająca szybkie układanie scenariuszy zachowania, a także tworzenie nowych emocji i dialogów.

Emocje

   Samuel realizuje zdefiniowany scenariusz zachowania, w którym wykorzystane są wypowiedzi nagrane przez Cezarego Studniaka, aktora Wrocławskiego Teatru Muzycznego Capitol. Wypowiedzi zostały zarejestrowane w profesjonalnym studiu nagraniowym przy pomocy Koła Naukowego Audio Engineering Society.

   Zachowania robota podkreślane są przez 21 zdefiniowanych emocji. Mimika Samuela tworzona jest przez zmianę układu ust, powiek oraz ruchy głowy i oczu. Pozwala to uzyskać szeroką gamę różnorodnych stanów emocjonalnych - dość łatwo rozpoznawalnych przez człowieka.

Partnerzy projektu:

Projekt graficzny:

Krzysztof Kubasek (ASP, Katedra wzornictwa przemysłowego)

Projekt mechaniki:

TF Construction

Wykonanie elementów mechanicznych:

 Dremat

Drukowanie 3D:

e-Prototypy 

Źródło: energoelektronika.pl
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl