ASIMO

ASIMO був визнаний багатьма провідними вченими новим щаблем у розвитку людиноподібних роботів, і саме в такій якості він був представлений європейській науковій громадськості на симпозіумі "Від високих технологій до розумних в майбутньому людиноподібних роботів", що пройшов у Технічному університеті Дармштадта 30-го червня 2003 року.

Після цього ASIMO був представлений на безлічі престижних зустрічей, що пройшли в Європі і присвячених проблемам робототехніки. Він широко використовується для пропаганди науки і техніки серед молоді.

ASIMO - навіщо потрібен людиноподібний робот?

Компанія Honda розпочала свої розробки в галузі конструювання людиноподібних роботів ще два десятиліття тому. Вони почалися з того, що працівники компанії хотіли випробувати свої сили в конструюванні рухомих пристроїв. Перший робот, здатний пересуватися на двох ногах, був створений в 1986 році. Прагнення компанії Honda розробляти нові технології, які можуть приносити реальну користь людям зараз і в майбутньому, спонукало запустити цілу програму з розробки людиноподібного робота.

Мета Honda в цій програмі створити такого робота, який міг би взаємодіяти з людьми і допомагати їм, таким чином роблячи їх життя легшим та приємнішим. І хоча зараз ще не доводиться говорити про те, що роботи здатні виконувати якісь особливо важливі для людини дії, вони вже можуть стати помічниками для літніх людей та інвалідів.

Хоча маркетинговий потенціал і застосування ASIMO ще тільки належить визначити, вже зараз можна сказати, що робот приніс компанії Honda значну користь. По-перше, він послужив свідченням високого рівня інженерів і технологів компанії, що, в свою чергу, привернуло до штату компанії найкращих вчених та інженерів з усього світу. По-друге, деякі технології, розроблені в ході роботи над ASIMO, такі як технології розпізнавання мови і контролю положення тіла, можуть бути застосовані, наприклад, в області автомобільної безпеки. Також при конструкції ASIMO інженери компанії навчилися робити легкі і мініатюрні деталі. І, звичайно, ASIMO, захопив і здивував безліч молодих людей по всьому світу, і можливо, це стане причиною, по якій деякі з них виберуть в майбутньому професію інженера.

ASIMO - найдосконаліший людиноподібний робот в світі

ASIMO - Advanced Step in Innovative Mobility, або "Передовий крок в інноваційній мобільності" - є самим досконалим людиноподібним роботом у світі, що пересувається на двох ногах.

При розробці моделі руху ASIMO інженери Honda досліджували і використовували модель комплексного координування рухів людини при ходьбі. Пропорції і зчленування ASIMO відповідають тим, які існують в людському тілі, завдяки чому рухається робот майже як людина.

Нова сучасна технологія руху, розроблена Honda, дозволяє ASIMO пересуватися не тільки вперед і назад, а й повертати при ходьбі, підніматися і спускатися по сходах і загортати за ріг. Завдяки цьому можна вважати, що ASIMO найближче підійшов до точного відтворення природного руху людини.

Основну роль у цьому відіграє інтелектуальна технологія ходьби, розроблена Honda, використовуючи яку, ASIMO може плавно рухатися в режимі реального часу. Це технологія заснована на тому, що робот наперед планує свої дії і відповідно підлаштовується під них. Приміром, як людина, огинаючи кут, нахиляється всередину дуги повороту, зміщуючи тим самим свій центр ваги, так і ASIMO планує свій наступний крок і зміщує свій центр ваги необхідним чином. Це дозволяє в реальному часі планувати наступний рух, завдяки чому ASIMO здатний пересуватися, не зупиняючись. Для того щоб загорнути за кут, йому не потрібно зупинятися і розвертатися; замість цього він здійснює один безперервний плавний рух.

ASIMO - крок до розумного робота

Програма досліджень Honda зосереджена не тільки на інженерних аспектах роботи ASIMO, але також і на вдосконаленні його поведінки.

Honda визначає інтелект як "здатність розробляти стратегії вирішення проблем для досягнення певних цілей за допомогою збору даних і їх аналізу, зіставлення і об'єднання їх, складання планів і прийняття рішень". Зрозуміло, співробітники Honda відмінно розуміють, що до досягнення цих цілей ще дуже довгий шлях, але також і вірять, що деякі кроки вже зроблені.

Для досягнення поставленої мети в конструкцію ASIMO включена велика кількість інтелектуальних функцій: розпізнавання людей, об'єктів і дій, вміння розраховувати дистанцію і напрям руху до об'єктів і продумувати плавний шлях до них, вміння бігати, підніматися по сходах, брати і віддавати різні предмети, спілкуватися з людьми, і навіть уміння танцювати. Інформація, що надходить може записуватися, аналізуватися і переводитися в дії. Це дозволяє ASIMO, наприклад, огинати перешкоди на шляху до мети або розпізнавати, коли хтось хоче потиснути йому руку, і відповідати на рукостискання.

В деякій мірі ASIMO може навіть чути і говорити. Робот може розпізнавати голоси, відрізняти їх від сторонніх звуків і реагувати на певні інструкції, а також обмінюватися простими повідомленнями та привітаннями з людиною.

Однак шлях до створення повноцінного штучного інтелекту тільки почався. Для того щоб створити для робота щось схоже на людський мозок, спочатку потрібно зрозуміти свій власний. І хоча Honda продовжує активно працювати в цій галузі досліджень, очікується, що інтелект ASIMO тільки через 10-15 років досягне ймовірного рівня.

Для досліджень в області інтелекту Honda заснувала три наукові центри в різних куточках світу. Розташовані в Японії, Америці та Німеччині, ці центри співпрацюють з безліччю установ, що мають схожі цілі. Один тільки європейський дослідний інститут Honda в Німеччині для дослідження природи інтелекту працює з 17 університетами та незалежними науковими центрами.

Історія розвитку ASIMO та інших людиноподібних роботів компанії Honda

Після успіхів, досягнутих у виробництві автомобілів, мотоциклів і силових установок, компанія Honda звернула свій погляд на нову область діяльності - розробку людиноподібного робота, який пересувається на двох ногах.

Основна ідея, на якій побудовані всі дослідження і розробки Honda в цій галузі, це створення такого робота, який міг би допомагати людям і жити разом з ними в гармонії.

Для початку вчені вирішили визначити, якої форми повинен бути робот, який міг би бути використаний в людському суспільстві. Цей робот повинен бути здатний пересуватися між об'єктами в кімнаті і бути в змозі підніматися і спускатися по сходах. Відповідно, йому було потрібно мати дві ноги, так само, як і людині.

До того ж технологія ходьби на двох ногах повинна дозволяти роботу пересуватися по нерівній поверхні і бути здатною функціонувати в широкому діапазоні умов.

У той час завдання створення такого робота було надзвичайно трудомістким, але Honda розробила революційну технологію двоногого крокуючого робота.

Перша експериментальна модель була створена в 1986 році. Цей робот міг рухатися на своїх ногах, але тільки по прямій і дуже повільно, зупиняючись після кожного кроку приблизно на п'ять секунд. Для того щоб збільшити швидкість і забезпечити можливість пересування по нерівній поверхні (по вибоїнах, по похилій поверхні), треба було створення технології "динамічної ходьби".

Інженерам Honda знадобилося майже двадцять років, щоб досягти прориву в цій галузі, але в грудні 2004 року він все ж був зроблений: робот почав бігати. Біг, визначений як пересування, при якому в певні моменти часу обидві ноги робота відірвані від землі, спочатку не був занадто швидким лише 3 км/ч. Проте "новий ASIMO", представлений у грудні 2005 року, показав швидкість в 6 км/год на прямій дистанції та 5 км/год при бігу по колу.

Створення робота, здатного бігати, не є самоціллю для компанії Honda, проте робот, який міг би по-справжньому допомагати людям, повинен бути спритним, добре збалансованим і здатним швидко реагувати на звернення. Здатність ASIMO показала, як близько підійшли технології до забезпечення адекватного рівня мобільності для роботи в динамічному і складному середовищі людського суспільства.

 

Основні характеристики "нового ASIMO"

Honda Jet

У 1993-му році спільно з Державним університетом Міссурі (ДУМ) Honda починає дослідження в області створення літака, фюзеляж якого буде повністю складатися з композитних матеріалів. Це призводить до появи на світ літака під назвою "MH-02", зібраного і випробуваного спільно Honda і ДУМ. У 1999-му почалася розробка турбогвинтового реактивного двигуна HF118 з силою тяги в діапазоні від 1000 до 3500 об/хв. Це компактний, легкий двигун з низьким рівнем вихлопів і ефективною витратою палива.

І вже з червня 2002 року Honda почала випробування двигуна HF118 на великих висотах. 3 грудня 2003 Honda Jet здійснив свій перший випробувальний політ. Світовий дебют літака Honda Jet відбувся на авіашоу EAA AirVenture-2005 у м. Ошкош, штат Вісконсін, США. А в 2006 році на цьому ж авіашоу компанія Honda оголосила про запуск в серійне виробництво літака Honda Jet.

Старт продажів цього легкого реактивного літака в Європі Honda Aircraft Company, Inc. оголосила на європейській виставці бізнес-авіації European Business Aviation Convention & Exhibition (EBACE) в 2008-му році.

У Honda Jet об'єднані багато інноваційних авіатехнологій, включаючи унікальну конфігурацію кріплення двигуна на крилі, яка істотно підвищує потужність і паливну ефективність літака і значно зменшує аеродинамічний опір. Цей інноваційний підхід до дизайну корпусу дозволяє знизити зовнішні шуми, а також збільшити салон і вантажний відсік. Honda Jet приводиться в дію двома паливозберігаючими турбовентиляторними реактивними двигунами GE Honda HF120.

Автомобіль FCX Clarity

Випуск Honda FCX Clarity почався в червні 2008 року в Японії на спеціалізованому заводі з виробництва автомобілів на паливних елементах.

Серед перших користувачів цієї моделі - актриса Джеймі Лі Кертіс і її чоловік режисер Крістофер Гест, а також кінопродюсер Рон Йеркса. Завдяки цим починанням компанія Honda зробила ще один крок вперед до втілення в життя свого завдання - зробити можливим більш широке використання автомобілів на паливних елементах.

Інноваційність та ефективність Honda FCX Clarity була підтверджена нагородою в номінації World Green Car 2009 (Самий екологічно чистий автомобіль року), що проводиться в рамках щорічного міжнародного конкурсу World Car Of The Year. Авторитетним журі конкурсу було визнано світове лідерство Honda в області альтернативних джерел енергії та інновацій, спрямованих на зниження шкідливих викидів в атмосферу. 59 членів журі з 25 країн світу обрали Honda FCX Clarity з 22 претендентів на титул "самого зеленого автомобіля" у світі. Члени журі так аргументували свій вибір на користь Honda FCX Clarity: "Honda FCX Clarity має найреальніші шанси в звичайному житті з усіх представлених конкурентів. Цей розкішний седан використовує як паливо водень і здатний проїхати 430 км на одному баку, із середньою витратою в 3,3 літри на 100 км шляху, не направивши ні грама шкідливого вихлопу в атмосферу. Єдине, що потрібно для подальшого масового виробництва, це урядова підтримка в створенні необхідної заправної інфраструктури. Вже зараз компанія Honda готова надати свої неперевершені інновації жителям Каліфорнії всього за 600$ лізингової плати на місяць. Звичайно, для комерційного успіху моделі FCX Clarity і подібних автомобілів на паливних елементах знадобиться якийсь час, але вже зараз ми знімаємо капелюхи перед інженерами компанії Honda за розробку, впровадження і просування дорогої високої технології в такий непростий для світової економіки час".

Гібрид Honda Insight

Дана технологія дозволяє зробити гібридні автомобілі більш доступними для споживачів по всьому світу, а також вражає своєю паливною економічністю (споживання палива складає всього 4,4 літра на 100 кілометрів) і малою кількістю шкідливих викидів СО2 всього 101 г/км. Система IMA дозволяє рухатися в режимах з низьким навантаженням, використовуючи виключно електроенергію. Також система відключає циліндри бензинового двигуна під час гальмування і глушить двигун під час зупинок автомобіля.

Всі Insight мають передовий 1,3-літровий двигун з електронною системою зміни фаз газорозподілу i-VTEC, виготовлені з легкого сплаву і агреговані з безступінчатою трансмісією (CVT). Цей високоефективний двигун об'єднується в одну гібридну силову установку із системою допоміжного електромотора (IMA) нового покоління, що дозволяє домогтися чудової економічності і значного зниження шкідливих викидів. Система IMA автомобілів Insight включає електромотор потужністю 14 л.с., поліпшену акумуляторну батарею і компактний блок живлення з інтелектуальним управлінням (IPU), які використовують кінетичну енергію автомобіля під час гальмування і скидання швидкості для заряду батареї, а також надаючи додаткову потужність для розгону.

Дизайн п'ятидверного хетчбека Honda Insight запозичив деякі стилістичні рішення, а також високоефективний аеродинамічний профіль автомобіля FCX Clarity. Insight має низький центр ваги завдяки новому розташуванню електричних батарей IMA, що в результаті забезпечує високу керованість і функціональність інтер'єру автомобіля.

Основними пристроями безпеки є: передова технологія сумісності елементів конструкції Advanced Compatibility Engineering (ACE), що забезпечує поліпшений захист пасажирів автомобіля, а також допомагає зменшити пошкодження інших автомобілів; шість подушок безпеки; спеціальна конструкція передньої частини, яка дозволяє зменшити травматизм пішохода у разі наїзду.

Гібридна силова установка

У липні 2005 року Honda Motor Co., Ltd. оголосила про розробку нової гібридної силової установки, заснованої на застосуванні бензинового двигуна, оснащеного фірмовою 3-режимною системою i-VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control - "інтелектуальний електронний контроль моменту відкриття і висоти підйому клапана"). Система забезпечує три режими роботи газорозподільного механізму - при низьких оборотах, при високих оборотах і під час відключення бензинового двигуна. Нова гібридна силова установка встановлюється на Civic Hybrid нового покоління, технології цього гібридного двигуна взяті також за основу при розробці силової установки для гібрида Honda Insight.

Застосування в новій гібридній силовій установці системи i-VTEC, а також більш ефективного допоміжного електромотора, дозволило збільшити загальну потужність силової установки приблизно на 20% в порівнянні з поточною моделлю. Досягнуті потужні характеристики, властиві звичайному бензиновому двигуну з робочим об'ємом 1,8 літра, при тому що паливна економічність у гібридної установки значно вище. Також на 5% зменшено загальний розмір гібридної установки, а показники по вихлопу відпрацьованих газів дозволяють забути про всі найвищі світові досягнення в цій галузі. Ємність акумуляторних батарей підвищилася приблизно на 30% в порівнянні з поточною моделлю, при цьому більш компактний, виготовлений за спеціальним проектом, відсік для їх установки має поліпшені характеристики охолоджування і опору вібрації, що дозволяє досягти високої надійності при тривалій експлуатації.

Нова установка має поліпшені робочі характеристики і більш високу паливну економічність в порівнянні з існуючими системами.

Система CAR 2 CAR

Система попереджає про потенційну небезпеку водіїв мотоциклів та інших транспортних засобів шляхом постійного обміну даними про розташування, одержуваними від супутникових джерел системами GPS.

Розробка систем взаємодії між автомобілями (V2V) компанією Honda

Система i-VTEC

Використання системи i-VTEC дозволяє досягти прийомистості, еквівалентній двигунам з робочим об'ємом 2 літри, при цьому паливна економічність навіть вище, ніж у 1,6 літрового двигуна, що встановлюється на поточну модель Civic. Завдяки цим показникам новий двигун може вважатися одним з найефективніших у світі. Під час руху на постійній швидкості він має особливо високі показники по паливній економічності в порівнянні з показниками двигунів з робочим об'ємом 1,5 літра.

Новий двигун має високі показники потужностних характеристик: максимальна вихідна потужність 103 кВт (140 к.с.) При 6 300 хв^-1 і максимальний крутний момент 174 Нм (17,7 кгс) при 4 300 хв^-1. Він також має більш низький вихлоп шкідливих газів завдяки 2-шаровому каталітичному нейтралізатору вихлопних газів, встановленому безпосередньо після випускного колектора, і високоточному управлінню складом паливно-повітряної суміші.

Встановлюючи новий двигун об'ємом 1,8 літра з системою i-VTEC на Civic 8-го покоління, Honda підтримує традицію оснащення передовими технологіями автомобілів доступного цінового сегмента, всупереч загальноприйнятій тенденції, все найдосконаліше ставити на моделі преміум-класу, з часом роблячи їх доступними і для автомобілів інших цінових діапазонів.

Системи безпеки

Безпека автомобіля - ключовий пріоритет компанії Honda, яка активно веде розробку технологій, що визначають стандарти безпеки.

Протягом багатьох років компанія впроваджує нові елементи систем активної та пасивної безпеки: ABS, рульове управління всіх коліс, подушки безпеки і технологія контролю перевантажень, які зробили автомобілі Honda одними з найбезпечніших на ринку.

Honda є одним із засновників 5-річного проекту з бюджетом в 10 мільйонів доларів, мета якого зниження кількості нещасних випадків на дорогах в країнах, що розвиваються.

Компанія Honda має першою в світі власну криту лабораторію для проведення краш-тестів. Лабораторія розташована в науково-дослідному центрі компанії в Tochigi, Японія, і має площу близько 41 000 квадратних метрів. Вона призначена для проведення краш-тестів транспортних засобів різних розмірів, що рухаються з різними швидкостями, а також для моделювання наїздів автомобіля на пішоходів (у ході яких використовується манекен Polar II). Випробування проводяться незалежно від погодних умов, що сприяє скороченню часу на дослідження та розробку.

Компанія Honda одна з перших вступила в Європейську хартію з безпеки дорожнього руху (European Road Safety Charter). Основна частина плану Європейської комісії - зниження числа смертей на дорогах на 50% до 2010 року.

Безпека ніколи не сприймається в компанії Honda як щось другорядне, і весь модельний ряд пасажирських автомобілів компанії в Європі буде незабаром оснащений найсучаснішими системами активної безпеки.

АСС (адаптивний круїз-контроль)

LKAS (система контролю положення автомобіля щодо дорожньої розмітки)

Система LKAS (Lane Keep Assist System) розпізнає смугу, по якій рухається автомобіль, аналізуючи зображення з цифрової CMOS-камери, встановленої вгорі за переднім вітровим склом, і подає відповідні сигнали в систему EPS (електропідсилювача керма), допомагаючи автомобілю дотримуватися своєї смуги руху.

Система LKAS працює при виконанні наступних умов:

• на дорогах є розмітка правої і лівої межі смуги (чітка і видима);
• рух здійснюється по автомагістралях або дорогах, прирівняним до автомагістралей (за винятком крутих викривлень / вигинів);
• швидкість автомобіля від 65 до 180 км/год;
• водій тримається за кермо, тому що, якщо система не зможе розпізнавати вплив на кермо з боку водія, вона відключиться;
• індикатори повороту не включені;
• обертаючий момент рульового управління, що розвивається водієм, не свідчить про приготування до маневру із зміною смуги руху.

CMBS (система запобігання і зменшення шкоди від зіткнень)

Система запобігання зіткнень CMBS (Collision Mitigation Brake System) і електромеханічний преднатягувач (E-Pretensioner) працюють спільно для запобігання зіткнень з попереду автомобілем, що йде і для зменшення впливу на пасажирів у разі зіткнення та пошкодження автомобіля. Система використовує аудіовізуальні засоби попередження водія про необхідність прийняття превентивних заходів, може призвести гальмування для зниження швидкості автомобіля і натягує ремені безпеки перед зіткненням для надійнішої фіксації водія на місці.

Система припідняття капоту (Pop-up Hood)

Система "Pop-up Hood" припіднімає капот у разі зіткнення з пішоходом для зменшення ймовірності серйозного пошкодження голови пішохода, створюючи додатковий простір під капотом.

Ця система використовує три датчики, розташовані усередині переднього бампера, і а також датчик швидкості автомобіля, що дозволяють визначити зіткнення з пішоходом. Вона дає команду виконавчому механізму підняти задню частину капота двигуна приблизно на 10 см. Застосування технології Pop-up Hood дозволяє скоротити значення HIC (критерій пошкодження голови) приблизно на 40%, згідно власним дослідженням компанії Honda.

Інтелектуальна система бачення

Вперше у світі унікальна інтелектуальна система нічного бачення, використовує зображення, отримане інфрачервоною камерою короткохвильового діапазону. У доповненні до звичайних функцій нічного бачення, що забезпечує водієві поліпшений огляд дороги, система визначає пішоходів по шляху проходження автомобіля і видає аудіовізуальне попередження, що допомагає запобігти наїзду.

Спортивний гібрид CR-Z

В CR-Z чітко проглядається спортивний стиль Honda DNA. Це спортивна гібридна модель, що сягала епохальної моделі CRX. Стрімка, злегка усічена задня частина кузова, виконана в Kamm-style, і майже горизонтально встановлене вікно ознаки справжнього стилю Honda, що зв'язують купейний CR-Z з популярним попередником 1980 року.

В ідеальному стилі CR-Z уловлюються нотки ностальгії, завдяки сучасній системі LED-індикаторів, компактно розташованій вихлопній системі з вихідним отвором в центральній частині піддона автомобіля і панорамному повнорозмірному скляному даху. Результатом є привабливий, агресивний купейний дизайн, створений гармонійним поєднанням інженерної майстерності та естетичного виконання.

Запуск у виробництво автомобілів, заснованих на концептуальній моделі СR-Z, намічений на найближче майбутнє. Це стане свого роду наріжним каменем у реалізації виробничого плану, в результаті якого до кінця 2012 року 10% від загальних продажів автомобілів повинні складати саме гібридні моделі.

Технологія інтерфейсу "мозок-машина"

Тестові експерименти з новою технологією BMI

Датчики EEG і NIRS закріплюються на голові випробовуваного. Потім йому пропонується подумки здійснювати рухи однієї з чотирьох заданих ** частин тіла. Поки досліджуваний подумки рухає однією з цих частин, відбувається процес отримання і обробки даних від систем, контролюючих електропотоки всередині мозку і церебральні кров'яні потоки, викликані уявною діяльністю. Отримані дані аналізуються в режимі реального часу і декодуються для розпізнавання уявної дії. Отримавши результат цього аналізу, людиноподібний робот ASIMO, дітище компанії Honda, робить відповідні рухи. Наприклад, піднімає руку або ногу. Серія випробувань показала найвищу в світі ступінь точності розпізнавання зорового образу понад 90%.

* За даними внутрішнього дослідження Honda и ATR.

** У даному науковому експерименту чотири опції представляли ліву руку, праву руку, мову та ноги. Випробуваний подумки представляв рух однієї з перелічених частин тіла.

Коротко про BMI

Якщо в інтерфейсі ручного управління використовуються такі пристрої, як вмикачі (кнопки), що приводяться в дію руками або ногами випробуваного, в BMI використовуються дані діяльності мозку, вимірювані різними приладами і що дозволяють безконтактно керувати машинами (наприклад, роботами). В даному випадку перевага технології заснована на датчиках, лише злегка дотичних з головою випробовуваного.

Пристрій для допомоги при ходьбі

Пристрій має просту конструкцію і складається з сидіння, рами і черевик і одягається як звичайне взуття з подальшим підняттям сидіння в потрібне положення. Більше того, механізм, що направляє силу, що розвивається підсилювачем, в напрямку центра ваги користувача, і можливість контролювати цю силу у відповідності з рухом ніг (обидві інноваційні розробки належать компанії Honda) дозволяють користувачеві забезпечувати за допомогою пристрою необхідну підтримку в різних положеннях і при виконанні різних типів рухів.

Ключові характеристики експериментального пристрою для надання допомоги при ходьбі з системою підтримки ваги тіла людини

Маса	6,5 кг (включаючи черевики і акумуляторну батарею)
Система приводу	2 електродвигуни
Акумуляторна батарея	Іонно-літієва
Час експлуатації одної зарядки	2 години (включаючи ходьбу, присідання на напівзігнутих ногах і т. д.)
Висота користувача	Плюс-мінус 5 см від рекомендованої висоти користувача відповідно до розміру пристрою (Наприклад: рекомендована середня висота користувача становить 170 см)