Humanoidrobot

Humanoidrobot on robot, kelle välimus imiteerib inimese kehakuju ja käitumine imiteerib inimese käitumist.
Tavaliselt on humanoidrobotitel pea, kaks kätt ja jalga ning rindkere, mis neid kõiki ühendab, kuid on ka roboteid, millel on jalgade asemel rattad või puudub alakeha hoopiski. Humanoidrobotite ehitamise üks põhjuseid seisneb asjaolus, et peaaegu kõik inimese loodud tööriistad ja -ruumid on loodud inimeste vajadusi ja mõõtmeid silmas pidades ning seetõttu on olemas vajadus nende tööriistadega ja -ruumidega töötada oskavate robotite järele. Lisaks kasutatakse neid eksperimentaalsetel ja teaduslikel põhjustel, et arendada robootikas kahel jalal liikumist või et töötada välja paremaid tehisjäsemeid inimestele.
Ajalugu.
1920. aastal tutvustas tšehhi kirjanik Karel Čapek oma näidendis "R.U.R." maailmale mõistet "robot", mis tuleneb tšehhikeelsest sõnast "robota" ja tähendab otsetõlkes orjatööd.
1942. aastal sõnastas ulmekirjanik Isaac Asimov robootika kolm seadust ja nende kaudu muutus sõna "robootika" üldtunnustatud nimetuseks robotitega tegelevale teadusele.
1948. aastal sõnastas Norbert Wiener küberneetika printsiibid, millest said alustalad praktilisele robootikale.
1973. aastal valmis esimene humanoidrobot WABOT-1, mille ehitasid jaapani teadlased Waseda Ülikoolist. Tal olid kontrollitavad liigesed, nägemissüsteem ja kõnesüsteem. Ta suutis kõndida, pidada kasutajaga vestlust jaapani keeles ning öelda objektide kaugust ja suunda tema suhtes. Lisaks suutis ta kätega haarata esemeid ning neid viia ühest kohast teise. Teadlased hindasid, et WABOT-1 vaimsed võimed on võrreldavad pooleteiseaastase lapse võimetega.
1985 – WHL-11 (Waseda Hitachi Leg 11) (Jaapan) oli kahejalgne robot, milles kasutati ajuna juba arvutit ja ta suutis kõndida tasasel pinnal. Ühe sammu tegemiseks kulus 13 sekundit. WHL-11 suutis lisaks ümber pöörata. Samal aastal valmis Waseda Ülikoolis järjekordne muusikarobot – WASUBOT, kes mängis koos NHK sümfooniaorkestriga Johann Sebastian Bachi "Aariat" 3. süidist rahvusvahelisel teaduse- ja tehnoloogianäitusel.
1986. aastal tuli Honda välja oma esimese humanoidrobotiga E0, mis oli esimene robot nende E-seeriast. Kokku valmis neid aastaks 1996 kuus tükki. Viimane kandis nimetust E6.
1989. aastal arendas Battelle Pacific Northwest Laboratories USA armeele täissuuruses inimkujulise roboti Manny, kes kõndimise asemel suutis vaid roomata. Tal oli tehislik hingamisteede süsteem, mis simuleeris hingamist ja higistamist.
1993.–1997. aastal valmis Honda P1: Honda esimene inimese ülakehaga varustatud humanoidroboti prototüüp, mis kasvas välja E-seeria robotitest. P1-ga paralleelselt töötati välja P2 (1993–1997) ja P3 (1993–1997).
2000. aastal tuli Honda välja oma 11. kahejalgse robotiga – ASIMOga, kes suutis trepist üles kõndida.
2001. aastal teatas Sony oma plaanist hakata tootma laiatarbe-meelelahutusrobotit Sony Dream Robot. 2003. aastal nimetati ta ümber QRIOks. QRIO on Guinnessi rekordite raamatus sees kui maailma esimene jooksev robot. See suutis joosta kiirusega kuni 23 cm/s. 2006. aastal eelarve kärbete tõttu lõpetas Sony QRIO ja paljude teiste – sealhulgas AIBO – robotite arenduse ja tootmise.
2001. aastal tuli ka Fujitsu Automation turule oma laiatarbe-humanoidrobotiga, mille nimi oli HOAP-1. Sellele järgnesid HOAP-2 2003. aastal ja HOAP-3 2005. aastal. Kuna HOAP-seeria robotit olid siiski võrdlemisi kallid, müüdi neid kokku Fujitsu teatel umbes 70 tükki.
2003. aasta rahvusvahelisel robotimessil Tokyos tutvustati maailmale Osaka Ülikooli ja Kokoro Company Ltd. ühistöös valminud Actroidi – silikoonist "nahaga" robotit, kes näeb inimesesarnane välja. Actroidi välimus sarnanes noore aasia päritolu naise välimusega.
2005. aastal tutvustas Mitsubishi Heavy Industries oma kollast humanoidrobotit vanuritele. Roboti nimi on Wakamaru ja selle eesmärk on pakkuda vanuritele seltsi, tuletada neile meelde, et nad regulaarselt ja õigeaegselt võtaksid oma ravimeid ning helistada hädaabinumbrile, kui robotile tundub, et tema omanikuga ei ole kõik päris korras. Veebikaamera Wakamaru sees lubab arstidel ja perekonnaliikmetel hoida vanuril silma peal.
2005. aastal tutvustas Aldebaran Robotics esimest korda oma avatud lähtekoodiga humanoidrobotit Nao, mida tänapäeval kasutatakse väga laialdaselt ülikoolides teadus- ja õppetöös. Eestis kasutatakse Naod TTÜ arvutiteaduse instituudis ja TÜ tehnoloogiainstituudis.
2006. aastal sai valmis PAL Robotics oma esimese roboti REEM-A. Tegu on kahejalgse humanoidrobotiga, kes mängib malet, kasutades selleks Hydra malemootorit. Lisaks oskab REEM-A kahel jalal kõndida ja inimese kõnet sünteesida ning sellele vastata.
2007. aastal tutvustas Vietnami robootikafirma TOSY robotit TOPIO, kes on suuteline mängima inimese vastu lauatennist.
2010. aastal sai valmis Robonaut 2, mis on NASA ja General Motorsi koostöös valminud humanoidrobot, mille eesmärgiks on abistada inimastronaute nende töös. Ta on ehitatud nii, et ta suudaks kasutada astronautide tööriistu ja töötada sarnases keskkonnas. Robonaut 2 saadeti Rahvusvahelisse kosmosejaama 24. veebruaril 2011 kosmoselennukil Discovery.
2010. aastal demonstreerisid Jaapani rahvusliku arenenud tööstusliku teaduse ja tehnoloogia instituudi humanoidrobotit HRP-4C laulmas ja tantsimas koos inimtantsijatega.
Sensorid.
Sensor ehk tajur on seade, mille abil robot saab informatsiooni teda ümbritseva keskkonna kohta. Sensorid võimaldavad robotitel näha, tunda puudutust, kuulda ja reageerida vastavalt saadud informatsioonile. Need oskused võimaldavad robotites kasutada keerulisi algoritme, mis vajavad pidevat tagasisidet robotit ümbritsevast keskkonnast.
Robotid kasutavad ümbritseva maailma nägemiseks kaamerat, sonarit või laserit. Kindlate objektide tajumiseks kaameraga kasutatakse videotöötlustarkvara. Kaamerast saadud pilti võrreldakse ideaalse kujutlusega, millele lisatakse teatud määramatuse piirid. Kui pilt mahub piiridesse, siis võib robot eeldada, et tegemist on otsitava esemega.
Kuulmise jaoks kasutavad robotid mikrofoni, saadud signaali mürast puhastamiseks kasutatakse digitaalset signaalitöötlust ja selle sünteesimiseks kõnetuvastustarkvara.
Humanoidroboteid.
Aldebaran Nao.
Aldebaran Nao on programmeeritav, 58 cm pikk humanoidrobot, mida arendab Prantsusmaa firma Aldebaran Robotics. Naod on arendatud alates 2004. aastast kui käivitati projekt Nao. 2007. aastal vahetas Nao välja Sony Aibo robotkoera jalgpallurina võistlusel Robocup Standard Platform League. Robocupi eesmärgiks on arendada robotite jalgpall sellisele tasemele, et aastal 2050 alistada robotite abiga parim inimestest koosnev võistkond.
Tehnilised andmed.
2011. aasta Aldebaran Nao tehnilised andmed:
Lisaks suudab Nao rääkida ning aru saada inglise, prantsuse, hispaania, saksa, itaalia, hiina, jaapani ja korea keelest.
ASIMO.
ASIMO ("Advanced Step in Innovative Mobility") on Honda loodud ja edasi arendatud humanoidrobot, mida tutvustati maailmale 2000. aasta oktoobris. ASIMO loodi eesmärgiga, et temast saaks tulevikus mitmeotstarbeline abiline inimestele. Asimol on olnud 3 suuremat uuendust: 2002. aastal sai ASIMO uut tehisintellekti sisaldava tarkvara, mis võimaldas tal liikuda vastavalt teda ümbritsevate inimeste osutustele. Ta sai ka näotuvastustarkvara ja hääletuvastustarkvara. 2005. aastal sai ASIMO juurde oskuse kanda käes asju ja liigutada neid ühest kohast teise. Lisaks oskas ASIMO suruda inimesega kätt, lugedes enne inimese liigutustelt välja, et temaga soovitakse kätt suruda ja kõndida inimesega samas tempos, samal ajal temast käest kinni hoides. 2007. aasta ASIMO oskab juba koos teiste ASIMOtega koostööd teha, vahetades juhtmevaba võrgu kaudu sõnumeid. Lisaks oskab ta lasta mööda läheneva inimese ja ka minna iseseisvalt laadimispunkti, kui ta aku hakkab tühjenema. 2011. aasta ASIMO aku peab vastu 1 tunni jooksmist ja kõndimist, ta on 6 kg kergem ja saab joosta kiirusega kuni 9 km/h (2005. aasta mudel sai joosta kiirusega kuni 6 km/h).