机器人新闻-Robots New

英国电子机械偶设计师John Nolan作品展示

好莱坞的特效为什么如此的吸引人? 这并不是完全的动画作品,而是建立在真实的物理基础之上, 看过这个视频,或许我们的特技制作室也需要认真考虑一下制作思路了.

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巨型购物机器人入侵德州

它看起来更像是自动售货机，居民将可以购买一切需要的东西在他们的旅游中。如果机器人商店特色一个床边交付选项，那就更方便了。

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微软研究院的肩膀上安装系统，使任何东西都能成为一个多点触摸显示器(视频)

还记得微软一个多星期前透露的新3D透明显示器，增强了现实镜子感，还有远程共享技术吗？事实证明，微软的研究机构现在炫耀一个新的可穿戴式多点触控投影机，它可以认作任何表面为显示器。使用了Kinect的风格，目前只是一个大致的产品，日后肯定会细微到细节处。

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机器人吸尘器"屋巴"受老年人欢迎的意外理由

"希望摆脱大甩卖状态的时候，就不能以'摆脱甩卖'为目的"。在《日经电子》2012年1月23日号中，笔者与记者根津共同执笔了强调这一主张的特集"告别甩卖的秘笈"。

　　上面这句话虽然显得高深莫测，但说的意思却也并不难懂。不过是"比起眼前得失，优先考虑向客户提供的价值者最终才能成功"这一自古以来生意场上的金科玉律的另一种说法而已。就是说，人在做事情时，会不自觉地被眼前利益所左右，行事方式容易落入已有的框框。而在此时，就愈发不应该忘记"自己能为客户带来什么"这一基本点。

　　"告别甩卖的秘笈"特集的出发点是笔者2011年9月所写的《日经电子》博客"提价的选项"。在这篇博客的结尾，笔者曾写道："厂商如何开发价格虽高但消费者愿意买的产品？我将继续思考这一问题"。本次特集就是为了回答该问题而策划的。

　　为了本次特集，笔者以"高价格但受到消费者支持的产品"为主题进行了采访。每次采访这样的产品，都忍不住会想"自己真想买（或者真想给家人买）！有这样吸引力的产品真是不少。

不一定非得亲自做的家务

　　这种产品之一是众所周知的机器人吸尘器"屋巴（ROOMBA）"。最近电视广告也在播放，知名度迅速提高。笔者周围很多人已经开始用了。

　　据"屋巴"的日本销售代理商Sales On Demand公司统计，"屋巴"的购买者以30～49岁为主，但60岁以上的老年人似也不少。这两个年龄层的人购买"屋巴"的理由是不同的。

　　30～49岁购买者的主要理由是"没时间打扫房间"。特别是双职工家庭，打扫房间是切实面临的问题。如果只能在周末打扫的话，地板就会积上薄薄的一层灰尘。因此而心情烦躁、导致夫妻吵架的情况不在少数。很多人会对此感同身受吧（至少笔者是这样）。据说在"屋巴"购买者当中，不少人反映"夫妻吵架的次数大大减少了"。

　　另一方面，老年人购买"屋巴"的主要理由却令笔者感到意外。据说理由是"吸尘器不插电源就可工作"。房间里的电源插座大多安装在靠近地板的位置上。"蹲下来插电源，再直起腰"的动作对老年人来说是个很大的负担。而且，清扫不同房间还要拔起重插。

　　而"屋巴"，会在完成清扫后会自动返回充电座。另外，普通吸尘器多在壁柜中保管，取出、收起也要费力，而"屋巴"通常放置在外边，所以省去了这些麻烦。总之，30～49岁的人以"节省时间"，老年人则以"节省体力"为购买动机。

　　Sales On Demand公司董事德丸顺一认为，"家务可分为两类"。一类是以清扫、洗涤、整理为主将现有的脏乱状态整理好的"化负为零的家务"，另一类是诸如做饭这样从无到有的"化零为正的家务"。"我们可以将前者交给机器来做，而人只要做后者即可"，这正是"屋巴"的出发点。无论是30～49岁的人还是老年人，在"从清扫一类麻烦的家务中解放出来"这层意义上来看，他们得到的益处是相同的。

　　在"屋巴"之前，吸尘器市场以买新换旧为主。只要正在使用的吸尘器没坏，很少有人考虑换新的。与此相对，"屋巴"的大部分购买者都拥有普通吸尘器。他们是为了节约时间和体力而另行购买的。从促进产业发展的角度出发，笔者希望能有更多像"屋巴"这样发掘新市场的产品面世。

富士重工业与住友商事展出人机协同作业的保洁机器人

富士重工业与住友商事在"2011年国际机器人展"（2011年11月9～12日，东京有明国际会展中心）上，展出了人机协同对大厦办公区进行清扫的机器人。双方于2001年推出了保洁机器人，但基本上只是在夜间清扫障碍物较少的公共区。此次为清扫办公室内的狭窄通道而减小了机身尺寸，同时还考虑了采用无绳背负式吸尘器清扫办工桌下等机器人无法清洁部分的作业人员的安全性。

　　办公区保洁机器人的宽度为450mm，比公共区保洁机器人小40％。前者可以利用办公室内墙壁上安装的反射镜和激光三角测量传感器掌握自己的位置和前进方向，边行驶边进行清扫。行驶速度最大为每分钟30m。前进方向上的状况可通过机器人下方安装的激光测距传感器进行检测，当有人或障碍物存在时，机器人会减速或停止行驶。

　　停止行驶后，机器人会首先用语音告知障碍物"正在进行清扫请让开"，经过一定时间（约15秒）后若障碍物仍未让开，则机器人会改变路径重新开始清扫。而且还配备了应对不时之需的接触传感器。另外，充电一次可连续清扫约2.5个小时。

　　通过办公区保洁机器人与保洁员的协调作业，与采用立式商用吸尘器只由保洁员进行清扫相比，可将清扫时间减至约一半。据富士重工业与住友商事介绍，10层左右的中型大厦也可以获得成本优势。

　　富士重工业与住友商事开发的公共区保洁机器人已有100多台投入使用。此次开发的办公区保洁机器人已开始在东京都内的大厦内投入使用。据介绍，不仅是办公区，公共区也可用1台机器人进行清扫。

日本精工的导盲犬机器人：减轻用户负担

日本精工目前正在研发可像导盲犬一样为视力障碍者引路的机器人。九州导盲犬协会表示,"约有7800人希望获得导盲犬"，但2010年末为止实际租借的导盲犬数量只有1067条*1。远不能满足需求。如果能用机器人代替导盲犬，便有望改变这种状况。

*1 日本盲人社会福利设施协议会的调查数据。

　　引导视力障碍者安全到达目的地是导盲犬的一个重要作用。因此，导盲犬具备的能力包括①按视力障碍者所指示的方向进行正确引导，②躲避障碍物，③提醒有台阶或楼梯，④告知有拐角和十字路口。

开发两种机器人积累技术

　　日本精工计划在2020年之前开发出具备上述能力的导盲犬机器人，并制定了2016年之前开发出限定室内用途的导盲犬机器人的目标。

　　为了获得上述导盲犬机器人的关键技术，日本精工目前正在研发轮式移动自主避障的引路机器人，以及可上下台阶的四足行走机器人。作为最终目标的导盲犬机器人"将通过在此过程中开发的技术来实现"（日本精工机电技术开发中心尖端技术研究所所长高城敏己）。

防止突然减速或改变方向

　　图1是日本精工的最新型自主避障引路机器人"NWR002"。这是以开发导盲犬机器人所需要的用户界面（UI）与自主避障功能为主要目标而试制的机器人。

图1：自主避障引路机器人"NWR002"及其主要技术
用户通过把手向目标方向施力时，即可避障进行引路的机器人。为了识别障碍物、墙壁及地板边缘等室内环境，使用了4个激光测距传感器、一个距离图像传感器以及16个超声波传感器。该机器人能跨越约10mm的台阶。
　　在UI部分中，日本精工最花费心思的地方是将身旁的导盲犬机器人与使用者紧密联系在一起的把手。要求把手具备的性能是，不会为使用者带来多余负担，即便长时间握住也不易感到疲劳，并且可以把使用者的意图准确传达给机器人。

　　于是日本精工开发出了贝壳形状的把手（图1⑨）。将手指放在沟槽中，可通过调整施力方向及力度来顺畅控制前进方向及速度。因沟槽与手指的粗细十分相配，因此不易手滑且容易施力。手掌接触的部分设有表示机器人正面方向的突起，只需抓住即可区分方向。

　　机器人避障时突然减速或改变方向是十分危险的，因此需要平稳地改变速度或前进方向。于是，日本精工开发出了安全移动区域计算技术：根据机器人与障碍物之间的位置关系计算出机器人会和障碍物发生碰撞的"危险"速度范围，并修正机器人的速度。也就是说，如果使用者指示的速度属于危险范围，机器人会修正速度以避免碰撞。该技术以速度而不是与障碍物的距离为标准来判断是否危险并进行控制，因此无需突然减速或改变方向即可避开障碍物*2。

*2 其实，这种躲避障碍物的方法还有一个优点。那就是可通过车站自动检票机等障碍物中间的狭小空间。以前使用的是人工势场法进行避障，理论上无法通过障碍物之间的狭小空间。此次通过新的避障算法，向导盲犬机器人的实现迈进了一步。人工势场算法中，假设机器人与目的地之间存在引力、机器人与障碍物之间存在斥力，机器人在引力场和斥力场的共同作用下，避开障碍物走向目的地，但是如果附近有不同障碍物，这些障碍物之间的斥力场的势能会因叠加效果而增大，因此本来可以通过的缝隙，有时也会判断为不能通过。

快速识别台阶平面区域

　　日本精工开发的另一款机器人是新试制的四足行走机器人"NR003"（图2）。该机器人的主要目标是能够识别台阶和楼梯并能自由上下。

图2：四足行走机器人"NR003"及其主要技术
该机器人在告知使用者有台阶的同时，可自己上下台阶并引导使用者上下台阶。由于使用了距离图像传感器以及连续水平面检测技术，可迅速识别台阶的水平面边缘。从而使机器人与使用者保持步调。该机器人在平地以车轮行驶，遇到台阶时则四足与车轮并用。机器人四足的下端装有接近传感器，可以帮助机器人避开台阶上的障碍物。上下台阶时，使用者看到的机器人高度与倾斜度会与平地不同，因此采用了连杆机构，使用者可随时轻松握住把手。
　　此时重要的是使机器人上下台阶的速度与使用者相同。为此，NR003需要采用一种可在上下台阶时快速识别各台阶平面区域的技术*3。

*3 如图2所示，连杆式手柄经过精心设计，以便用户在上下台阶时轻松握住。

　　以前的试制品需要3～4秒才能识别台阶的平面区域，识别时间过长。此次，日本精工与日本电气通信大学共同开发出了可根据距离图像传感器获得距离信息，来提取连续水平面的算法。具体内容如下：

　　首先，设定从距离图像传感器到测定对象的方向为目标方向〔图3（a）〕。然后，画出以该方向为中垂线的圆锥进行圆锥扫描，根据距离图像传感器的测量范围，可以确定用来判断测量对象是否为平面的一系列点的集合。

图3：快速检测连续水平面的方法
设定从距离图像传感器到测量对象为目标方向，并画出以此为中垂线的圆锥，然后确定用来提取距离信息的点的集合。根据传感器与这些点的距离信息，画出α-L曲线后，便可判断出测定对象是否为平面并算出平面的倾斜角（a）。可针对距离图像传感器的测量范围在多处进行这种处理。平面不连续的地方，α-L曲线不是一次三角函数，因此可以判断出非连续面（b）。
　　如果测量对象是平面，这些点会成为圆形或椭圆形。因此，以距离图像传感器与各点的距离L为纵轴，以对应各点的圆锥扫描时的角度α为横轴画出α-L曲线，当测量对象是平面时可以得到一次三角函数*4。

*4 平面的倾斜角可根据α-L曲线中的最大距离值及此时的圆锥扫描角度α求出。

　　要识别连续的水平面，首先，在距离图像传感器的测定范围内，在多处以这种圆锥扫描的方式提取距离信息〔图3（b）〕。这样便可找到水平面的边缘，也就是α-L曲线不是一次三角函数的地方。然后计算出该曲线和与之最接近的一次三角函数曲线之差，如果这个差值在某个给定值之上，便可判断测量对象为非连续面。通过这项技术，日本精工将识别台阶平面区域的时间缩短到了1秒以下。

　　如上所述，日本精工正在朝着导盲犬机器人的目标稳步前进。目前最大的课题是导航装置、运动物体识别及室外环境识别等技术的开发。

仿生面孔机器人诞生表情真实具备语言能力

目前，科学家最新研制一款仿生的机器人面孔，甚至能够逼真地模拟真人颤振眼睑，有望成为未来新一代仿生机器人。
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科学家最新研制一款仿生的机器人面孔，甚至能够逼真地模拟真人颤振眼睑
这款仿生机器人面孔是由德国慕尼黑工业大学和日本的工程师研制，被称为"面具机器人"，它能够轻微地移动头部，皱动眉毛，并能够与人们进行交谈，颇似科幻电影《我是机器人》中的智能机器人。
面具机器人的真实性是通过一个投影仪放置在面具之后精确地投影一张人类面孔在面具后侧，从而产生一种类似3D效果的面孔特征。研究小组负责人戈登-陈(Gordon Cheng)教授预测称，面具机器人在未来将影响着人类与机器人之间的沟通交流方式。
该机器人也具有语言能力，当它听到"彩虹"一词时就会回答："当阳光照射在空气中的雾水，它们将起到类似棱镜的作用，形成彩虹。"然而，面具机器人目前还不理解更多的单词。
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科幻电影《我是机器人》中的智能机器人
当前面具机器人仅能听懂人类的部分语言，并依据部分匹配程序序列作出相应反应。面具机器人的面孔起源于迪斯尼公司最早研发的电影科技，Takaaki Kuratate博士解释称，如果在上世纪60年代它将是机器人制造领域的先驱者，在迪斯尼游戏设施"幽灵公馆"中，投影仪将扮鬼脸演员面孔投影在胸部。
然而迪斯尼仅是将图像投影在前方，面具机器人制造者则使用随载后方投影，实现机器人与人类无缝面对面交互感应。
同时，面具机器人非常明亮，由于其内部强照射光度投影仪和塑料面具内部发光漆涂层使其在白天也能执行正常功能，目前该部分新型机器人系统将部署在电视会议中。Kuratate博士说："通常会议参加人员将显示在屏幕上，而人类则可以建立一个面具机器人的现实复制版，真实坐在会议桌前并与会议人员一起谈论探讨。人们可使用适用于男性和女性的通用面孔，也可以个性化定制每个人的面孔。"
德国慕尼黑工业大学研究人员现正在研制下一代面具机器人，"面具机器人2号"将在一个可移动机器人内看到面孔、投影仪和计算机控制系统。Kuratate博士补充指出，这款面具机器人将不久当作老年人群的生活伙伴，尤其是那些晚年经常独处的老年人。

multicopter首次载人飞行，勇敢的人坐在刀片之中

multicopter使用多个小型直升机，它好比一个无人机一样，从地面通过无线电来控制。multicopter能够坚持30秒的飞行或者是一分钟的悬空。
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懂得闪避的文字 — 用 Kinect 便能解决 Keynote 之「遮蔽问题」

播放着 PowerPoint / Keynote 向观众做简报时，除了计算机挂掉之外还有什么是最可怕的呢？可能大家也会同意是身体遮盖了投影吧（严格来说，是投影投了在身体上）！来自日本明冶大学的 Haruki Maeda 跟他的研究小组找出了解决方法，就是利用一部 Kinect 和投影机，再配个他们开发的软件（当中利用了C# 语言和 Excel ）来辨认讲者的位置；例如当讲者站在简报的左边时，那左边的文字便会退到右边；当讲者站在中间时，文字便会跑到两侧，包围着讲者。
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而且，这个新技术还可以配合人体动作，例如用手「推走」整页简报，也可以加入一些较互动的元素，例如用双手将图案放大和缩小。该个研究小组期望通过这个技术来让到日后的简报能更有效、更直觉和更加容易明白。可是，就影片所见的示范来说，文字实在闪得太快了，如果学生在抄录笔记的话便会变成一件苦差… 不过相信他们一定会改善这个情况吧！继续阅读里有示范影片。

波士顿动力学 PETMAN——悬挂机器人的启示

美国波士顿动力公司研制了一款名为"PetMan"的军用机器人，能够像士兵一样活动手臂和大腿，还能够做俯卧撑。这款机器人并不会在近期内应用于战区，目前的作用是充当一个行走机器，测试士兵的防化服以确保其不会发生破裂。
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PetMan的速走和其他运动能力用于测试新防化服，以确保不会在化学战剂存在情况下发生破裂。波士顿动力公司表示Petman是第一款外形与人类似，体型与人相当并且能够像人一样行走的机器人，时速可达到4.4英里(约合每小时7公里)。Petman能够在保持身体平衡情况下跳爆竹，下蹲后促腿和俯卧撑。
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此前用于测试防化服的机械系统只能以一种不切实际的方式压织物，而不是像人类采取的方式那样进行测试。PetMan拥有很好的平衡感，在跑步机上奔跑时，即使被人用力推也不会摔倒。波士顿动力公司工程师罗伯特-普雷特表示："Petman可以取代人类，进入福岛反应堆等存在危险物质的地区。此外，它们也可以登上船只或者进入建筑，执行灭火任务。"
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Petman的研制工作获得美国国防高级研究计划局的资金支持。波士顿动力公司的设计者表示："Petman能够经受住化学战剂考验，在保持平衡情况下自由活动，行走、爬行或者完成其他一系列动作。通过控制温度、湿度和出汗，Petman能够在防化服内模拟人类生理学现象，进行非常真实的防护服测试。"
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