Робот-помощник NikaBot обнаруживает пламя, следит за порядком и учит детей

Будучи на минском Робофесте, мы познакомились с Константином Столярчуком — редактором журнала «Юный техник и изобретатель». На страницах издания вы найдете статьи о научно-техническом творчестве, интересных проектах и мероприятиях, чертежи и инструкции по сборке моделей. Журнал не имеет электронной версии, но на него можно подписаться (информация в конце статьи). Публикуем статью о роботе NikaBot, вышедшую в восьмом номере 2016 года.  

Имя юного робототехника Александра Дубовицкого уже известно читателям журнала. Он становился призером и победителем различных научно-технических конкурсов. На «ТехноИнтеллекте-2016» — республиканском интеллектуальном состязании в Белорусском национальном техническом университете (выпускник минской гимназии № 29 стал его первокурсником) представлял многофункционального домашнего робота NikaBot и занял 1-е место. Аппарат создан командой RoboLab, которую Саша возглавил, в ЗАО «БелХард Групп» при поддержке компании «ARobot».

Предыстория

Первым достижением Александра Дубовицкого в деле конструирования был проект «Умная школа» (1-е место на конкурсе «ТехноИнтеллект»). Потом появился «Робот-помощник», за ним последовал «Робот-исследователь» (диплом I степени в конкурсе научно-технического творчества учащихся Союзного государства «Таланты XXI века»). Их сменил более способный собрат — «Универсальный робот». Автор разрабатывал и тестировал его на базе смоленского ООО «Поречье» и родной гимназии.

Этот «умный» аппарат был, как и предыдущий, наделен способностью обнаруживать открытое пламя и токсичные газы. Но список функций заметно обогатился: добавились уборка помещения (сбор мусора, протирка запылившихся полок), подъем предметов, открывание двери, установка вилки в электрическую розетку и ее вынимание… В конструкции своего автономного «Универсального робота» Дубовицкий использовал акселерометр и гироскоп, благодаря которым обнаруживалась пробуксовка колес, определялось состояние (перевернутое или неперевернутое). Было создано мобильное приложение, и появилась возможность управлять роботом с помощью телефона, принимать от него SMS-сообщения о тех или иных изменениях в окружающей среде, неисправностях в самом механизме.

Что умеет новый робот

Многие перечисленные «навыки» Александр перенес на конструкцию своего нового электронного помощника. Женским именем Nika наделил его неслучайно: робот умеет следить дома за порядком, убирать помещения, становиться сиделкой, показывать мультфильмы, обучать детей (в частности, писать, читать и рисовать). NikaBot способен проецировать изображения на экран (стену). Он оснащен голосовым движком, различными датчиками, с помощью которых можно сигнализировать об обнаружении дыма, паров ртути, опасных газов… Но более интересна способность этого аппарата распознавать физические объекты, запоминать людей и даже определять их эмоциональный настрой.

Манипуляторы сделаны из углепластика. Каждая рука робота имеет 7 степеней свободы — на одну больше, чем его аналоги. Это дает возможность выполнять более сложные практические задания, например поливать цветы, кормить домашних животных… Поначалу NikaBot мог вступить с собеседником в простой незатейливый диалог, то есть умел примитивно разговаривать на уровне заготовок. Затем его лексикон и интеллект заметно обогатились — робота стали обучать самостоятельно отвечать своему собеседнику.

Чтобы управлять всей периферией, на базе микропроцессора STM32F429ZIT была разработана специальная плата. Она подключается к мини-компьютеру. Для работы в автономном режиме используется комплекс различных датчиков. Ультразвуковые и инфракрасные позволяют обходить препятствия. Датчик, специально разработанный на основе оптоволокна, наделяет робота способностью быстро ориентироваться в пространстве, строить достаточно точные карты.

Одно из главных достоинств конструкции — голова робота. Это каркас с системой механической мимики: Nika способна повторять за человеком ротовые движения. Наиболее сложным оказалось научить ее распознавать лица, выделять различные объекты и искать их в Интернете. Технически это означало, прежде всего, решить задачу синхронности двух IP-камер, передающих изображения по Wi-Fi на компьютер для обработки с секундной задержкой.

Сегодня

Над усовершенствованием NikaBot трудится небольшая команда: Владимир Дубовицкий, Вероника Клюева, Дмитрий Дребезов и другие энтузиасты. Они занимаются разработкой дополненной реальности, причём не только в рамках данного проекта. В круг забот молодых интеллектуалов вошли также не менее интересные проекты «Экзоскелет», «Умный дом», «Робот-гуманоид»… Кстати, ребята ищут заинтересованных единомышленников, которые хотели бы влиться в этот коллектив или сами нуждаются в помощи.

Сейчас NikaBot превращают в аватара. В этом случае робота можно будет использовать в тех ситуациях, когда жизнь человека находится под угрозой.

NikaBot знаком многим, кто интересуется робототехникой. Аппарат побывал на республиканском конкурсе «100 идей для Беларуси», выставках TIBO-2016, «Бал роботов 2.0», Дне белорусской науки в Национальной академии наук и других мероприятиях.

Вы можете подписаться на журнал «Юный техник и изобретатель» (ISSN 1993-4432). Подписные индексы (индивидуальная подписка): 93508 — в каталоге «Пресса России» и 00200 — в каталоге «Белпочта».

Анонсы выпусков публикуются на сайте издательства «Пачатковая школа».

Теги: headline, Беларусь, говорящие роботы, Минск, сервисные роботы