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it house berichtete am 24. september, dass tencent robotics

berichten zufolge verfügt xiaowu über eine reihe innovativer technologien und fähigkeiten und sein ziel ist es, ein universeller roboter zu werden, der im einklang mit der menschlichen lebensumgebung leben kann. experimente haben gezeigt, dass xiaowu in einer realen wohnumgebung aktionen wie gehen und tragen von gegenständen ausführen kann, z. b. expresslieferungen für ältere menschen abholen, ältere menschen aus dem bett heben usw.

tencent sagte, dass xiaowu die kernkompetenzen früherer generationen der roboterforschung und -entwicklung integriert und eine reihe selbst entwickelter technologien wie das vierbeinige rad-fuß-verbunddesign, großflächige taktile haut, geschickte hände mit mehreren fingern und sicherheit integriert physische interaktion zwischen mensch und maschine. die it home beigefügten spezifikationen lauten wie folgt:

das körperdesign ist vielseitig: das vierbeinige radfuß-verbunddesign ermöglicht es dem roboter, schneller und gleichmäßiger zu gehen

der größte unterschied zu früheren robotern besteht darin, dass xiaowu ein verbunddesign aus vier geraden beinen und radfüßen am körper verwendet, was nicht nur die fähigkeit des roboters mit füßen zum überwinden von hindernissen, sondern auch die effizienz des roboters mit rädern beibehält und es ermöglicht der roboter hat auf ebenem boden eine höhere geschwindigkeit.

in bezug auf die bewegungsmodi kann auf ebenem boden zwischen vierradmodus und zweiradmodus umgeschaltet werden. im vierradmodus kann der stützraum durch die kreuzbeinkonstruktion je nach lastanforderungen erweitert und verringert werden umwelträume.

auf unebenem gelände nutzt xiaowu einziehbare gerade beine in kombination mit aktiver kraftkontrolle, um einen federungseffekt zu erzielen und so sicherzustellen, dass der oberkörper stabil ist. in szenen wie treppen und bordsteinen kann xiaowu die kombination aus rädern und füßen nutzen, um reibungslos zu gehen.

kombinierte transformation von rädern, beinen und füßen

in bezug auf die tragfähigkeit verbessert xiaowu die tragfähigkeit effektiv durch das geradlinige beindesign. jedes gerade bein kann unabhängig verlängert oder verkürzt werden, und die stützhöhe kann an unterschiedliche anforderungen an den arbeitsraum angepasst werden, wodurch eine breite palette erreicht wird „oben, um die höhe zu berühren, und unten, um den boden zu berühren“ arbeitsbereich, z. b. um benutzern beim aufnehmen und platzieren von gegenständen an hohen stellen oder beim arbeiten in niedrigen räumen zu helfen.

autonomes falten

zusätzlich zum bewegungsmodus und der ladekapazität kann xiaowu auch unabhängig voneinander zusammengeklappt und auseinandergeklappt werden. wenn keine arbeit erforderlich ist, kann xiaowu unabhängig voneinander zusammengeklappt werden, um den platzbedarf zu reduzieren und den transport zu erleichtern.

zusätzlich zur morphologischen innovation verwendet xiaowu einen selbst entwickelten dual-encoder-aktuator mit hoher drehmomentdichte, um den roboter leistungsstärker zu machen. außerdem setzt er einen selbst entwickelten 180-detektor-sensor ein die große gekrümmte oberfläche des punktes bedeckt die taktile haut, was es xiaowu ermöglicht, ein schärferes „gefühl“ zu haben und entsprechend auf veränderungen in der äußeren umgebung zu reagieren.

[links] aktuator mit hoher drehmomentdichte. [rechts] großflächig gekrümmte tasthaut

einheitlicher kontrollrahmen: stärkere wahrnehmung, flexiblere kontrolle

angesichts der vielfältigen und komplexen aufgaben in der menschlichen siedlungsumgebung muss xiaowu sowohl über sensible mobilität als auch über geschickte bedienfähigkeiten verfügen, was höhere anforderungen an die robotersteuerung stellt.

basierend auf einem einheitlichen steuerungsrahmen realisiert xiaowu die geländeerkennung und präzise positionierung durch die erfassung von umgebungsinformationen und erreicht so eine autonome anpassung an mehrere gelände, eine integrierte ganzkörper-bewegungssteuerung von bewegung und betrieb sowie einen stabilen, effizienten und sensiblen betrieb in verschiedenen modi. mobilität.

blockdiagramm des einheitlichen steuerungssystems

das einheitliche xiaowu-framework ist grob in drei module unterteilt. das erste ist die hochpräzise visuelle wahrnehmungspositionierung und zustandsschätzung in einer groß angelegten komplexen umgebung, weiter integriert mit die zusammengesetzte rad-fuß-odometrie ermöglicht es xiao wu, die umgebung und seinen eigenen status besser wahrzunehmen.

ergebnisse der positionierung und kartierung von szenen im innen- und außenbereich von pflegeheimen

die zweite möglichkeit ist die online-bewegungsplanung auf mehreren ebenen (pfadebene – flugbahnebene). xiaowu kann sensordaten wie lidar- und rgbd-kameras verwenden, um dynamische und statische hindernisse in der umgebung in echtzeit zu erkennen und den optimalen pfad und steueranweisungen zu planen online vermeiden sie kollisionen und unfälle und stellen sie sicher, dass aufgaben in komplexen umgebungen sicher und effizient erledigt werden können, z. b. das aktive ausweichen vor hindernissen beim schieben eines rollstuhls mit einer person.

helfen sie menschen, beim schieben des rollstuhls hindernissen auszuweichen

schließlich gibt es eine ganzkörper-bewegungssteuerung, die in den adaptiven mobilen betrieb auf mehreren terrains integriert ist. wenn er auf gelände mit hindernissen stößt, wie z. b. in wohngebieten übliche treppen, bewegt sich xiaowu in die nähe der treppe, stellt seinen modus vom vierrad-bewegungsmodus auf den vierbein-stehmodus um und passiert dann das treppengelände. während des treppensteigens kann xiaowu das genaue gelände der umliegenden stufen und seine eigene zustandsschätzung kombinieren, um die erreichbaren trittpositionen auf den stufen zu planen und eine reihe nachfolgender schwerpunkttrajektorien zu generieren. anschließend berechnet der ganzkörper-bewegungscontroller die steueranweisungen für jedes gelenk basierend auf dem ganzkörper-dynamikmodell des roboters, der schwerpunktsbahn und den informationen zum halt und steuert xiaowu, um die treppe hinaufzugehen. nach dem treppensteigen kann xiao wu vom vierbeinigen gehmodus zurück in den vierrädrigen bewegungsmodus wechseln und so andere komplexe und vielfältige aufgaben auf ebenem boden effizienter und energiesparender erledigen.

darüber hinaus verfügt xiaowu über die fähigkeit, die beine aktiv zu steuern, was der aktiven federungsfunktion eines autos ähnelt. es kann sich an verschiedene komplexe geländearten anpassen, wie z. b. flaches gelände, hänge, wellige hänge, kopfsteinpflaster und andere übliche haushalts- und kommunalgelände , ohne dass die bestehende menschliche lebensumgebung verändert werden muss. in diesem modus schätzt xiaowu den bodenkontaktpunkt in echtzeit auf der grundlage des kraftsensors und des radkilometerzählers, verwendet adaptive impedanzsteuerungs- und ganzkörper-bewegungssteuerungsalgorithmen, um dem roboter die anpassung an verschiedene geländeformen zu ermöglichen, und nutzt adaptive modellfreie reibung kompensation im gelenksteuerungsmodul der algorithmus kompensiert die reibung in echtzeit und ermöglicht so eine reibungslose bewegung bei niedrigen und hohen geschwindigkeiten, wodurch die genauigkeit und stabilität der kraftsteuerung verbessert wird.

geh die treppe hoch

aktive federung

sichere multimodale physische mensch-maschine-interaktion: roboter freundlicher machen

auf der grundlage taktiler und visueller wahrnehmung sowie erkennungs-, planungs- und kontrollalgorithmen ist xiaowu in der lage, sichere und komfortable körperliche interaktionen mit menschen durchzuführen und die täglichen mobilitätsbedürfnisse des menschen genau zu verstehen, vorherzusagen und zu erfüllen, wie etwa die unterstützung älterer menschen beim gehen, sitzen und stehen usw.

die physische interaktion zwischen mensch und computer unterstützt ältere menschen beim aufstehen

am beispiel des umarmens muss xiaowu die merkmale des bewegungsprozesses älterer menschen vom sitzen zum stehen, die körperliche verfassung der älteren menschen (z. b. sportliche fähigkeiten und körperliche bedürfnisse) und xiaowus eigene umfassend berücksichtigen, um älteren menschen dabei zu helfen, diese tägliche aktion auszuführen körperliche fähigkeiten usw. frage.

um dieses ziel zu erreichen, schlug das tencent robotics x laboratory ein optimales steuerungsmodell für den roboterhalteprozess vor. dieses modell berücksichtigt faktoren wie die eigene bewegungsfähigkeit älterer menschen (z. b. gelenkbewegungsbereich, fahrfähigkeit usw.), körperstruktur (z. b. größe, gewicht usw.), bewegungseigenschaften beim stehen und lastverteilung beim stehen haltevorgang des roboters.

um das modell besser an die personalisierten bewegungseigenschaften älterer menschen anzupassen, sammelte das team außerdem eine kleine menge haltedaten älterer menschen, damit das modell die optimalen modellparameter lernen kann, die für gehaltene ältere menschen geeignet sind. damit das modell den bewegungsmerkmalen des stehens mit unterstützung besser entspricht.

datenerfassung des person-zu-person-halteprozesses

darüber hinaus ist das multimodale wahrnehmungssystem auch eines der schlüsselmodule zur realisierung der mensch-computer-interaktion. es verleiht xiaowu menschenähnliche wahrnehmungsfähigkeiten und ermöglicht es ihm, menschen und komplexe lebensumgebungen genauer zu identifizieren.

laut tencent spielen unter diesen wahrnehmungsmodulen die visuellen und taktilen systeme eine entscheidende rolle. das vision-system ermöglicht es xiao wu, den menschlichen status schnell zu lokalisieren und zu identifizieren, sodass er effektiver interagieren und reagieren kann.

beim halten und stützen älterer menschen kann das hochauflösende taktile system xiaowu dabei helfen, unterstützung und hilfe auf sicherere und präzisere weise bereitzustellen und so unnötigen druck oder verletzungen der älteren menschen effektiv zu vermeiden. die integration dieser technologien verbessert nicht nur die funktionalität von xiaowu, sondern erhöht auch seine empfindlichkeit und humane leistung im tatsächlichen betrieb.

visuelle (oben) und großflächige taktile (unten) sensorsysteme