Nao (robot)
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NAO
Robot Nao (Robocup 2016) .jpg
Robocup, 2016
FabricanteSoftBank Robotics (anteriormente Aldebaran Robotics)
PaísFrancia
Año de creación2008 (primera versión pública)
EscribeRobot humanoide
ObjetivoInvestigación, educación y entretenimiento
(video) Un robot Nao en Fêtons Linux en Ginebra , Suiza , en octubre de 2011.
Robots Nao en una simulación de fútbol de Webots RoboCup .

NAO (pronunciado ahora ) es un robot humanoide autónomo y programable desarrollado por Aldebaran Robotics, una empresa francesa de robótica con sede en París , que fue adquirida por SoftBank Group en 2015 y rebautizada como SoftBank Robotics . El desarrollo del robot comenzó con el lanzamiento del Proyecto Nao en 2004. El 15 de agosto de 2007, Nao sustituye Sony robot perro 's Aibo como el robot utilizado en la RoboCup Estándar Plataforma League (SPL) , una organización internacional robot de fútbol de la competencia. [1]El Nao se utilizó en RoboCup 2008 y 2009, y el NaoV3R fue elegido como plataforma para el SPL en RoboCup 2010. [2]

Se han lanzado varias versiones del robot desde 2008. La Edición Académica de Nao se desarrolló para universidades y laboratorios con fines de investigación y educación. Se lanzó a las instituciones en 2008 y se puso a disposición del público en 2011. Desde entonces, se han lanzado varias actualizaciones de la plataforma Nao, incluida la Nao Next Gen 2011 y la Nao Evolution 2014. [3] [4]

Los robots Nao se han utilizado con fines de investigación y educación en numerosas instituciones académicas de todo el mundo. A partir de 2015, más de 5,000 unidades Nao están en uso en más de 50 países. [4]

Historia de desarrollo

Aldebaran Robotics fue fundada en 2005 por Bruno Maisonnier, quien había comenzado a desarrollar el robot en el marco del "Proyecto Nao" en 2004. [4] Se diseñaron seis prototipos de Nao entre 2005 y 2007. En marzo de 2008, la primera versión de producción del robot , la Nao RoboCup Edition, fue lanzada a los concursantes de la RoboCup de ese año. [5] La Edición Académica de la Nao fue lanzada a universidades, instituciones educativas y laboratorios de investigación a finales de 2008.

En el verano de 2010, Nao fue noticia mundial con una rutina de baile sincronizada en la Expo de Shanghai en China . [6] En octubre de 2010, la Universidad de Tokio compró 30 robots Nao para su laboratorio Nakamura, con la esperanza de convertirlos en asistentes activos de laboratorio. [7] En diciembre de 2010, se demostró un robot Nao haciendo una rutina de comedia de pie , [8] y se lanzó una nueva versión del robot, con brazos esculpidos y motores mejorados. En mayo de 2011, Aldebaran anunció que lanzaría al público el código fuente de control de Nao como software de código abierto. [9]En junio de 2011, Aldebaran recaudó 13 millones de dólares en una ronda de financiación de riesgo liderada por Intel Capital. [10] En 2013, SoftBank Mobile de Japón adquirió Aldebaran por 100 millones de dólares estadounidenses. [11]

En diciembre de 2011, Aldebaran lanzó Nao Next Gen, con mejoras de hardware y software como cámaras de alta densidad, mayor robustez, sistemas anticolisión y una mayor velocidad de marcha. [3] Nao Evolution, que presenta una durabilidad mejorada, síntesis de voz multilingüe mejorada, detección y reconocimiento facial y de forma mejorados mediante nuevos algoritmos, y una ubicación mejorada de la fuente de sonido con cuatro micrófonos direccionales, se lanzó en junio de 2014. [4]

Aldeberan Robotics fue adquirida por SoftBank Group en 2015 y rebautizada como SoftBank Robotics.

Uso académico y científico

Desde 2011, más de 200 instituciones académicas en todo el mundo han hecho uso del robot, incluida la Universidad de Hertfordshire y su equipo Bold Hearts RoboCup , el Instituto Indio de Tecnología de la Información, Allahabad , la Universidad de Tokio , [7] el Instituto Indio de Tecnología Kanpur. , [12] Arabia Saudita 's Universidad del rey Fahd de Petróleo y Minerales , Universidad de Gales del Sur y la Universidad del Estado de Montana . [13] [14] En 2012, se utilizaron robots Nao donados para enseñar a los autistasniños en una escuela del Reino Unido; algunos de los niños encontraron a los robots infantiles y expresivos más identificables que los seres humanos. [15] [16] En un contexto más amplio, los robots Nao han sido utilizados por numerosas escuelas británicas para introducir a los niños a los robots y la industria de la robótica. [17]

A finales de 2014, más de 5.000 robots Nao estaban en uso con instituciones educativas y de investigación en 70 países. [4] En 2015, Mitsubishi UFJ Financial Group comenzó a probar los robots Nao para el servicio al cliente en sus sucursales bancarias japonesas. [18] En julio de 2015, se demostró que los robots Nao demostraban una forma básica de autoconciencia en un experimento filosófico en el Instituto Politécnico Rensselaer.en Nueva York, en el que se instalaron tres robots, silenciando a dos de ellos; luego se les dijo que a dos de ellos se les había dado una "píldora tonta", y se les pidió que averiguaran cuál de ellos no. Después de responder inicialmente que no sabía, el robot no silenciado pudo darse cuenta de que no le habían dado la píldora tonta después de escuchar el sonido de su propia voz. [19] En septiembre de 2015, el Instituto Francés de Salud e Investigación Médica utilizó robots Nao para probar un sistema de "memoria autobiográfica" robótica diseñado para ayudar a entrenar a las tripulaciones de la Estación Espacial Internacional y asistir a pacientes ancianos. [20]

Nao está disponible como robot de investigación para escuelas, colegios y universidades para enseñar programación y realizar investigaciones sobre las interacciones entre humanos y robots. [21]

En agosto de 2018, RobotLAB lanzó una plataforma de aprendizaje en línea para escuelas que mejora el uso de NAO para STEM, codificación e ingeniería. [22]

Uso sanitario

Desde su lanzamiento en 2004, Nao ha sido probado y desplegado en una serie de escenarios sanitarios, incluido el uso en residencias de ancianos [23] y en escuelas.

Diseño

Las diversas versiones de la plataforma de robótica Nao cuentan con 2, 14, 21 o 25 grados de libertad (DoF). Se creó un modelo especializado con 21 DoF y sin manos accionadas para la competencia Robocup. Todas las versiones de Nao Academics cuentan con una unidad de medición inercial con acelerómetro , girómetro y cuatro sensores ultrasónicos que brindan estabilidad y posicionamiento a Nao en el espacio. Las versiones con patas incluían ocho resistencias de detección de fuerza y dos parachoques. El Nao Evolution 2014 presentó juntas metálicas más fuertes, agarre mejorado y un sistema de ubicación de fuente de sonido mejorado que utiliza cuatro micrófonos direccionales. [4]La versión más reciente, denominada NAO6, se introdujo en junio de 2018. [24] [25]

Software

El robot Nao está controlado por un sistema operativo especializado basado en Linux , denominado NAOqi. [4] El sistema operativo alimenta el sistema multimedia del robot, que incluye cuatro micrófonos (para reconocimiento de voz y localización de sonido ), dos parlantes (para síntesis de texto a voz en varios idiomas ) y dos cámaras HD (para visión por computadora , incluido el reconocimiento facial y de formas ). El robot también viene con un paquete de software que incluye una herramienta de programación gráfica llamada Choregraphe , [26] un paquete de software de simulación y un kit de desarrollador de software . Además, Nao es compatible conMicrosoft Robotics Studio , Cyberbotics Webots y Gostai Studio ( URBI ). [27]

En agosto de 2018, RobotLAB lanzó Engage! K12. Es una plataforma de aprendizaje en línea para escuelas que mejora el uso de NAO para STEM, codificación e ingeniería. [28] En febrero de 2018, la empresa finlandesa Utelias Technologies lanzó Elias Robot, una aplicación de aprendizaje que ayuda a aprender idiomas con NAO. [29]


Especificaciones

Versión de robotNao V3 + (2008)Nao V3.2 (2009)Nao V3.3 (2010)Nao Next Gen (V4) (2011) [30]Nao Evolution (V5) (2014) [31]Nao Power 6 (V6) (2018) [32]
Altura573,2 milímetros (22,57 pulgadas)573 milímetros (22,6 pulgadas)574 milímetros (22,6 pulgadas)
Profundidad290 milímetros (11 pulgadas)311 milímetros (12,2 pulgadas)
Ancho273,3 milímetros (10,76 pulgadas)275 milímetros (10,8 pulgadas)
Peso4.836 kilogramos (10.66 lb)4,996 kilogramos (11,01 libras)5.1825 kilogramos (11.425 lb)5.305 kilogramos (11.70 lb)5,48 kilogramos (12,1 libras)
Fuente de alimentaciónbatería de litio que proporciona 27,6 Wh a 21,6 Vbatería de litio que proporciona 48,6 Wh a 21,6 Vbatería de litio que proporciona 62,5 Wh a 21,6 V
Autonomía60 minutos (uso activo)90 minutos (uso activo)
Grados de libertad25 [33]
UPCx86 AMD GEODE 500 MHzIntel Atom Z530 a 1,6 GHzIntel Atom E3845 de cuatro núcleos a 1,91 GHz
RAM256 MB1 GBDDR3 de 4 GB
AlmacenamientoMemoria flash de 2 GBMemoria Flash de 2 GB + Micro SDHC de 8 GBSSD de 32 GB
SO integradoOpenNAO 1.6 (basado en OpenEmbedded)OpenNAO 1.8 (basado en OpenEmbedded)OpenNAO 1.10 (basado en OpenEmbedded)OpenNAO 1.12 (basado en gentoo)NAOqi 2.1 (basado en gentoo)NAOqi 2.8 (basado en incrustado abierto)
SO compatibleWindows , Mac OS , Linux
Lenguajes de programaciónC ++ , Python , Java , MATLAB , Urbi , C , .Net
Entorno de simulaciónWebots
CámarasDos cámaras OV7670 58 ° DFOVDos cámaras MT9M114 72.6 ° DFOVDos cámaras HD OV5640 67,4 ° DFOV
Sensores36 MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall 12 bits de precisión, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión

2 x girómetro 1 eje

1 x acelerómetro de 3 ejes

8 x FSR Force (resistencias sensibles).

2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho.

Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz. Sensibilidad: -86dB. Resolución: 10 mm. Rango de detección: 0,25 - 2,55 m. Cono efectivo: 60 °.

2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr

4 micrófonos: Sensibilidad: -40 +/- 3 dB Rango de frecuencia: 20Hz-20kHz Relación señal / ruido: 58dBA

2 x Cámara: OV7670 VGA (640x480), 30 fps. Rango de enfoque: 30 cm - infinito. Campo de visión diagonal de 58 ° (campo de visión horizontal de 47,8 °, campo de visión vertical de 36,8 °)

Sensor capacitivo

36 x MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall Precisión de 12 bits, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión

2 x girómetro 1 eje

1 x acelerómetro de 3 ejes

8 x FSR (resistencias sensibles a la fuerza).

2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho.

Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz. Sensibilidad: -86dB. Resolución: 10 mm. Rango de detección: 0,25 - 2,55 m. Cono efectivo: 60 °.

2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr

4 micrófonos: Sensibilidad: -40 +/- 3 dB Rango de frecuencia: 20Hz-20kHz Relación señal / ruido: 58dBA

2 x Cámara: MT9M114 960p (1280x960), 30 fps Rango de enfoque: 30 cm - infinito. Campo de visión diagonal de 72,6 ° (FOV horizontal de 60,9 °, FOV vertical de 47,6 °)

Sensor capacitivo

36 x MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall Precisión de 12 bits, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión

un girómetro de 3 ejes

un acelerómetro de 3 ejes

8 x FSR (resistencias sensibles a la fuerza).

2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho.

Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz Resolución: 1 cm-4 cm (según la distancia) Rango de detección: 0,20 m - 3 m Cono efectivo: 60 °

2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr

Micrófonos x4 en la cabeza Sensibilidad 20mV / Pa +/- 3dB a 1KHz Rango de frecuencia 150Hz a 12kHz

2 x Cámara: MT9M114 960p (1280x960), 30 fps Rango de enfoque: 30 cm - infinito. Campo de visión diagonal de 72,6 ° (FOV horizontal de 60,9 °, FOV vertical de 47,6 °)

Sensor capacitivo

36 x MRE (codificadores rotativos magnéticos) que utilizan tecnología de sensor de efecto Hall Precisión de 12 bits, es decir, 4096 valores por vuelta correspondientes a aproximadamente 0,1 ° de precisión

un girómetro de 3 ejes

un acelerómetro de 3 ejes

8 x FSR (resistencias sensibles a la fuerza).

2 x parachoques ubicados en la punta de cada pie. Estos son simples interruptores de ENCENDIDO / APAGADO. No hay diferencia entre un empujón con el pie izquierdo o derecho.

Sonar: 2 emisores, 2 receptores. Frecuencia: 40 kHz Resolución: 1 cm-4 cm (según la distancia) Rango de detección: 0,20 m - 3 m Cono efectivo: 60 °

2 x I / R. Longitud de onda = 940 nm. Ángulo de emisión = +/- 60 °. Potencia = 8 mW / sr

4 micrófonos omnidireccionales Especificación. Sensibilidad: 250mV / Pa +/- 3dB a 1kHz Frecuencia: rango de 100Hz a 10kHz (-10dB relativo a 1kHz)

2 x Cámara: Especificaciones Modelo de cámara OV5640 Tipo Sensor de imagen CMOS System-on-a-chip (SoC) Array de imágenes Resolución 5Mp Formato óptico 1/4 pulgada Píxeles activos (HxV) 2592x1944 Sensibilidad Tamaño de píxel 1.4µm * 1.4µm Rango dinámico 68db @ Ganancia 8x Relación señal / ruido (máx.) 36dB (máximo) Responsividad 600 mV / Lux-seg Salida Salida de cámara 640 * 480 @ 30fps o 2560 * 1920 @ 1fps Formato de datos YUV y RGB Tipo de obturador Persiana enrollable Vista Campo de visión 67.4 ° DFOV (56,3 ° HFOV, 43,7 ° VFOV) Tipo de enfoque Enfoque automático

Sensor capacitivo

ConectividadEthernet , Wi-Fi IEEE 802.11 a / b / gEthernet , Wi-Fi IEEE 802.11 a / b / g / n

Ver también

  • Robótica Aldebaran ( Wikipedia en francés )
  • Robótica educativa

Desarrollo relacionado

  • Romeo ( Wikipedia en francés )
  • Pimienta (robot)

Robots de función, configuración, dimensiones y época comparables

  • Atlas (robot)
  • Kirobo
  • Manav (robot)
  • ICub
  • InMoov
  • QRIO
  • REEM
  • Robotis bioloide

Referencias

  1. ^ "El robot Nao reemplaza a AIBO en RoboCup Standard Platform League" . Engadget . 16 de agosto de 2007. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  2. ^ "Los robots del Reino Unido se preparan para la copa del mundo" . BBC . 25 de octubre de 2010. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  3. ^ a b "Aldebaran Robotics anuncia robot humanoide Nao Next Gen" . Engadget. 10 de diciembre de 2011. Consultado el 15 de abril de 2012.
  4. ^ a b c d e f g "Presentación de NAO Evolution: un robot más fuerte y un sistema operativo más completo" . Robótica Aldebarán. 2014. Archivado desde el original el 1 de febrero de 2015 . Consultado el 1 de febrero de 2015 .
  5. ^ "Liga de plataforma estándar de RoboCup" . Tzi.de. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  6. ^ "Mascota robótica entretiene en la Expo de Shanghai" . ChannelNewsAsia.com. 21 de junio de 2010. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  7. ^ a b "Le robot français Nao fait ses classes à l'Université de Tokyo" Archivado el 21 de octubre de 2010 en Wayback Machine (en francés). L'Express . Consultado el 4 de octubre de 2012.
  8. ^ "Heather Knight: comedia basada en silicona" . TED . Diciembre de 2010. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  9. ^ "Aldebaran al código de Open Source NAO" Archivado el 24 de julio de 2012 en Wayback Machine . Desarrollador Nao. 13 de mayo de 2011. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  10. ^ "Aldebaran recauda $ 13 millones en ronda liderada por Intel Capital" . Robótica Aldebarán. 2011. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  11. ^ "La triste historia de Aldebaran Robotics de Softbank y su robot emocionalmente inteligente" . RudeBaguette.com. 15 de diciembre de 2012 . Consultado el 4 de febrero de 2015 .
  12. ^ "Robot que camina, habla, hace gestos como humanos ... 'Nao ' " . Los tiempos de la India . 4 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2013 . Consultado el 8 de febrero de 2013 .
  13. ^ Nash, Audrow (23 de enero de 2015). "Robots: Looney el robot" . RobotsPodcast.com . Consultado el 10 de febrero de 2015 .
  14. ^ "Nao, le robot que les universités s'arrachent" (en francés). DigiSchool Média. 4 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 1 de febrero de 2014 . Consultado el 16 de febrero de 2013 .
  15. ^ "Los robots en el aula ayudan a aprender a los niños autistas" . BBC. 8 de noviembre de 2012 . Consultado el 9 de noviembre de 2012 .
  16. ^ "AskNAO" . Robótica Aldebarán. Archivado desde el original el 5 de febrero de 2015 . Consultado el 1 de febrero de 2015 .
  17. ^ "Robots encontrados en el aula" . Active-Robots.com. 12 de septiembre de 2014 . Consultado el 1 de febrero de 2015 .
  18. ^ "El banco japonés presenta a los trabajadores robot para tratar con los clientes en las sucursales" . The Guardian . 4 de febrero de 2015 . Consultado el 4 de febrero de 2015 .
  19. ^ "Los robots educados muestran un rayo de conciencia de sí mismos" . Ciencia popular . 16 de julio de 2015. Consultado el 23 de diciembre de 2015.
  20. ^ "La ' memoria autobiográfica' permite que los robots actúen como intermediarios del conocimiento para los equipos de la ISS" . Gizmag.com. 8 de septiembre de 2015 . Consultado el 16 de septiembre de 2015 .
  21. ^ "Para educación e investigación" . Robótica SoftBank . Consultado el 30 de septiembre de 2016 .
  22. ^ "Lanzamiento de Engage! K12" . Markets Insider . Consultado el 6 de agosto de 2018 .
  23. ^ https://www.express.co.uk/news/uk/958844/uk-care-homes-robots-elderly
  24. ^ "Kit de prensa NAO6 .PDF" . Robótica SoftBank. Anunciado el 21 de junio de 2018.
  25. ^ "MODELO: H25600 Especificaciones .PDF" . Robótica SoftBank. Anunciado el 21 de junio de 2018
  26. ^ Guía del usuario de Choregraphe . Robótica Aldebarán. Consultado el 1 de febrero de 2015.
  27. ^ "Hoja de datos de NAO NEXT Gen H25" . Robótica Aldebarán. Diciembre de 2011. Consultado el 4 de octubre de 2012.
  28. ^ "Lanzamiento de Engage! K12" . Markets Insider . Consultado el 6 de agosto de 2018 .
  29. ^ "Profesores de Techno" .
  30. ^ "Descripción técnica de NAO - documentación de NAO Software 1.14.5" . doc.aldebaran.com . Consultado el 21 de mayo de 2019 .
  31. ^ "NAO - Construcción - Documentación de Aldebaran 2.1.4.13" . doc.aldebaran.com . Consultado el 21 de mayo de 2019 .
  32. ^ "Edición estándar de NAO Power V6" . RobotLAB. 2018 . Consultado el 1 de agosto de 2018 .
  33. ^ "Grados de libertad NAO (animación 3D)" . Consultado el 18 de mayo de 2018 .

enlaces externos

  • Sitio web oficial de Aldebaran Robotics ycanal de YouTube
  • "Mi día con un robot" . BBC News . 15 de septiembre de 2015.
  • Espectáculo de danza Blanca Li con el robot Nao ( Festival Mundial de la Ciencia )
  • Barboza Space Center (Los proyectos de Occupy Mars Learning Adventures con Nao) www.BarbozaSpaceCenter.com


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