激光制导机器人——EL-E
作者:owen   文章来源: www.RoboticFan.com    更新时间:2008年03月18日   打印此文    浏览数:

当我们仍在为观看动作迟缓,程序繁琐的类人机器人而志得意满时,机器人EL-E幕后的研究人员已经在另一片领域取得了喜人的研究成果。近日,美国的研究人员研制出了可以用遥控器控制的机器人。这个其貌不扬的机器人,不仅会在激光指挥棒(laser pointer,或译为激光笔、电子教鞭,一般可用作电子演示,使用时外形酷似电影《星球大战》中绝地武士所实用的光剑)的控制下,跟着发出的激光点跑动,还能用其自动升降装置帮你拾起想要捡起的物体。严格意义上说,这个机器人算不上是一个复制品,但绝对是个好东西——由激光指挥棒控制,根据使用者激光点所指明的地方帮你捡起地板上的东西,并且立刻送到你跟前,这样的技术是非常实用的。加上EL-E 完成任务时会喊出“鲍勃是你大叔”( Bob's your uncle)这样莫名其妙的的废话,不知情的人还真会不知所以然。



3月7日,星期五,美国佐治亚理工大学(Georgia Tech's)机器人科研项目的研究人员Hai Nguyen通过一支激光指挥棒,在亚特兰大的卫生服务系统学院(Health Systems Institute in Atlanta)指引激光制导的机器人EL-E捡起地面的一个杯子(上图)。这个在此前荷兰阿姆斯特丹研讨会(Amsterdam conference)上首次亮相的机器人,将在今年夏天接受严格测试——在充斥着病情恶化的病人的现实环境中接受考验,为ALS(肌无力或肌萎缩病症)或“葛雷克氏症”(特征性表现是肌肉逐渐萎缩和无力,身体如同被逐渐冻住一样,俗称“渐冻人”)等神经元坏死疾病的患者服务。“对于这些特殊群体而言,这样的机器人或多或少能提高他们的独立生活能力,”乔纳森•格拉森博士(Dr. Jonathan Glass)表示,作为爱莫里肌萎缩中心主任(Emory ALS Center)和开发团队的一份子,乔纳森更是充满期待。“他们无需喂养,病人可以训练机器人做他们想做的任何事”。

机器人El-E外形正如人们在好莱坞科幻电影中常见的一样:拥有像人眼一样分部规则的两个摄像头,大约5.5英寸的身高。一旦完成了任务,就像《星球大战》里的C-3PO一样喋喋不休,说着莫名其妙的短语。然而与科幻电影中机器人明星不同的是,El-E 没有被刻意设计成像人一样的举止,研究人员更注重的是它和人类的交互作用。它只是简单地捡起激光指挥棒指向的物体。至于费用方面的问题,佐治亚理工大学的研究人员却拒绝投透露El-E的开发成本。据美国媒体推测,价钱应该会比狗或猴子这样的服务性宠物便宜。

著名的机器人设计专家,佐治亚理工大学科研部机器人卫生保健中心(Georgia Tech's Center for Healthcare Robotics)的主任查理•坎普(Charlie Kemp)解释道:“整个世界变成了接触点和电子界面。而物体则随之变成了按钮。如果你用激光指挥棒指向其中一个物体,机器人就会抓住它。它创造出了一个可以用按钮控制的世界。”坎普教授还表示,以往工程师往往把注意力集中在如何使机器人的动作和外形更像人类,却忽视了机器人和人类共通的其他方式,这些方式可能是更加实用的。“你是怎样让机器人变得这么使用的?这个问题让我感到头痛不已”,坎普教授接着说,“这个问题难以解答,因此我对这个机器人感到满意。我们作出了技术上的贡献,实用的功能很好的服务使用者。”

El-E究竟具体是如何工作的呢?使用者先将激光指挥棒指向一个物体数秒,按下按钮发出指令,机器人便会像R2D2一样以发出“哔哔”声作为回应,接着将目标锁定在该物体上。接近目标物体后,它伸出一只机械手抓住物体。而当使用者将激光指挥棒指向脚下后,机器人便开始返回身边。El-E将物体交给主人时,会通过扫描搜寻人脸找到主任。至于工作效率,“El-E从地板上成功取回物体的概率是百分之九十”,研究人员自豪地表示。El-E在一打传感器的支持下行动,激光和摄像头则帮助它找到目标,和判断抓取物体时的所需松紧程度。通过一个小型起重装置,El-E从地板或摆放东西的身体支架上抓取物品。移动时,机器人依靠底部灵活的三个轮子,而移动所需的动力则来自底板处的微型电池。研究人员希望这个激光制导的机器人不久能掌握开门和换电闸等技巧,以及当病人的向导。当然实现这还要一定时间。

目前,机器人的手臂只能举起重量为1.2磅一下的物体,而且还没有在病房与病人一起测试。当机器人的确出故障时,也不会使病人们烦躁。在最近的一次测试中,El-E绕着一条弯曲的路去捡一个咖啡杯,但在这段不长的路途中几次蹒跚止步。对此,坎普教授和他的学生最后发现了问题出在电池上。更换了电池之后,El-E移动恢复了平稳,只是在抓取咖啡杯时有点“口吃”。在监测人脸和递交杯子之前,机器人打转暂停了数秒,测验还是相当成功的。

其他科学家也表示了对该机器人的观注。马萨诸塞州阿默斯特大学辅助计算机学科的奥利弗•布鲁克教授(Oliver Brock)称赞说:“这是件令人印象深刻的作品,研究者严肃认真的尝试制造一个能与人共存的机器人,他们成功的做到了,并且机器人还很出色。”之前科学家没有尝试去开发行为象人一样的机器人,或与人类结构类似的机器人,他们只是让该机器人能够做一件看似简单的事情,那就是让机器人拿起任何激光棒所指向的物体。完成“拿起”任务之后,机器人会将物品转交给主人。但是机器人完成整个拿取过程是那么的熟练和高效,比起那些反映迟缓的类人机器人而言,实在是强很多。

“鲍勃是你大叔”,这个机器人总这样脱口而出。别忘了,这项研究还没完成。


El-E the Robot from Cressel Anderson on Vimeo.

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