Robot humanoidalny ROMAN

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_219/37

send Krzysztof Mianowski *, Karsten Berns ** * Politechnika Warszawska, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej ** Technische Universitat Kaiserslautern, Fachbereich Informatik, AG Robotersysteme

Download Article

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań i efekty prac nad prototypem robota humanoidalnego ROMAN, które są prowadzone w ostatnich kilku latach na Uniwersytecie Technicznym w Kaiserslautern w Niemczech. Zaprojektowano, skonstruowano i wykonano prototyp kompaktowego, lekkiego i taniego robota humanoidalnego składającego się z ruchomego tułowia posadowionego na nieruchomej podstawie wyposażonego w głowę z wierną imitacją twarzy człowieka oraz w ręce o naturalnych wymiarach i wysokofunkcjonalnych dłoniach pozwalające na pełną gestykulację i posiadające pełne, normalne zdolności chwytne. Robot może wyrażać emocje w sposób werbalny jak i niewerbalny gestykulując rękami, wykonując ruchy głową i zmieniając wyraz twarzy. Ponieważ robot został zbudowany w sposób wiernie naśladujący człowieka i wyposażony w czujniki odpowiadające naturalnym zmysłom człowieka, więc sterowany komputerowo z zastosowaniem systemu pozwalającego na wyrażanie emocji, ma służyć do badań weryfikacyjnych dotyczących akceptacji działania robota w otoczeniu człowieka.

Słowa kluczowe

interakcja człowiek-robot, robot humanoidalny, sterowanie behawioralne

Robot Roman - Humanoid for Expression Emotions

Abstract

This paper presents the design of humanoid robot Roman, which is able to generate of gestures as nonverbal interaction signals for comunnication with people. The geometry of basic links and ranges of motions have been investigated to obtain solution very similar to the human body. Mechanical design and the prototype of the robot Roman – artificial body, hands and the head was designed with using fully integrated CAD/CAM/CAE system ProEngineer v.4.0. The methodology of very modern mechatronic design, which allow to higly integrates mechanical/electric/electronic parts of the prototype is described in the paper in details. It has been shown, that it is possible to create basic functional characteristics of the solution in the phase of the virtual design. Robot can be apply as a guiding principle for the construction of humanoid robot for expression emotions.

Keywords

behavioral control, humanoid, robot-human interaction

Bibliography

  1. Tapus A., Matarić M.J., Scassellati B., The grand challenges in socially assistive robotics, “Robotics and Automation Magazine”, Vol. 14, No. 1, 2007, 35–42.
  2. Birdwhistell R.L., Kinesics and Context: Essays in Body Motion Communication, Philadelphia, USA: University of Pennsylvania Press, 1970.
  3. Mehrabian A., Wiener M., Decoding of inconsistent communications, “Journal of Personality and Social Psychology”, Vol. 6, No. 1, 1967, 109–114.
  4. Engleberg I.N., Wynn D.R., Working in Groups: Communication Principles and Strategies. Allyn & Bacon, 2006.
  5. Ekman P., Friesen W., Hager J., Facial Action Coding System. A Human Face, 2002.
  6. McNeill D., Hand and Mind, The University Press of Chicago, 1992.
  7. Kagami S., Mochimaru M., Ehara Y., Miyata N., Nishiwaki K., Kanade T., Inoue H., Measurement and comparison of human and humanoid walking, [in:] Proceedings of IEEE International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation, Vol. 2, 2003, 918–922, DOI: 10.1109/CIRA.2003.1222302.
  8. Asfour T., Regenstein K., Azad P., Schröder J., Bierbaum A., Vahrenkamp N., Dillmann R., Armar-III: An integrated humanoid platform for sensory-motor control, [in:] Proceedings of IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids), Genoa, Italy, December 2006, 169–175, DOI: 10.1109/ICHR.2006.321380
  9. Ishida T., Kuroki Y., Yamaguchi J., Mechanical system of a small biped entertainment robot, [in:] Proceedings of the 2004 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids), Los Angeles, California, USA, November 10–12, 2004, 235–252.
  10. Mianowski K., Schmitz N., Berns K., Mechanics of the humanoid Robot ROMAN, [in:] Sixth International Workshop on robot Motion and Control (RoMoCo), Bukowy Dworek, Poland, June 11–13, 2007, 341–348.
  11. Hamill J., Knutzen K.M., Derrick T.R., Biomechanical Basis of Human Movement, 2nd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2003.
  12. Tittel K., Beschreibende und funktionelle Anatomie des Menschen. Urban & Fischer, 2003.
  13. Morecki A., Ekiel J., Fidelus K., Cybernetic Systems of Limb Movements in Man, Animals, and Robots. Polish Scientific Publishers, Warsaw, Ellis Horwood Limited Publishers, Chinchester, 1984.
  14. [http://asimo.honda.com]