ASIMO是如何工作的

本田研究人员开始研究昆虫，哺乳动物和动作的腿登山者用假肢来更好地理解生理学和我们走路时发生的所有事情，尤其是关节。例如，事实是我们转移我们的体重使用我们的身体，尤其是手臂来保持平衡，这对ASIMO的行走机制非常重要。事实是我们有脚趾我们还考虑了我们平衡的帮助：Asimo实际上在其脚上有柔软的预测，在我们走路时对我们脚趾的一个戏剧发挥着类似的角色。这种柔软的材料也是如此吸收影响就像我们走路时的软组织一样。

阿西莫有臀部、膝盖和脚的关节．机器人有研究人员称为“自由度“单一的自由度允许左右或上下运动。阿西莫有34个自由度分散在身体的不同部位，使其能够自由移动。ASIMO的颈部有三个自由度，每只手臂有七个自由度，每条腿有六个自由度。ASIMO的腿所需的自由度是通过测量人类在平地行走、爬楼梯和跑步时的关节运动来确定的。

ASIMO也有速度传感器A.陀螺仪传感器装在它身体上。它们执行以下任务:

这些传感器的工作原理与我们的类似内耳在他们保持平衡和方向的方式。

阿西莫还地板表面的传感器在它的脚和六超声波传感器在它的中剧。这些传感器通过检测ASIMO周围的对象并将收集的信息与存储在ASIMO内存中的区域的地图进行比较，增强了ASIMO与其环境交互的能力。

为了完成我们的工作肌肉在感知肌肉力量、压力和关节角度方面，ASIMO两者都有关节角传感器A.基础上力传感器．

除非你对机器人人了解了很多，否则你可能无法完全掌握令人难以置信的里程碑，就像我们一样散步。Asimo走路中最重要的部分是将功能．ASIMO没有停下来拖着走，停下来拖着走，再停下来拖着走到一个新的方向，而是像人类一样倾斜和平稳地转弯。ASIMO还可以自我调整步伐，以防跌倒、被推或遇到其他影响正常行走的事情。

为了实现这一目标，ASIMO的工程师必须找到一种与惯性力走路时创建的。例如，地球的重力会产生一个力，你走路的速度也会产生这个力。这两个力称为“总惯性力”。当你的脚与地面接触时，也会产生一种力，叫做“地面反作用力”。这些力量必须平衡，姿势必须使之发生作用。这被称为"零力矩点”(ZMP)。

为了控制ASIMO的姿态，工程师们在三个方面进行了工作:

Asimo可以感觉到堕落的运动并快速对他们作出反应;但Asimo的工程师想要更多。他们希望机器人有一个光滑的步态以及做其他机器人不能做的事情 -不停地转．

当我们转弯时，我们将重心转移到转弯处。ASIMO使用了一种叫做“预测运动控制，也被称为本田的智能实时柔性步行技术(I-Walk)，以完成同样的事情。ASIMO预测它应该将重心转移到转弯内侧的多少，以及这种转移应该维持多长时间。因为这项技术起作用了实时在美国，ASIMO可以做到这一点，而其他机器人必须做到这一点。

基本上，随着每个步骤ASIMO需要，它必须确定其惯性，然后预测其重量需要转移到下一步以便走路和转向顺利。它调整以下任何因素以保持正确的位置：

虽然模仿人类走路是一项惊人的成就，但ASIMO现在可以以每小时3.7英里(每小时6公里)的速度奔跑。为了成为一个真正的跑步机器人，ASIMO必须在每一步都有一瞬间双脚离地。ASIMO在跑步时每一步都能在空中停留0.08秒。

本田工程师在尝试赋予ASIMO跑步能力的同时，遇到了一系列全新的挑战。他们给了ASIMO的躯干一定的自由度来帮助它弯曲和扭转，这样机器人就可以在空中调整自己的姿势。如果没有这种能力，ASIMO将在空中失去控制，可能会在空中旋转或着陆时绊倒。

为了在行驶中顺利转弯，工程师们增强了ASIMO在转弯时倾斜重心的能力，以保持平衡和抵消离心力。ASIMO甚至可以预测转弯，并在开始转弯前开始倾斜，就像你在滑雪或滑冰时做的那样。

在下一节中，我们将了解ASIMO如何识别图像并感知其环境。

在机器人学中，愿景是一种捕获的图像，该图像是根据编程的解释的模板．在制造环境中，机械臂制造汽车或机器人检查微连接半导体芯片，你在处理一个受控制的环境。光线总是一样的，角度总是一样的，要看和理解的东西是有限的。然而，在真实的(和非结构化的)世界中，需要观察和理解的事物数量大大增加。

一个类人机器人必须在家庭、建筑或户外工作时导航，必须能够理解它“看到的”许多物体。阴影、奇怪的角度和移动必须是可以理解的。例如，要想独自进入一个未知区域，机器人必须实时检测和识别物体，选择颜色、形状和边缘等特征，并与它所知道的物体或环境数据库进行比较。机器人的“记忆”里可能有数千个物体。

ASIMO的视觉系统包括两个基本部分摄像机对于眼睛，位于它的头部。Asimo使用立体视觉和一个专有的视觉算法这让它可以看到、识别和避免撞到物体，即使它们的方向和光线与记忆数据库中的不一样。这些摄像头可以检测多个物体，确定距离，感知动作，识别程序人脸，甚至解读手部动作。例如，当你以“停止”的姿势举起你的手，ASIMO就会停止。的面部识别功能允许ASIMO问候“熟悉的”人。

ASIMO可以通过将摄像机捕获的图像解释在其头部中来识别运动中的对象。它可以评估移动物体的距离和方向，允许Asimo遵循一个人，停止自己的进展，以允许移动物体交叉其路径，或者在您接近时迎接您。

相机还继承了Asimo看到Asimo的控制器的内容。这样，如果你从一个控制着亚洲的东西个人电脑，你可以看到ASIMO所看到的。

除了头部的摄像头，ASIMO还配备了几个传感器，帮助它在环境中移动，并与物体和人进行交互。地板表面传感器允许ASIMO检测物体和地板的变化。超声波传感器通过探测周围物体来帮助ASIMO定位。传感器帮助ASIMO解决内存中预编程区域的内部地图与实际环境之间的差异。

在某种程度上，ASIMO甚至有触觉。ASIMO手腕上的力传感器可以让ASIMO判断在拿起托盘、递给你文件或与你握手时要用多大的力。ASIMO可以整合其摄像头和力传感器收集的信息，在与人握手时同步移动。在推小车时，ASIMO的力传感器可以帮助机器人调整推小车所需的力(例如，如果传感器检测到倾斜，ASIMO可以用更大的力推小车)。

ASIMO感知环境的另一种方法是使用IC通信卡。IC卡使用红外信号来接收和传输信息。如果你持有一张IC卡，上面有你的信息编码，ASIMO可以检测到你的存在，即使你不在它的摄像头的视线范围内。这些卡片增强了ASIMO与他人交互的能力。例如，如果您要访问本田的办公室，并获得一张IC卡作为访客通行证，ASIMO可以在电子阅读您卡上编码的信息后迎接您并指导您前往正确的房间。

ASIMO不是一个自主机器人。它不能进入一个房间，自己决定如何导航。ASIMO要么必须经过编程，在具有其理解的标记的特定领域完成特定工作，要么必须由人类手动控制。

ASIMO可以通过四种方法进行控制:

使用802.11无线技术以及笔记本电脑或台式电脑，你可以控制ASIMO，也可以通过它的摄像头看到ASIMO看到的东西。ASIMO还可以使用它的PC连接来访问互联网，并为您检索信息，如天气预报和新闻。

无线操纵杆控制器操作ASIMO的动作就像你操作一个遥控车．你可以让ASIMO前进，后退，侧身，对角线，原地转弯，绕着一个角落走或者绕着圈跑。让ASIMO通过远程控制移动可能看起来并不先进，但ASIMO确实有这种能力自我调整它的步骤．如果你让它向前走，遇到斜坡或某种障碍，ASIMO会自动调整它的步伐以适应地形。

Asimo可以识别并对几个手势和身体姿势作出反应，允许用户非易性地指挥Asimo。您可以指出您希望Asimo走向的特定位置，例如，它将跟随您的领导。如果你挥动到Asimo，它将用自己的浪潮回应。甚至可以识别你想要握手的时候。

ASIMO可以理解并执行简单的、预先编程的口头命令。可以被编程到内存中的命令的数量实际上是无限的。您还可以在它的编程中注册您的声音，使ASIMO更容易识别您。

除了控制ASIMO动作的语音命令，ASIMO还可以口头回应语音命令。这一功能使ASIMO成为接待员，接待访客并回答问题。

像机器人领域的大多数其他技术一样，ASIMO是由伺服电机．这些都很小，但很强大汽车带有旋转轴，在控制器的指导下将四肢或表面移动到特定的角度。一旦电机已转向适当的角度，它关闭，直到指示再次转向。例如，伺服器可以控制机器人手臂关节的角度，使其保持在正确的角度，直到它需要移动，然后控制该移动。伺服系统使用高效率的设备(也叫数字解码器)，以确保电机的轴在正确的位置。他们通常使用与他们所承载的机械负载成比例的功率。例如，负载较轻的伺服系统就不需要消耗太多能量。

阿西莫有34伺服电机在它的身体里移动它的躯干、手臂、手、腿、脚、脚踝和其他活动部分。ASIMO管理一系列伺服电机来控制各种运动。

ASIMO是由可充电的，51.8伏特锂离子电池,持续一个小时一次充电。电池存储在ASIMO的背包和重约13磅．阿西莫的电池需要三个小时因此，如果你需要ASIMO工作很长时间，第二块(和第三块)电池是至关重要的。用户可以通过电源连接给ASIMO上的电池充电，也可以取出背包单独充电。

本田于1986年开始研发人形助手机器人。本田的工程师知道机器人必须能够轻松地在房子或建筑周围导航，这意味着步行技术必须是完美的。因此，他们最初的尝试基本上是带腿的盒子。一旦行走机构基本被开发出来，手臂，手，最后加上一个头。

阿西莫时间

除了ASIMO，还有其他一些相当复杂的类人机器人，它们似乎做了很多相同的事情。大多数都是建立在规模较小更多的是为了娱乐比服务。目前，ASIMO在技术方面最大的竞争似乎是:

在世界各地的医院里使用了几种不同的机器人，导航走廊和拍摄电梯要传送病人记录，x射线医院里到处都是药品和其他东西。它们在轮子上移动，按照医院的布局进行编程，或者识别并跟踪墙上的标记和条形码。

自20世纪60年代以来的许多领域已经使用了机器人。随着计算机处理器越来越强大，技术在机器人中扩展到新领域，在我们确实有一个“Rosie”烹饪和清洁我们的房屋之前，它不会很久。

有关ASIMO和其他机器人的更多信息，以及使人形机器人成为可能的技术进步，请查看下一页的链接。