Aldebaran Nao

Aldebaran Nao (edaspidi lihtsalt Nao) on prantsuse firma Aldebaran Robotics toodetud autonoomne programmeeritav humanoidrobot. Nao arendusprotsess algas juba aastal 2004 ning alates 15. augustist 2007 hakati Nao'd kasutama Sony robotkoera Aibo asemel rahvusvahelisel robotite jalgpallivõistlusel RoboCup standardliigas. Lisaks kasutati algset Nao platvormi veel aastatel 2008 ning 2009, enne kui uus NaoV3R platvorm selle 2010 RoboCupil asendas.

Nao robotiperest on olemas mitu versiooni, alates Academics Edition seeriast, mis tehti kättesaadavaks ülikoolidele juba aastal 2008, ning alates aastast 2011 on neid võimalik igaühel osta. Kõige uuem versioon avaldati 2011 detsembris ning selle nimeks on Nao NextGen. Aldebarani Nao-seeria roboteid kasutavad mitmed akadeemilised asutused, näiteks Tokyo Ülikool, Kanpuri India Tehnoloogiainstituut ning Tartu Ülikooli Tehnoloogiainstituut.

Arenduste ajalugu
Esimese Nao prototüübi valmistasid 2006. aastal, vaid aasta pärast firma loomist 12 Aldebarani firma töötajat. Ideeks oli töötada välja lihtne humanoidrobot üldkasutamiseks kõikidele inimestele, kuid potentsiaalsed kliendid olid juba tekkinud – uurimisrühmad ja teadlased. Aastal 2008 valiti Nao RoboCup standardliiga jalgpalli uueks platvormiks, asendades talle eelnenud Sony AIBO. Järgmine suurem läbimurre leidis aset 2010. aasta suvel, kui Shanghai maailmanäitusel näidati sünkroonset tantsuesitust, kus osales 20 Nao robotit 8-minutilises etenduses. Kuid hiljem, 14. oktoobril teavitas Tokyo Ülikool 30 Nao hankimisest, mis võeti kasutusele mehhanoinformaatika osakonnas arvutiteaduste kursuste juhendamisel.

Aastal 2011 tõi Nao platvormile mitmeid muudatusi – avalikustati roboti kontroll-liidese lähtekood avatud tarkvarana ning aasta lõpus, detsembris, toodi välja uusim platvorm: Nao Next Gen. Uuel versioonil oli mitu muudatust nii tarkvaraliselt kui ka riistvaraliselt – näiteks uuendati kaameraid, muudeti platvormi robustsemaks ning mehaaniliselt vastupidavamaks, parandati liikumiskiirust ning lisati kokkupõrkevastane süsteem, mis aitab arendajatel säästa aega programmeerimise pealt.

2012. aastal alustati ASK NAO initsiatiivi, mille eesmärgiks on robootika abil õpetada autistlikke lapsi koolides – lapsed suudavad pisikese humanoidrobotiga "suhelda" paremini, kui inimesest terapeudiga. Lisaks sellele uuritakse ka võimalusi Nao kasutamiseks muudel abiotstarvetel, näiteks diabeetikutest laste abistamisel ning kasutuseks vanadekodudes.

RoboCup Standardliiga
Alates aastast 2008 on Nao kasutusel rahvusvahelisel võistlusel RoboCup, mille varasem põhiplatvorm standardliigas oli neljajalgne robotkoer Aibo. Iga aastaga on toimunud suuri edasiminekuid robotite arenduses nii loogika, lokalisatsiooni kui ka liikumise ja meeskonnamängu osades. 2014. aastal osales esimest korda RoboCupil Tartu Ülikooli meeskond Philosopher.

Disain
pisi|270px|Nao robotid Simspark simulaatoris
pisi|Choreographe graafiline keskkond
Nao pakub vastavalt mudelile kuni 25 vabadusastet – odavamatel versioonidel üldjuhul vähem kui näiteks RoboCup jaoks kasutatavatel 25-astmelistel masinatel. Next Gen mudelitel on kaks protsessorit, millest üks asub eemaldatavas peas ning teine torsos ning palju erinevaid andureid, näiteks mitu suundmikrofoni, sonar, infrapunasaatjad ja -vastuvõtjad ning puutesensorid. Robot suudab kasutada kiirendusandurit, et määrata oma raskuskeset ning selle järgi enda asendit tuvastada. Lisaks leitakse raskuskeskme abil ümberkukkumise kohta infot, kui Nao väljub ettemääratud "kastist".

Nao pardasüsteemi tuumaks on Intel Atom protsessor, mille peal jookseb NAOqi tarkvararaamistik, millel on mitu erinevat moodulit, mida arendaja saab programmeerimise käigus mugavalt kasutada. Sisseehitatud kõlarid lubavad kasutada platvormi kõnesüntesaatorit ja kaks kaamerat on mõeldud kasutamiseks masinnägemise eesmärkidel, näiteks näotuvastus, lokalisatsioon jalgpalliväljakul ning kujundituvastus. Tarkvarasüsteemi kuulub ka graafiline programmeerimisliides Choreographe, mis lubab käitumist programmeerida vooskeemi põhjal. Nao platvormiga kasutamiseks on kirjutatud mitu erinevait simulaatorit, eriti RoboCup jalgpalli jaoks.

Nao Evolution
2014. aasta juunis avaldas Aldebaran pressiteate uue Nao generatsiooni kohta, kus räägiti tulevasest platvormist. Evolution mudelil on uus tarkvararaamistik NAOqi 2.0, mis toob endaga kaasa mitu muudatust kõrgema taseme programmeerimises ning loogikas. Näiteks on parandatud näo- ning kujundituvastusalgoritme, parandatud teekonnaplaneerimist ning takistuste vältimist ning helituvastust. Riistvaralisest küljest saab Nao Evolution uue 48,6-vatt-tunnise aku, tugevad metallist hammasrattad tähtsamatesse liigestesse, vähem heli tekitavad kannad ning parema näpuhaarde.

Tehnilised üksikasjad
Nao Next Gen V4 (2011)Nao V3.3Nao V3.2Kõrgus 58 cm Kaal4,3 kg Turuletoomise aasta 2011 2010 2009Aku kestvus Umbes 45 minutitVabadusastmeid 21 kuni 25 Protsessor Intel Atom @ 1,6 GHz AMD Geode @ 550 MHz AMD Geode @ 550 MHzMälu 1 GB Muutmälu, 2 GB välkmälu, 8 GB Micro SDHC kaart 256 MB SDRAM, 2 GB välkmälu 256 MB SDRAM, 2 GB välkmäluRoboti operatsioonisüsteem NAOQi Sobilduvad operatsioonisüsteemidWindows, Mac OS, Linux Programmeerimiseks kasutatavad keeled C++, Python, Java, MATLAB, Urbi, C, .Net KaameradKaks 1280×960 lahutusvõimega kaameratInfo puudulikÜhenduvus Ethernet, Wi-Fi, USB, Bluetooth, InfrapunaEthernet, Wi-Fi

Viited

Kategooria:Robotid