ASIMO v Praze

ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility) byl poprvé představen veřejnosti v listopadu roku 2000. Jedná se o úspešného nástupce těžkých strojů P2 a P3 - ASIMO je menší (120cm) a řádově lehčí (52kg). Některé zdroje dokonce uvádí 43kg, kterých bylo dosaženo další odtučňovací kůrou. ASIMO má 26 stupňů volnosti. Dokáže chodit rychlostí až 1.6km/h nebo třeba i po schodech. V rukách dokáže nosit menší předměty o hmotnosti až 2kg. Energii dodává 38.4V/10AH NiMH baterie, se kterou vydrží 30 minut. Jeho výška mu dovoluje běžnou interakci s okolním prostředím. Díky svým 120cm dosáhne například na vypínač, na kliku dveří či na klávesnici na desce stolu. K senzorové výbavě robota patří například i dvě kamery, či akcelerometr a gyroskop.

Prezentace byla určena zejména novinářům (tj. laikům) a podle toho byla také koncipována. Po úvodních projevech vyšel robot zpoza rohu, v ruce květiny, které po chvilce váhání převzal funkcionář Národního muzea, aby je položil k bustě Karla Čapka. Poté robot došel zhruba doprostřed místnosti, kde během prezentace předváděl své dovednosti. Škoda, že jsme si dříve nevšimli černobílých značek na podlaze, podle kterých se robot řídil. Mohli bychom si bývali vybrat atraktivnější místo.

Moderátorem ukázky byl zástupce výzkumného ústavu, který robota navrhl. Komentář se většinou omezil na ohlášení, co bude robot právě předvádět a tak neobsahoval žádné pro nás robotiky "užitečné" informace.

Ukázky různých technik chůze po rovné podlaze byly následovány chůzí do a ze schodů. Robotovi se do schodů moc nechtělo. Zastavil se a skoro to vypadalo, že "přemýšlí". Důvodem prodlení byl fakt, že přestože účastníci ukázky byli upozorněni japonsky i česky, aby během této prezentace nefotografovali s blesky, že tohoto (i opakovaného) upozornění nedbali. Robot se totiž snažil zaměřit svoji přesnou pozici vůči černobílým značkám před schody. Stejné značky se nacházely i na plošině, ze které robot později sestupoval po schodech dolů. O použitém algoritmu na chůzi po schodech hodně napověděla připomínka komentátora, který v momentě, kdy robot začal sestupovat po schodech dolů, mávl rukou a všem povolil fotografování. Tento fakt ukazuje na to, že robot nepoužívá kameru během chůze po schodech, ale pouze před jejím začátkem. Rozměry schodů mu tedy musí být dodány nějakým alternativním způsobem. Toto zjištění nás zaujalo a proto jsme se tímto zabývali i nadále při hledání dalších informací.

Přestože první dojmy nebyly nic moc, později se nám podařilo najít pár zajímavých informací. Najít nějaká fakta o tom, jak robot funguje "uvnitř" byl skoro nadlidský úkol. Několik jich ale lze nalézt v ASIMO_Technical_Information.pdf.

Člověk by si skoro mohl říci – chodí, no a co... Na první pohled nejsou vidět všechny detaily, které učitě musely být úspěšně vyřešeny. Je škoda, že se Honda ve svých prezentacích omezuje pouze na konstatování, že jde o nejdokonalejšího humanoidního robota vůbec. Asi se řídí heslem, že když se nepochválíte sami, tak to za vás nikdo neudělá. Oficiální stránky http://asimo.honda.com/ jsou už trošku střídmější a robota zasazují pouze do kategorie „jeden z nejdokonalejších”.

Jedním ze zajímavých detailů, který by stál za zmínku, jsou například malé pružné výstupky na ASIMOvých chodilech. Podle měření provedených v rámci výzkumu lidské chůze bylo zjištěno, že konstrukce lidského těla obsahuje mnoho "měkkých" prvků, které ochraňují naše klouby od přílišné námahy. Vzpomeňte si třeba na to, jak důležité je pro naše zdraví odpovídající obutí pro sportování (basketbal, běh apod.). Naše klouby díky těmto „vydrží” vyšší námahu bez poškození. Bez všech těchto „tlumičů” by musely být klouby robota daleko robustnější, jinak by se stěží mohl pohybovat rychlostí 1,6 km/h. O nějakém skákání si může nechat i tak jen zdát, protože malé pružné výstupky jsou velmi zjednodušeným přiblížením těchto mechanismů.

Odměnou za další hledání bylo zjištění, že ASIMO ke svému pohybu využívá také akcelerometr a gyroskop. Tyto senzory jsou přimontovány k tělu robota a pomáhají zjišťovat aktuální orientaci torza. Robot dále používá enkodéry zabudované přímo v každém kloubu. V každé ruce a noze je dále 6ti osý senzor měřící síly působící na každou z končetin.

Bohužel se nám nepodařilo zjistit, jaký počítač robota ASIMO vlastně řídí. Podle velikosti "batůžku" by to ale mohl být počítač celkem výkonný. Předchůdce P3 byl vybaven čtyřprocesorovým „high-performace” systémem, takže asi můžeme očekávat něco podobného.

Honda se ale nejvíce chlubí vlastním algoritmem chůze, který má od svých předchůdců ASIMO značně přepracován. Robot P3 již sice uměl chodit celkem obstojně (jak se můžete sami přesvědčit na video záznamech), ale pouze rovně anebo se otáčet na místě. Jeho chůze se skládala z předem vytvořených vzorů, které pouze skládal za sebe. Výsledkem bylo, že chůze vypadala nepřirozeně — při každé změně směru musel úplně zastavit.

ASIMOva chůze obsahuje více reaktivních prvků. V každém kroku bere v úvahu svoji setrvačnost a dokáže si vypočítat, v jakém stavu se bude nacházet po vykonání dalšího kroku. Pokud tento stav neodpovídá stavu požadovanému, dokáže úpravou délky, rychlosti či směru dalšího kroku dosáhnout zlepšení.

Důsledkem tohoto postupu je, že dokáže například chodit do kruhu. Zkoumáním lidské chůze se zjistilo, že člověk, pokud chce zatočit během chůze, tak mírně vychýlí své těžiště směrem, kterým chce zatočit ješte před tím, než dojde k vlastnímu zatočení. Tohoto právě předchůdci robota ASIMO nebyli schopni, protože se jejich chůze skládala z pouze přednastavených vzorů. Například po započetí chůze vpřed nebyli schopni změnit ani rychlost ani délku kroku bez zastavení.

ASIMOvi schopnosti reakce na své okolí pro nás byly asi největším zklamáním. Po bližším zkoumání jsme zjistili, že ASIMO používá kameru pouze pro hledání značek na podlaze (jak vidíte na obrázku). Nedokáže tedy vyjít po libovolných schodech, ale jen po schodech, které mu byly předem změřeny a před které byly umístěny příslušné značky.

Podle http://world.honda.com/news/2002/c021205.html ale ASIMO dokáže využít kameru k rozpoznání gest či obličejů. Pokud uvidí známou tvář dokáže pozdravit. Dokáže rozpoznat, i kdy mu človek chce podat ruku. O spolehlivosti těchto (poměrně nových) dovedností by se ale asi dalo s úspěchem pochybovat. Tyto pochybnosti může podpořit i fakt, že nic z nich nebylo v Panteonu prezentováno nebo i skutečnost, že si ASIMO nepotřásl rukou s premiérem Špidlou podruhé. Většina zpravodajských medií s chutí napsala, že ASIMOvi zřejmě není náš premiér sympatický. Skutečnost může být ale daleko prostší — buď byl ASIMO předem naprogramován pouze k jednomu podání ruky nebo rutiny na rozpoznávání okolí nepracují zase až tak spolehlivě.

Jak složité je dosažení alespoň nějaké úrovně spolehlosti u robotů, kteří se pohybují v předem neznámém prostředí a musí na něj reagovat, bychom ale mohli dlouze vyprávět z vlastní zkušenosti. Proto by bylo vhodné závěrem pochválit vývojáře Hondy, že i přes některé výtky, které jste v našem článku mohli najít, postavili vyjímečného robota.

Máte-li jakékoli dotazy či připomínky – kontaktujte nás. Rádi vám odpovíme. Další informace o robotovi ASIMO naleznete například na těchto stránkách:

Další články o této akci: