ايتنا - کوچولوی دوست‌داشتنی

مهرداد خدامي

جذاب‌ترین روبات‌های مسابقات روباتیک بدون شک روبات‌های NAO (که به صورت Now تلفظ می‌شود) هستند؛ روبات‌هایی که اصطلاحا به آنها Humanoid یا انسان‌نما می‌گویند.

چه از قبل با مسابقات روباتیک آشنا بوده‌اید و چه تازه آشنا شده‌اید، روبات‌‌های NAO برایتان جذابیت خاصی دارند زیرا قابلیت‌ها و توانایی‌هایی نزدیک به حرکات انسان دارند.

به گزارش ایتنا به نقل از عصر ارتباط، NAO در واقع یک روبات خودکار، قابل برنامه‌ریزی، سایز متوسط و شبیه ساختار بدنی انسان است که توسط شرکت فرانسوی Aldebaran Robotics توسعه می‌یابد.

پروژه Nao در سال ۲۰۰۴ آغاز شد و پیشرفت آن به قدری بود که در آگوست ۲۰۰۷ به طور رسمی برای مسابقات لیگ پلتفرم استاندارد فوتبال روبات‌ها، جایگزین روبات‌های بسیار معروف Albo شرکت Sony شدند؛ همان روبات‌های سگی دوست‌داشتنی.

یکی از دلایل مهم این تغییر روبات استاندارد این بود که Nao از نظر فیزیکی شبیه انسان بود ولی Albo‌ روبات‌های سگی بودند. Nao‌ در مسابقات بین‌المللی ۲۰۰۸ و ۲۰۰۹ مورد استفاده قرار گرفت و سرانجام NaoV۳R در مسابقات جهانی ۲۰۱۰ به عنوان روبات پیش لیگ پلتفرم استاندارد معرفی شد.

جالب است بدانید یک نسخه از Nao وجود دارد که صرفا برای مراکز آموزشی و تحقیقاتی آماده شده است تا در این مراکز مورد استفاده قرار بگیرند، این مدل در ۲۰۱۱ به صورت عمومی قابل دسترس شد.
به عنوان نمونه دانشگاه توکیو مدتی قبل از آن و در اکتبر ۲۰۱۰ از شرکت آلدباران ۳۰ دستگاه روبات Nao برای آزمایشگاه Nakamura خریداری کرد. آنها این روبات‌ها را با این هدف خریداری کردند تا بتوانند با توسعه‌شان از آنها به عنوان دستیار در آزمایشگاه‌های خود استفاده کنند.

در تابستان ۲۰۱۰ طی مراسمی که در نمایشگاه شانگ‌های چین برگزار شد، این روبات‌ها در سرخط اخبار قرار گرفتند. توسعه‌دهندگان آنها با ایجاد نمایش هماهنگی از حرکات موزون قدرت و توانایی‌های این روبات‌ها را به رخ همگان کشیدند. مدتی بعد و در دسامبر همان سال این روبات یک کمدی ایستاده اجرا کرد و تماشاچیان را با حرکات و جوک‌هایی که تعریف می‌کرد می‌خنداند.

نسخه‌های متعدد
در فاصله بین سال‌های ۲۰۰۵ تا ۲۰۰۷ شش نسخه آزمایشی از روبات Nao طراحی شد و کار طراحی آخرین آنها که نام رمز آن AL-۰۵.b بود در دسامبر ۲۰۰۷ به اتمام رسید. اما در مارس ۲۰۰۸ اولین نسخه نهایی این روبات معرفی شد و نسخه مخصوص مسابقات ربوکاپ در مسابقات همان سال مورد استفاده قرار گرفت. اواخر آن سال نسخه مخصوص کارهای تحقیقاتی نیز برای دانشگاه‌ها و دیگر مراکز تحقیقاتی و پژوهشی معرفی و در دسترس آنها قرار گرفت. در ماه مه ۲۰۱۱ شرکت آلدباران اعلام کرد قصد دارد کیت توسعه‌ نرم‌افزاری بخش کنترلی روبات Nao را به صورت متن‌باز (Open Source) منتشر کند. بدین ترتیب این پروژه هم وارد دنیای متن‌باز شد.

تمام این اتفاقات در رشد و شکوفایی شرکت آلدباران و روبات‌شان تاثیر بسیاری داشت اما سکوی پرش آنها سرمایه ۱۳ میلیون دلاری شرکت اینتل بود. شرکت اینتل در ژوئن ۲۰۱۱ به طور رسمی این سرمایه خطرپذیر را در اختیار این شرکت کوچک قرار داد. سرمایه خطرپذیر سرمایه‌ای است که به همراه کمک‌های مدیریتی، در اختیار شرکت‌های جوان، کوچک، به سرعت در حال رشد و دارای آتیه اقتصادی قرار می‌گیرد. از آن جهت این سرمایه‌گذاری پرخطر و با ریسک محسوب می‌شود که ممکن است فعالیت آن شرکت کوچک با شکست روبه‌رو شود. در هر صورت اینتل این ریسک را پذیرفت و یکی از پرآتیه‌ترین سرمایه‌گذاری‌ها را انجام داد.

جدید‌ترین نسخه ارائه‌شده از این روبات که NAO Next Gen‌ نام دارد در اواخر ۲۰۱۱ معرفی شد. این نسخه چه از نظر سخت‌افزاری و چه از نظر نرم‌افزاری ارتقا پیدا کرده است. در ادامه درباره ویژگی‌های این روبات صحبت خواهیم کرد.

طراحی
روبـــات‌های Nao‌ در سـه نـــــوع مــتفاوت از درجـــه آزادی یــا هــمان Degree Of Freedom (DOF)I ارائه می‌شوند. این سه درجه عبارت است از ۱۴، ۲۱ و ۲۵ درجه. در مسابقات ربوکاپ از پلتفرم ۲۱ درجه‌ای استفاده می‌شود.
تمامی نسخه‌های مخصوص کارهای تحقیقاتی دارای بخش محاسباتی و اندازه‌گیری هستند. این بخش اندازه‌گیری شامل شتاب‌سنج، ژیرومتر و چهار حسگر فراصوت می‌شود. نسخه پایه‌دار این روبات علاوه بر این موارد شامل هشت حسگر مقاومت میزان فشار و دو ضربه‌گیر است.

این روبات‌ها با قابلیت‌های قدرتمند چندرسانه‌ای مهم و جالبی همراه هستند. هر روبات چند میکروفن دارد که قابلیت تشخیص صدا و مکان‌یابی صدا را دارد. دو اسپیکر قدرتمند برای آن در نظر گرفته شده است تا قابلیت متن به گفتار روبات را فراهم کند. دو دوربین وضوح بالا (HD) قابلیت تشخیص چهره و اشیا را برای این روبات ممکن می‌سازد.

بسته این روبات به همراه تمامی نرم‌افزارهای مورد نیاز ارائه می‌شود. این نرم‌افزارها شامل یک برنامه گرافیکی برنامه‌نویسی به نام Choregraphe، نرم‌افزار شبیه‌ساز و کیت توسعه نرم‌افزار (SDK) می‌شوند.

Nao‌ در چهار مدل مختلف وجود دارد که بر اساس نیاز، افراد می‌توانند یکی از آنها را انتخاب کنند. نسخه T۲‌ آن شامل سر و تنه این روبات است. بیشتر برای افرادی مناسب است که با قابلیت‌های حرکتی روبات کاری ندارند.

نسخه T۱۴ این روبات شامل نیم‌تنه بالای روبات است. در واقع این مدل پا ندارد. مدل H۲۱ مدل استاندارد مسابقات است و مهم‌ترین قابلیت‌ها را داراست اما کامل‌ترین مدل Nao‌ مدل H۲۵ است که هر چه فکرش را بکنید در داخل آن قرار دارد.

نسخه جدید
از نظر ارتفاع این روبات‌ها ۵۸ سانتی‌متر قد دارند که همین موضوع آنها را خیلی دوست‌داشتنی می‌کند و شبیه بچه انسان هستند.
وزنی در حدود ۴.۳ کیلوگرم دارند و به راحتی قابل حمل هستند. پردازنده اصلی این روبات در داخل سرش قرار گرفته و مدل آن Intel Atom و دارای سرعت ۱.۶ گیگاهرتز است. البته یک پردازنده دیگر در داخل بدنه آن قرار دارد که کارهای دیگری انجام می‌دهد. این روبات بر اساس هسته پلتفرم لینوکس شکل گرفته و یک توزیع مبتنی بر Gentoo را اجرا می‌کند.
باتری که برای Nao‌ در نظر گرفته شده است یک باتری ۲۷,۶ وات ساعت است که بنا بر کاری که انجام می‌دهد، مدت دشارژ آن متفاوت است اما برای نمونه اگر این روبات با سرعت ثابت راه برود این باتری تا ۹۰ دقیقه شارژ خواهد داشت.

دو دوربین وضوح بالا (HD) برای Nao در نظر گرفته شده است که هر دو در قسمت جلوی سر او قرار دارند. این دوربین‌ها ۱.۲ مگاپیکسلی و دارای رزولوشن ۱۲۸۸×۹۶۸ هستند و قابلیت تصویربرداری ۳۰ فریم در ثانیه را دارند. ناگفته نماند که Nao قابلیت تشخیص چهره دارد. مثلا می‌توان برای او صورت صاحبش را تعریف کرد تا نسبت به او واکنش خاصی نشان دهد.

همان‌طور که اشاره کردیم پردازنده اصلی روبات Intel ATOM‌ مدل z۵۳۰‌ و دارای سرعت ۱.۶ گیگاهرتز است. یک گیگابایت حافظه RAM‌ دارد، حافظه فلش‌مموری آن دو گیگابایت است و تا هشت گیگابایت حافظه MICRO SD را پشتیبانی می‌کند.

از نظر ارتباطی روی بدنه این روبات پورت شبکه اینترنت با پشتیبانی یک گیگابیت بر ثانیه قرار داده شده است. علاوه بر این کارت شبکه بی‌سیم با استاندارد ۸۰۲.۱۱b,g نیز وجود دارد که اپراتور از هر دو راه می‌تواند با روبات ارتباط داده‌ای برقرار کند.

چهار میکروفنی که در داخل سر روبات قرار دارد بازه ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز را پشتیبانی می‌کند و امکان این را فراهم می‌کند که روبات موقعیت تولید صدا را تشخیص دهد و نسبت به آن واکنش نشان دهد. مثلا به طرف محل صدای کسی که او را صدا کرده است، حرکت کند. NAO‌ در حال حاضر قادر است صدای هشت زبان مختلف را تشخیص دهد و آن را آنالیز کند. علاوه بر این به ۹ زبان صحبت می‌کند که از طریق دو بلندگوی قدرتمندی که در اطراف سر او قرار دارد، پخش می‌شود. چراغ‌های LED رنگی که در این روبات تعبیه شده‌اند زیبایی خاصی به او می‌دهند و بر اساس وضعیت‌های مختلف رنگ‌ آنها تغییر می‌کند.

۹ سنسور لمسی و هشت سنسور فشار در روبات Nao قرار گرفته که ویژگی‌های جالبی ایجاد می‌کند. در نسخه جدید Nao سرعت حرکت بیشتری نسبت به نسخه قبل پیدا کرده است. همچنین توسعه‌دهندگان حرکات راه رفتن Nao را بهبود داده‌اند تا علاوه بر افزایش طول عمر باتری، راه‌ رفتن آن بیشتر شبیه انسان شود.