Ein humanoid Roboter oder ein anthropomorpher Roboter sind ein Roboter mit seinem gesamten Äußeren, das auf diesem des menschlichen Körpers gestützt ist, Wechselwirkung mit für den Menschen gemachten Werkzeugen oder Umgebungen erlaubend. In allgemeinen humanoid Robotern haben einen Rumpf mit einem Kopf, zwei Armen und zwei Beinen, obwohl einige Formen von humanoid Robotern nur einen Teil des Körpers zum Beispiel von der Taille modellieren können. Einige humanoid Roboter können auch ein 'Gesicht', mit 'Augen' und 'Mund' haben. Androiden sind humanoid Roboter, die gebaut sind, um einem Menschen ästhetisch zu ähneln.

Zweck

Roboter von Humanoid werden als ein Forschungswerkzeug in mehreren wissenschaftlichen Gebieten verwendet.

Forscher müssen die menschliche Körperstruktur und das Verhalten (biomechanics) verstehen, um humanoid Roboter zu bauen und zu studieren. Auf der anderen Seite führt der Versuch, den menschlichen Körper vorzutäuschen, zu einem besseren Verstehen davon.

Menschliches Erkennen ist ein Studienfach, das konzentriert wird, wie Menschen von der Sinnesinformation erfahren, um perceptual und Motorsachkenntnisse zu erwerben. Diese Kenntnisse werden verwendet, um rechenbetonte Modelle des menschlichen Verhaltens zu entwickeln, und es hat sich mit der Zeit verbessert.

Es ist darauf hingewiesen worden, dass sehr fortgeschrittene Robotertechnik die Erhöhung von gewöhnlichen Menschen erleichtern wird. Sieh transhumanism.

Obwohl das anfängliche Ziel der humanoid Forschung war, besser orthosis und Prothese für Menschen zu bauen, sind Kenntnisse zwischen beiden Disziplinen übertragen worden. Einige Beispiele sind: Die angetriebene Bein-Prothese für neuromuscularly, hat Knöchel-Fuß orthosis, biologische realistische Bein-Prothese und Unterarm-Prothese verschlechtert.

Außer der Forschung, humanoid Roboter werden entwickelt, um menschliche Aufgaben wie persönliche Hilfe durchzuführen, wo sie im Stande sein sollten, den kranken und ältlichen und schmutzigen oder gefährlichen Jobs zu helfen. Regelmäßige Jobs wie, ein Empfangschef oder ein Arbeiter einer Automobilproduktionslinie zu sein, sind auch für humanoids passend. Hauptsächlich, da sie Werkzeuge verwenden und Ausrüstung operieren können und Fahrzeuge für die menschliche Form entwickelt haben, konnte humanoids jede Aufgabe theoretisch durchführen ein Mensch kann, so lange sie die richtige Software haben. Jedoch ist die Kompliziertheit des Tuns so irreführend groß.

Sie werden immer populärer, um Unterhaltung auch zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel singt Ursula, ein weiblicher Roboter, tanzt, und spricht mit ihren Zuschauern am Universalen Studio. Mehrere Attraktionen von Disney verwenden den Gebrauch von animatrons, Roboter, die schauen, bewegen sich, und sprechen viel wie Menschen in einigen ihrer Freizeitpark-Shows. Diese animatrons sehen so realistisch aus, dass es hart sein kann, von weitem zu entziffern, ob sie wirklich menschlich sind. Obwohl sie einen realistischen Blick haben, haben sie kein Erkennen oder physische Autonomie. Verschiedene humanoid Roboter und ihre möglichen Anwendungen im täglichen Leben werden in einem unabhängigen Dokumentarfilm genannt der Stecker gezeigt & Beten, der 2010 veröffentlicht wurde.

Roboter von Humanoid, besonders mit Algorithmen der künstlichen Intelligenz, konnten für zukünftige gefährliche und/oder entfernte Raumerforschungsmissionen nützlich sein, ohne das Bedürfnis zu haben, sich zurück wieder umzudrehen und zur Erde zurückzukehren, sobald die Mission vollendet wird.

Sensoren

Ein Sensor ist ein Gerät, das etwas Attribut der Welt misst. Einer der drei Primitiven der Robotertechnik (außer der Planung und Kontrolle) zu sein, fühlend, spielt eine wichtige Rolle in robotic Paradigmen.

Sensoren können gemäß dem physischen Prozess klassifiziert werden, mit dem sie arbeiten oder gemäß dem Typ der Maß-Information, die sie als Produktion geben. In diesem Fall wurde die zweite Annäherung verwendet.

Proprioceptive Sensoren

Sensoren von Proprioceptive fühlen die Position, die Orientierung und die Geschwindigkeit des Körpers und Gelenke des humanoid.

In Menschen werden innere Ohren verwendet, um Gleichgewicht und Orientierung aufrechtzuerhalten. Roboter von Humanoid verwenden Beschleunigungsmesser, um die Beschleunigung zu messen, von der Geschwindigkeit durch die Integration berechnet werden kann; Neigungssensoren, um Neigung zu messen; Kraft-Sensoren, die in die Hände des Roboters und Füße gelegt sind, um Kontakt-Kraft mit der Umgebung zu messen; Positionssensoren, die die wirkliche Position des Roboters anzeigen (von dem die Geschwindigkeit durch die Abstammung berechnet werden kann), oder sogar Geschwindigkeitssensoren.

Exteroceptive Sensoren

Die Reihe von tactels kann verwendet werden, um Daten darauf zur Verfügung zu stellen, was berührt worden ist. Die Schattenhand verwendet eine Reihe von 34 tactels, die unter seiner Polyurethan-Haut auf jedem Finger-Tipp eingeordnet sind. Fühlbare Sensoren geben auch Auskunft über Kräfte und Drehmomente, die zwischen dem Roboter und den anderen Gegenständen übertragen sind.

Vision bezieht sich auf in einer Prozession gehende Daten von jeder Modalität, die das elektromagnetische Spektrum verwendet, um ein Image zu erzeugen. In humanoid Robotern wird es verwendet, um Gegenstände anzuerkennen und ihre Eigenschaften zu bestimmen. Visionssensoren arbeiten am ähnlichsten zu den Augen von Menschen. Die meisten humanoid Roboter verwenden CCD Kameras als Visionssensoren.

Gesunde Sensoren erlauben humanoid Robotern, Rede und Umwelttöne zu hören, und als die Ohren des Menschen zu leisten. Mikrofone werden gewöhnlich für diese Aufgabe verwendet.

Auslöser

Auslöser sind die Motoren, die für die Bewegung im Roboter verantwortlich sind.

Roboter von Humanoid werden auf solche Art und Weise gebaut, dass sie den menschlichen Körper nachahmen, so verwenden sie Auslöser, die wie Muskeln und Gelenke, obwohl mit einer verschiedenen Struktur leisten. Um dieselbe Wirkung wie menschliche Bewegung, humanoid Roboter zu erreichen, verwenden hauptsächlich Drehauslöser. Sie können entweder elektrisch, pneumatisch, hydraulisch, piezoelektrisch oder Überschall-sein.

Hydraulische und elektrische Auslöser haben ein sehr starres Verhalten und können nur gemacht werden, auf eine entgegenkommende Weise durch den Gebrauch von relativ komplizierten Feed-Back-Kontrollstrategien zu handeln. Während elektrisch, coreless Motorauslöser werden für die hohe Geschwindigkeit besser angepasst und laden niedrig Anwendungen, hydraulische funktionieren gut mit der niedrigen Geschwindigkeit und laden hoch Anwendungen.

Piezoelektrische Auslöser erzeugen eine kleine Bewegung mit einer hohen Kraft-Fähigkeit, wenn Stromspannung angewandt wird. Sie können für die ultragenaue Positionierung verwendet werden und um hohe Kräfte oder Druck in statischen oder dynamischen Situationen zu erzeugen und zu behandeln.

Überschallauslöser werden entworfen, um Bewegungen in einer Mikrometer-Ordnung an Überschallfrequenzen (mehr als 20 Kilohertz) zu erzeugen. Sie sind nützlich, um Vibrieren zu kontrollieren, Anwendungen und schnelle Schaltung einstellend.

Pneumatische Auslöser funktionieren auf der Grundlage von der Gasverdichtbarkeit. Da sie aufgeblasen werden, breiten sie sich entlang der Achse aus, und wie sie deflationieren, ziehen sie sich zusammen. Wenn ein Ende befestigt wird, der andere wird sich in einer geradlinigen Schussbahn bewegen. Diese Auslöser sind für die niedrige Geschwindigkeit und niedrigen/mittleren Lastanwendungen beabsichtigt. Zwischen pneumatischen Auslösern gibt es: Zylinder, Gebläse, pneumatische Motoren, pneumatische Schrittmotoren und pneumatische künstliche Muskeln.

Die Planung und Kontrolle

In der Planung und Kontrolle ist der wesentliche Unterschied zwischen humanoids und anderen Arten von Robotern (wie industrielle), dass die Bewegung des Roboters, mit der beinigen Ortsveränderung, besonders zweifüßiger Gehweise einem Menschen ähnlich sein muss. Die ideale Planung für humanoid Bewegungen während des normalen Wanderns sollte auf minimalen Energieverbrauch hinauslaufen, wie es tut im menschlichen Körper. Deshalb werden Studien auf der Dynamik und Kontrolle dieser Arten von Strukturen immer wichtiger.

Um dynamisches Gleichgewicht während des Spaziergangs aufrechtzuerhalten, braucht ein Roboter Information über die Kontakt-Kraft und seine aktuelle und gewünschte Bewegung. Die Lösung dieses Problems verlässt sich auf ein Hauptkonzept, Zero Moment Point (ZMP).

Eine andere Eigenschaft von humanoid Robotern ist, dass sie bewegen, Information sammeln (Sensoren verwendend), auf der "echten Welt" und damit aufeinander wirken. Sie bleiben noch wie Fabrikhandhaber und andere Roboter nicht, die in hoch strukturierten Umgebungen arbeiten. Humanoids zu erlauben, sich in komplizierten Umgebungen zu bewegen, planend, und Kontrolle muss sich auf Selbstkollisionsentdeckung, Pfad-Planung und Hindernis-Aufhebung konzentrieren.

Humanoids haben einige Eigenschaften des menschlichen Körpers nicht noch. Sie schließen Strukturen mit der variablen Flexibilität ein, die Sicherheit (dem Roboter selbst und den Leuten), und Überfülle von Bewegungen, d. h. mehr Grade der Freiheit und deshalb breiten Aufgabe-Verfügbarkeit zur Verfügung stellen. Obwohl diese Eigenschaften zu humanoid Robotern wünschenswert sind, werden sie mehr Kompliziertheit und neue Probleme zur Planung und Kontrolle bringen.

Zeitachse von Entwicklungen

Siehe auch

• Actroid
• AIBO
• Androide
• Roboter von Archie Humanoid
• ASIMO der erste humanoid Roboter, um selbstständig spazieren zu gehen
• Choromet
• Zahn
• Jemals 1
• GuRoo
• Gynoid
• HOAP
• HRP-4C
• HUBO
• Roboter von Ibn Sina
• iCub
• KHR-1
• Kismet
• KT-X
• MechRC Shadowstalker
• Meinü
• Nao
• PINO
• Plen
• QRIO
• REEM
• RoboCup
• Robonaut
• Robonova-1
• RoboSapien
• Roxxxy
• Schattenhand
• SIGMO
• SURALP
• TOPIO
• Toyota Partner Robot
• Unheimliches Tal

Referenzen

• Asada, H. und Slotine, J.-J. E. (1986). Roboter-Analyse und Kontrolle. Wiley. Internationale Standardbuchnummer 0-471-83029-1.
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• Brady, M., Hollerbach, J.M. Johnson, T., Lozano-Perez, T. und Maurer, M. (1982), Roboter-Bewegung: Die Planung und Kontrolle. MIT Presse. Internationale Standardbuchnummer 0 262 02182 X.
• Horn, Berthold, K. P. (1986). Roboter-Vision. MIT Presse. Internationale Standardbuchnummer 0-262-08159-8.
• Craig, J. J. (1986). Einführung in die Robotertechnik: Mechanik und Kontrolle. Addison Wesley. Internationale Standardbuchnummer 0-201-09528-9.
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• Russell, R. A. (1990). Roboter Fühlbare Abfragung. Prentice Hall. Internationale Standardbuchnummer 0-13-781592-1.
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Weiterführende Literatur

• Zimmermann, J., Davis, J., ErwinStewart, N., Lee. T., Bransford, J. & Vye, N. (2009). Geschlechtdarstellung in humanoid Robotern für den Innengebrauch. Internationale Zeitschrift der Sozialen Robotertechnik (Sonderausgabe). 1 (3), 261265. Die Niederlande: Springer.
• Zimmermann, J., Davis, J., ErwinStewart, N., Lee. T., Bransford, J. & Vye, N. (2008). Unsichtbare Maschinerie in der Funktion, nicht formen sich: Benutzererwartungen eines humanoid Innenroboters. Verhandlungen der 6. Konferenz für das Design und Gefühl. Hongkong, China.
• Williams, Karl P. (2004). Bauen Sie Ihre Eigenen Menschlichen Roboter: 6 Erstaunliche und Erschwingliche Projekte. McGraw-Hill/TAB Electronics. Internationale Standardbuchnummer 0-07-142274-9. Internationale Standardbuchnummer 978-0-07-142274-1.

Links

• MIT Media Lab Personal Robots Group
• Humanoid Roboter-Jobs in Japan
• MIT Laboratorium-Forschung plant
• Ethik für das Roboter-Alter
• Honda Humanoid Roboter
• Dienstroboter
• Moralrücksichten für Humanoid Roboter
• Androide-Welt (enthält auch eine mehr ganze Zeitachse)
• Robotertechnik-Ausbildungswebsite
• Xitome Design Humanoid Robotertechnik
• Ulrich Hottelet: Albert ist nicht glücklich - Wie Roboter lernen, mit Leuten, afrikanische Zeiten, Juni 2009 zu leben