人形机器人原型HRP5P的开发守护

发布时间：2022-08-30 08:20:35 来源：豪游娱乐网

人形机器人原型HRP-5P的开发

研究人员已经开发出人形机器人原型HRP-5P，旨在自动执行繁重的工作或在危险环境中工作。

作为一款182厘米，101公斤重的类人机器人，HRP-5P通过结合新的硬件技术，基于HRP系列技术构建而成。

在该系列中，它具有无与伦比的物理功能它的机器人智能包括环境测量和对象识别，全身运动计划和控制，任务描述与执行管理以及高度可靠的系统化技术。

通过将这种情报存储在人体中，机器人可以自动安装石膏板，这是建筑工地繁重劳动的典型示例。

使用HRP-5P作为开发平台工业界和学术界之间的合作，有望加快在建筑施工现场以及飞机和轮船等大型结构装配中实际应用类人机器人的研发速度。

预计日本出生率的下降将导致建筑业和许多其他行业的严重劳动力短缺。必须使用机器人技术解决此问题。

这些技术还为使建筑工人在建筑工地，飞机设施或造船厂从事具有潜在危险的繁重工作提供了一种引人注目的替代方案。

然而，难以使这些大型建筑工地适合于机器人，这阻碍了机器人的引入。由于类人机器人在外观上与人相似，因此无需改变环境即可工作，从而可以减轻工人的繁重劳动。

在HRP系列的开发中，AIST与包括Kawada Industries Inc.在内的多家私营公司合作，并开发了用于实际应用的基本技术。

HRP-2具有双足行走，躺卧，站立，在狭窄道路上行走以及其他动作的能力。HRP-3可以在光滑的表面上行走，并可以通过遥控器拧紧桥上的螺栓。

自2011年以来，在AIST进行的灾难响应人形机器人研究导致了HRP-2的修订版，该版本具有增强的物理功能，可以在崎terrain的地形上行走，转动阀门和根据3-D环境测量结果半自主执行其他任务。

但是，它的物理功能仍然不足以进行繁重的工作，例如安装石膏板，而且它缺乏足够的自由度和足够的关节活动范围来模仿复杂环境中的人体运动。为此，AIST致力于开发人形机器人HRP-5P，其物理功能使其能够替代繁重的工作。

此外，HRP-5P继承了HRP系列技术，并采用了本田汽车有限公司的专利技术。

HRP-5P的一部分开发得到了新能源和工业技术开发组织委托进行的研发工作的支持，“自主人形机器人的高度可靠的可在非结构化环境中工作的类人机器人系统的研发”机器人技术领域）”。

并获得了日本科学促进会的科研补助金，“针对基于环境模型获取的全身运动计划，人形机器人以适应未知环境”。

人形机器人原型HRP-5P具有坚固的机体和先进的智能，可以自主工作，并提供了繁重的替代劳动。

HRP-5P身高182厘米，体重101公斤，共有37个自由度：颈部两个，腰部三个，手臂八个，腿六个，两个它的手。除手外，这是迄今为止HRP系列中最大的移动自由度。

与HRP-2的修订版相比，在腰部增加一个自由度，在手臂的基础上增加一个自由度，可以使操作更类似于人类的动作。

因此，HRP-5P可以用双臂处理大型物体，例如石膏板或胶合板。

为了模拟机器人在没有人的自由度的情况下进行的人体运动，研究人员确保了臀部和腰部区域的关节可移动范围更广，在该区域中，多个关节被集中。

例如，屈曲和伸展腿部的髋关节在人体中的运动范围为140°，在HRP-5P中则为202°，而使上半身旋转的腰部关节的运动范围为80°。在人类中为300°，在HRP-5P中为300°。这样可以使机器人以各种姿势工作，例如在上半身扭曲时深深地蹲下时。

通过采用高输出电动机，增加驱动机构的冷却并采用具有某些具有多个电动机的某些接头的接头驱动系统，接头扭矩和速度相对于修订后的HRP-2平均约为两倍。

结果，机器人可以完成涉及重物的工作，例如从堆栈上抬起石膏板。

机器人使用头戴式传感器，不断获取周围环境的3-D测量值。即使视野被工作中使用的物体遮挡，存储和更新的测量结果也可以在携带面板时执行步行计划，或者在脚滑动时校正步行。。

学习涉及使用新构建的工作对象图像数据库的卷积神经网络。即使在低对比度的背景下或在昏暗的灯光下，机器人也可以以90％或更高的精度检测十种类型的2-D对象区域。

通过在Choreonoid机器人模拟器中为机器人智能安排虚拟测试环境并监控软件回归24小时，可以构建高度可靠的机器人系统并保持大型软件的质量。

这些技术的集成使自动石膏板安装成为可能，其中HRP-5P在模拟的住宅建筑工地上独立处理和搬运大而重的物体。

具体来说，这项工作涉及以下一系列操作。

生成周围环境的3-D地图，检测物体并接近工作台。

靠在工作台上，滑动堆叠的石膏板之一将其分开，然后将其提起。

在识别周围环境的同时，将石膏板拿到墙上。

放下石膏板并将其靠在墙上。

使用高精度的AR标记，识别并拾取工具。

握住拉毛条以保持HRP-5P自身稳定，将石膏板拧入墙壁。

学分：先进工业科学技术

使用该平台将促进机器人智能的研发，其目标是在住宅或办公楼场所以及组装大型结构时使用自主体力劳动的替代来源。

这将弥补劳动力短缺，使人们摆脱繁重的劳动，并帮助他们专注于更多的高附加值工作。