Робот-спасатель от Хонда научился открывать двери и подниматься по лестницам

Хонда считает, что в дальнейшем команда спасателей, помогающая ликвидировать последствия стихийных бедствий и завалы может состоять из роботов. Его высота составляет 168 см, а ширина в самой крупной части туловища — всего 25 см. E2-DR снабжен несколькими камерами и вращающимся торсом: это помогает ему изучать территория на предмет опасностей. Японская компания Хонда продемонстрировала новый прототип человекоподобного робота-спасателя E2-DR, который представляет собой улучшенную версию робота-спасателя Asimo, показанную компанией в позапрошлом году. И вот спустя два года представлен рабочий прототип Хонда E2-DR.

Два года назад на выставке IROS 2015 в Германии отдел исследований и разработок Honda представил доклад о новом экспериментальном роботе-гуманоиде, предназначенном для реагирования на стихийные бедствия . В этом не было ничего удивительного, поскольку мы догадались, что после аварии на Фукусиме Honda начала работу над гуманоидом, который должен быть более надежным и практичным, чем Asimo. Но, как и в случае с большинством крупных японских компаний, Honda отлично справляется (почти) никогда не сообщает о проектах, которые находятся в стадии разработки. Практически единственный краткий обзор, который мы когда-либо получали, исходил из исследовательских работ, и на прошлой неделе на IROS 2017 в Ванкувере мы получили самый большой взгляд на программу исследований и разработок гуманоидной робототехники Honda, которую мы имели за последние годы.

В документе, озаглавленном «Разработка экспериментального робота с ногами для инспекции и реагирования на стихийные бедствия на предприятиях», робототехники из Honda R&D продемонстрировали последний прототип своего робота для оказания помощи при стихийных бедствиях, E2-DR. Он крепкий, маневренный и может даже попасть под дождь, не взорвавшись.

Скорость робота небольшая — всего 2 километра в час, однако он может перешагивать через препятствия, перемещаться по обломкам, а кроме этого идти под проливным дождем. E2-DR способен даже работать под дождём на протяжении 20 минут.

По словам Хонды, «следующие функциональные элементы должны быть выполнены для проверки, обслуживания и быстрого реагирования на бедствия в социальной инфраструктуре, такой как заводы»:

Трехмерное движение, такое как лестницы, стремянки и вертикальные лестницы с клетками минимального размера, включая переходы между лестницами и ступенями
Перемещение в узких свободных ширинах и узких пространствах
Перемещение по трубам на полу
Прохождение через закрытые двери по коридорам
Способен поглощать контакты во время движения
Движение по разбросанным обломкам
Восприятие среды для планирования и мониторинга
Предотвращение катастрофических падений, когда робот теряет мощность при перемещении в высоком месте, например, на лестницах и лестницах.

Это исчерпывающий список, и большинству роботов, участвовавших в DARPA Robotics Challenge , было бы трудно выполнять большинство из этих задач. E2-DR имеет высоту 1,68 метра и весит 85 килограммов, включая литий-ионную батарею емкостью 1000 Втч, которой хватает на 90 минут работы. Имея «толщину» всего 25 см, он может протискиваться через 30-сантиметровые зазоры, размер, на который Honda ориентировалась, потому что на заводах часто есть «кратчайшие» проходы примерно такой ширины, которые можно использовать для обхода заблокированных коридоров. E2-DR имеет в общей сложности 33 степени свободы, в том числе 8 степеней свободы на руку, 6 степеней свободы на ногу, 2 на туловище и 1 на руки и голову.

Чтобы подняться по лестнице, E2-DR может поворачивать туловище на 180 градусов, в результате чего его колени меняют направление, поэтому они не натыкаются на ступеньки. Вы можете увидеть это в действии на 30-й секунде видео; это помогает роботу особенно на крутых лестницах. (Этот же подход был использован DRC-HUBO, роботом, выигравшим DARPA Robotics Challenge .)

Чтобы свести размер и массу E2-DR к минимуму, Honda решила заменить традиционные кабели связи на оптические волокна, которые в восемь раз меньше и имеют диаметр всего 0,5 мм. Оптические волокна имеют репутацию менее прочных, но Honda говорит, что они протестировали одно из них, скручивая и изгибая его миллион раз без каких-либо проблем. Руки предназначены только для базового хвата, чтобы помочь в мобильности (например, при подъеме по лестнице или лестнице), поскольку у Хонды другие планы взаимодействия с миром:

Что касается манипуляционных задач, то мы предполагаем, что могут использоваться специальные инструменты с беспроводной связью, предназначенные для роботов. Поэтому предлагаемому роботу не нужны ловкие руки, а нужна только способность захватывать инструменты и конструкции в таких условиях, как перекладина лестницы, чтобы двигаться.

На голове E2-DR установлены два вращающихся лазерных дальномера Hokuyo, монокулярная камера с синхронизированной светодиодной вспышкой, времяпролетная камера SR4000 и стереокамера, соединенная с проектором инфракрасного света. Также на каждой руке есть камеры и 3D-сенсор. Похоже, ожидается, что робот будет почти полностью дистанционно управляемым, хотя некоторая гибкая автономия в стиле DRC, похоже, в конечном итоге будет в разработке, тем более что у Asimo уже есть много автономии .

Последняя часть головоломки заключается в том, чтобы убедиться, что E2-DR сможет справиться с реальными стихийными бедствиями, а это означает сделать его пыле- и брызгозащищенным и способным работать при температуре от -10 до 40 °C, и все это он может делать. Соединения робота используют лабиринтную структуру и смазку для защиты от загрязнений, а Honda придумала «раздельную структуру охлаждения» для отвода тепла от корпуса E2-DR. С процессором Intel Core-i7, дискретным графическим процессором и преобразователями постоянного тока, которые потребляют 226 Вт сами по себе (не считая драйверов двигателя), необходимо избавиться от большого количества тепла. Honda решила эту проблему, пропустив воздуховоды через туловище E2-DR с внутренними вентиляторами, поддерживающими движение воздуха. Тепловыделяющее оборудование прикреплено к внешней стороне воздуховодов с помощью теплопроводящих листов, а ребра внутри воздуховодов помогают максимизировать охлаждение.

Когда будет представлена заключительная версия — не уточняется. Устройство имеет литий-ионный аккумулятор емкостью тысяча Втч, разрешающий работать на протяжении 90 минут. Голова спасателя и верхняя часть туловища оборудованы комплектом разных индикаторов и камерами. В основе модели лежит Intel Core i7. Управляется спасатель удаленно, по беспроводной связи. Компания работает над ним уже несколько лет, но вплоть до этого времени непонятно, когда будет выпущена заключительная версия устройства. На этом этапе проект тщательно засекречен, поэтому неизвестно, когда Хонда выпустит заключительную версию E2-DR.