Робот Аватар – если надо, сделаем

Ваше общение на любую тему

Модератор: _Red_

Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Вятка PR Сб апр 14, 2012 0:34

P.S. 25 июля 2017. Это первое сообщение темы представляет уже чисто исторический интерес. Текущий интерес представляет сообщение темы от 29 июня 2017, исправленное сегодня.

Марсиане в "Войне миров" Уэллса передвигались на гигантских "треножниках" – на чём-то нелепом, но сделанном, несомненно, на основе "гидравлики". Гидравлика с преобладанием "цифровых" способов переключения гидроцилиндров, надо думать, была известна "марсианам", но я не нашёл в Интернете про такую "технологию" – досадная оплошность "землян"?

...В Интернете есть сообщения об "аватарах" из Японии, подробностей мало. Для настоящего "аватара" нужна не только аудио-визуальная связь, но и "мышечная" связь, делающая "аватар" управляемым, а для человека, "оператора" создающая эффект пространственно-силового присутствия.
...Для этого оператор надевает специальный "экзоскелетон", с сочленениями (шарнирами), повторяющими сочленения (суставы) его конечностей, но располагающимися снаружи. Для каждого шарнира "экзоскелетона" есть силовые элементы (привод), имитирующие физическую нагрузку конечностей "аватара". Экзоскелетон с элементами защиты напоминает "(силовой) скафандр", жёстко связанный с конечностями и телом оператора. Этот "скафандр" удерживается внутри шара, наклоны и повороты которого имитируют наклоны и повороты "аватара". Каждому шарниру и силовому элементу "экзоскелетона" соответствует шарнир и силовой элемент "аватара".
...Положение звеньев (и скорости, ускорения) для каждого шарнира экзоскелетона и "аватара" считывается датчиками с частотой > 1000 раз/сек (аналогично и для "тел" аватара и оператора). В норме движения конечностей оператора и "аватара" синхронны, – для этого нужно, чтобы при "рассинхронизации" их положений создавались силы в сегментах их конечностей, направленные на синхронизацию их положений в каждом шарнире. Эта задача синхронизации с обратной связью решается в простом случае ("одна степень свободы") следующим образом:
а) силы, направленные на синхронизацию "конечностей", – пропорциональны величине рассогласования положений конечностей оператора (экзоскелетона) и "аватара".
б) силы, имитирующие "вязкость", – пропорциональны скорости изменения величины рассогласования положений конечностей оператора и "аватара" (нужны для предотвращения колебаний в системе).
...На Рисунке 1 представлена схема силовой связи между экзоскелетоном (синий цвет) и "аватаром" (серый):
Рисунок 1в.jpg
Рисунок 1в.jpg (19.31 KiB) Просмотров: 5093

...Здесь проекции экзоскелетона и "аватара" совмещены и взяты одинаковыми, в исходном состоянии положение сегментов ("рук") экзоскелетона и "аватара" совпадает. Взаимодействие между конечностями экзоскелетона и "аватара" будет примерно как если бы здесь, на схеме, они были связаны пружиной с демпфером, только силы пружины и вязкого трения имитируются здесь электронным управлением силовыми элементами конечностей "экзоскелетона" и "аватара". В результате оператор чувствует "груз" (и т.п.) как если бы он сам поднимал его.
..."Жёсткое" управление (т.е. как бы жёсткие пружины между конечностями оператора и "аватара") возможно лишь при малых задержках обратной связи в управлении; в первом приближении задержки для крупных суставов не должны превышать порядка 10 мс, что накладывает ограничения на максимальное удаление "аватара" от оператора (порядка 2000 км ?), требует быстродействующих силовых приводов и жёсткой связи между конечностями оператора и "экзоскелетона" (при "мягкой" силовой связи у оператора возникнет ощущение "болтающихся масс" вокруг его конечностей; "жёсткая связь" экзоскелетона с телом оператора лучше всего – на стопах и кистях, а вот для "ягодиц" может быть уже проблемой).
...Поскольку у конечностей "аватара" и экзоскелетона много звеньев и они динамически взаимосвязаны, то и их синхронизация должна проводиться одновременно по всем звеньям (шарнирам). Создание математической модели оптимального регулирования – задача из "теоретической механики" (при этом желательно исключить воздействие на оператора "двойной нагрузки" – сил инерции и гравитационных сил от самих конечностей "аватара", и др.).
..."Скафандр оператора" даже без силовых приводов будет довольно сложным (правда, оператору не нужно выполнять движение конечностями с тем же размахом, что у его "аватара", допустимо и упрощение конечностей "аватара"). Я не спец в области "экзоскелетонов", но полагаю, что "поворотные" движения экзоскелетона должны имитироваться в осн. не поворотными сочленениями, а рычажными, см. Рисунок 2, на нём справа механизм, имитирующий, например, сустав локтя с возможностью поворота "кисти" к тому же !! (для т/б -сустава нужны 3 таких пары с "шаровыми шарнирами").
Рисунок 2в.jpg
Рисунок 2в.jpg (19.11 KiB) Просмотров: 5095

...К приводам экзоскелетона (да и "аватара") предъявляются чрезвычайно высокие требования, которые могут обеспечить пока только гидроцилиндры. Считается, что гидропривод – это дроссельное регулирование с низким КПД, что это "вчерашний день техники". Я предлагаю совсем другое: в "открытой" гидросистеме с пневматическим гидроаккумулятором создавать силы (моменты сил) миниатюрными цилиндрами, в осн. "поворотными" (их легко нанизывать на общий вал), "цифровым" способом – включением/отключением отдельных "цилиндров" (коммутацией их рабочих камер с линиями высокого и низкого давления), при этом величину сил у "цилиндров двойного действия" можно сделать в "троичной" системе: плюс-минус 1, плюс-минус 3, плюс-минус 9, плюс-минус 27 и т.д. (я назвал их "цифро-гидравлические силовые преобразователи"), переключение "цилиндров" происходит синхронно, синхронизация движений золотников (совсем крохотных!) достигается приводом их от общего для каждого "блока цилиндров" кулачкового вала с управляемым отключением толкателей золотников от кулачков; кроме того, можно добавить небольшой "электро-цилиндр" для сглаживания дискретности гидроцилиндров (и переходных процессов при переключении крупных гидроцилиндров; привод золотников должен быть достаточно "быстрым", чтобы при коммутации линий высокого и низкого давления в рабочих камерах цилиндров при быстром изменении рабочих объёмов этих камер не успевало бы создаться слишком высокое давление или вакуум, к счастью – движения человека и робота не слишком быстрые). Компьютер учитывает и силы трения в цилиндрах, и компенсирует их.
...КПД "гидроцилиндров" – до 99% при оптимальной скорости "движения" и при оптимальной Т° рабочей жидкости, даже без поршневых колец; если гидропривод "без движения", то потери будут только в виде утечек (перетечек) масла, они составляют доли % от суммарной мощности привода (которая, полагаю, для экзоскелетона сильного человека и для "аватара–андроида" составит несколько кВт); гидропривод может рекуперировать энергию, в отл. от "обычных мышц". Временная дискретность включения/выключения отдельных "цилиндров" 100-200 раз в сек – легко достижима, – но с такой частотой будут переключаться в осн. лишь "младшие" гидроцилиндры, при этом будут повышенные потери на утечки рабочей жидкости через золотники и потери на "сжимаемость" рабочей жидкости (поэтому рабочее давление следует брать < 100 атм., или регулировать его в широких пределах). Общее правило – "младшие" гидроцилиндры (и их золотники) выполняют более качественными, а "старшие", которые 99% времени находятся "в отключке", могут иметь меньший КПД, меньшее относительное сечение золотников, и т.д. (для уменьшения сопротивления на перетекание жидкости в бОльших гидроцилиндрах "в режиме отключки" в них могут открываться дополнительные каналы, соединяющие их рабочие камеры с линией низкого давления гидросистемы, и т.д.).
...Среди проблем можно выделить необходимость широкополосной связи между "аватаром" и оператором (в осн. ради качественного видео), особенно её "эфирную" часть, для повышения эффективности такой связи можно использовать фазированные антенные решётки для приёмапередачи сигнала связи.

Ну а теперь.. немного "помечтаем"? – итак, надев "чудо-костюм", можно будет теоретически управлять любым "аватаром", который может имитировать не только "человека", но и любое животное, например, птицу, – можно будет даже "летать", взмахивая руками. Величина "аватара" – любая от "годзиллы" до "жучка", физические способности "аватара" (робота) могут намного превосходить человеческие. Можно будет "мгновенно", переключаясь на другой "аватар", виртуально перемещаться на расстояния до нескольких тысяч км. Но начать можно с "игр" – здесь "аватар" будет виртуальный в виртуальном пространстве. Это будет куда круче "5D" -кинотеатров!

В будущем технология "аватаров" может изменить философию мировосприятия у людей? – тот, кто побывает в "шкуре аватара", уже не сможет избавиться от ощущения, что он сам – чей-то "аватар"? (...). Однако более реальная перспектива – что технология будет, увы, монополизирована и засекречена...
  • 0

Последний раз редактировалось Вятка PR Вт июл 25, 2017 19:08, всего редактировалось 1 раз.
Вятка PR
Старожил
Цитата
 
Сообщения: 928
Регистрация: Вт июн 21, 2011 19:24
Откуда: Киров
Репутация: 0

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение avtonom80 Сб апр 14, 2012 17:01

Вашу статью разместили на ресурсе . Он полностью посвящен вопросам строительства экзоскелетов. Автор, свяжитесь пожалуйста с нами.

Цель данного ресурса – стать надёжным источником информации для разработчиков, сообщества людей с ограниченными возможностями, средств массовой информации и общества в целом. На сайте можно будет узнать об экзоскелетах, предназначенных для людей, чья подвижность ограничена, а также о военном и промышленном потенциале этих устройств.
Кроме новостных статей, на сайте будут собраны научные статьи, книги, патенты, обзоры, описание технических подробностей уже созданных прототипов экзоскелетов, контактные данные разработчиков.
Будет создана единая информационная платформа для нарождающейся индустрии строительства экзоскелетов и сопутствующих ей областей знаний. Информация представленная здесь сэкономит множество человеко-часов рабочего времени разработчиков, что позволит раньше выйти на этап создания пилотных образцов, создания опытных малосерийных партий изделий, а значит готовые изделия раньше поступят к конечному потребителю.
В случае возникновения вопросов и предложений пишите сюда avtonom@myexs.ru
  • 0

avtonom80

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Чукча Сб апр 14, 2012 21:23

В целом статья концептуально правильная - создание аватара для современной техники нетрудная задача. Хотя автор ошибается по некоторым вопросам.

Начнём с того, что копирующие манипуляторы - это разработка 60-тых годов.
Автор статьи немного неправильно описывает принципы устройства таких манипуляторов :
...На Рисунке 1 представлена схема силовой связи между экзоскелетоном (синий цвет) и "аватаром" (серый):
(хотя общее направление держит правильно)

Далее ошибка автора:
Этот "скафандр" удерживается внутри шара, наклоны и повороты которого имитируют наклоны и повороты "аватара".
- решение интересное, но как будет "запитываться" энергией управляющий экзоскелетон, если будет «свободная сфера». К тому же подвеска шара едва ли обеспечит нужную точность придания угловой ориентации тела человека-оператора. Вообще этот вопрос - подвески человека-оператора рассматривается на сайте, который можно найти и Интернете по запросу "Перспективные водолазные технологии". Как говорится: «Welcome!!! Мы уже всё придумали, только Вас и ждём!» :o :o :o


Таким образом, теория аватара не может считаться секретной. (Наши военные эту технологию «слили» в 1999 году)
  • 0

Чукча

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Вятка PR Сб апр 14, 2012 23:53

(удалено автором)
  • 0

Последний раз редактировалось Вятка PR Сб окт 19, 2019 16:33, всего редактировалось 1 раз.
Вятка PR
Старожил
Цитата
 
Сообщения: 928
Регистрация: Вт июн 21, 2011 19:24
Откуда: Киров
Репутация: 0

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Чукча Вс апр 15, 2012 16:09

Согласен с Вами, "Вятка PR", в том, что
...Создание автономных роботов типа "андроид" - близкое направление в технике, в сущности любой человекоподобный "аватар" легко превращается в "робота", если управляется не человеком, а компьютером, а любого робота с цифро-силовым приводом легко превратить в "аватара"
.

А вот с тем, что
в хорошей системе "аватар" вы, в идеале, полностью ассоциируете себя с "аватаром", ощущаете всё то же, что и "аватар", вы "перевоплощаетесь"
мне согласиться трудно. По-любому управляющий костюм будет стеснять движения оператора (даже самый технологически продвинутый) так что полностью перевоплотиться не удастся. В лучшем случае человек-оператор, управляющий аватаром, будет чувствовать себя упакованным в некое подобие полужесткого скафандра.

Далее Вы, "Вятка PR", пишите:
Проблем со "сферой" не будет, ну хотя бы потому, что вся система силового привода "экзоскелетона" может быть автономной, это уже детали.
Зачем "огород городить" в виде автономного силового привода экзоскелета?
При автономной схеме придется предусмотреть источник энергии на самом экзоскелете, а это поднимет его стоимость и утяжелит конструкцию, а следовательно потребует дополнительной мощности от силовых агрегатов приводящих в движение сферу. Но это не самое неприятное - проблема в другом: "Механика подвеса сферы. Каким образом сконструировать систему силовых аграгатов, что бы они ТОЧНО приводили в движение сферу и тем самым ТОЧНО придавали необходимый наклон телу человека-оператора" Механизм поворотов сферы придумать не сложно, но здесь проблема именно с ТОЧНОСТЬЮ.
Ну, а в патенте на изобретение № 2134193 ru эти вопросы решаются элементарно - экзоскелет неавтономный (запитывается от внешнего источника через стержень, крепящийся на спине человека-оператора, и по осям-выступам на кольцах механизма подвеса), повороты колец механизма подвеса друг относительно друга контролируются обычными датчиками поворотов (в современной робототехнике такие датчики по сути дела стандартный элемент, применяющийся в каждом суставе робота) - как следствие - более высокая точность (вот ссылка):
*LAIE* deepdivertech.narod.ru/rd.htm#mechanism *LAIE*.

(Идея со сферой на первый взгляд красивая, но технически, при учете всех деталей, на мой взгляд проигрывает механизму подвеса, состоящему из взаимно вращающихся колец.)

И едва ли робото- и аватаро- строение превзойдет по своей значимости другие отрасли, например, пищевую промышленность или энергетику - кушать-то люди будут всегда хотеть и одеваться, да и энергия всегда будет в цене. Робототехника, конечно, со временем будет играть весьма существенную роль, но не больше, чем многие другие базовые отрасли.
  • 0

Чукча

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Вятка PR Пн апр 16, 2012 13:56

(удалено автором)
  • 0

Последний раз редактировалось Вятка PR Сб окт 19, 2019 16:34, всего редактировалось 1 раз.
Вятка PR
Старожил
Цитата
 
Сообщения: 928
Регистрация: Вт июн 21, 2011 19:24
Откуда: Киров
Репутация: 0

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Чукча Пн апр 16, 2012 18:51

Однако парадокс состоит в том, что в условиях капитализма, развитие технического прогресса зачастую ведет не к улучшению качества жизни населения, а, напротив, к ухудшению. Во всяком случае, в НАШЕЙ СТРАНЕ возможен именно такой сценарий.

А по поводу чиновников (роста их численности). Так у нас в современной России чиновников и так слишком много. Вот данные с форума «Открытая студия» пятого канала – я иногда там тоже «зависаю» под ником «Чукча»:

Из общей численности населения:
53% составляют люди пенсионного и предпенсионного возраста - 67.416.000
личный состав армии вместе с контрактниками, срочниками, вольнонаемными, персоналом
вспомогательных предприятий, научных институтов, КБ и ВУЗов - 1.045.000
личный состав ФСБ, ФСО, Службы Спецсвязи, ФПС, СВР и пр. - 2.160.000
штатные сотрудники МЧС, ФМС, МВД, ВВ, ФСИН, Минюста и Прокуратуры - 2.541.000
работники таможни, налоговых, санитарных и прочих инспекций - 1.256.000
чиновники лицензирующих, контролирующих и регистрационных органов - 1.321.000
аппарат МИД и госзагранучреждений (СНГ, ООН, ЮНЕСКО, ПАСЕ, пр.) - 91.000
служащие прочих федеральных агентств, министерств и ведомств - 1.252.000
клерки пенсионных, социальных, страховых и прочих фондов - 1.727.000
депутаты и сотрудники аппаратов властных структур всех уровней - 1.872.000
священнослужители и обслуга религиозных и культовых сооружений - 529.000
нотариусы, юридические бюро, адвокаты и заключенные - 1.843.000
персонал частных охранных структур, детективы, секьюрити и т.п. - 1.977.000
безработные - 8.420.000
Итого: 93.450.000 человек, которые существуют за счет бюджета и платежеспособной
части населения.
Остается 33.750.000 человек.
И это наше всё. Весь малый, средний и фермерский бизнес-класс.
Куда, между прочим, входят еще и малолетние дети, школьники, студенты, домохозяйки,
беспризорные, бомжи, вынужденные переселенцы, беженцы, и пр. и пр. и пр.


Как видите «чиновников» - людей, не производящих реальный вещевой продукт (который можно подержать в руках) и так уже слишком много. Куда же ещё?
  • 0

Чукча

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Вятка PR Вт апр 17, 2012 13:21

...Согласен, но "в условиях капитализма" я бы заменил на "в условиях пофигизма" - потому что и социализм, и капитализм бывают разными. То сажают за "3 колоска", то воруй миллиардами, - а народу пофиг.
...И, конечно, трудно мечтать о чём-то хорошем, когда вокруг жуткая неустроенность, и "воровать" по-прежнему выгодней, чем что-то честно производить, и люди не верят в лучшее.
...А чиновники нужны, потому что нужен контроль. Только вот "парадокс" - чиновников много, а контроля никакого.. И ещё меня очень удивляют страхи перед "старением общества", что-де "некому будет работать". На самом деле бояться нужно наоборот, безработицы, потому что 99% населения делают такую работу, которая легко может быть автоматизирована или роботизирована.
...Думаю, неплохо бы придать робото- и аватаро- строению статус "нац. проекта", аналогичный "нацпроект" был в Японии, лет 20 ? назад, и Япония добилась впечатляющих успехов. А всё-таки "наших" изобретателей и учёных никто в мире не заменит, жаль только что приходилось работать "на войну", хочется поработать на благо людей..
...Только вот наше государство снова увлеклось военными программами, так что может быть лучше обратиться к частному бизнесу? Я напрямую не могу, потому что нет "степеней и званий", но если кто сможет лоббировать идею - был бы признателен.
  • 0

Вятка PR
Старожил
Цитата
 
Сообщения: 928
Регистрация: Вт июн 21, 2011 19:24
Откуда: Киров
Репутация: 0

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Вятка PR Пн апр 23, 2012 13:28

...Название темы можно бы переиначить "Сделали бы - но никому не надо", - к высоким технологиям в России нет интереса не только "в верхах", но и "в низах". (...)
...В общем, придётся искать другие пути для продвижения идей.
...А всё-таки жаль, что местный кружок любителей роботов никак не отреагировал пока, - видимо, слишком занят своими игрушками...

Тему продолжил на Робофоруме (удалили), Гидрофоруме (форум исчез куда-то) и в блоге "Популярная механика" (там все блоги удалили). В настоящее время тему возобновил на Робофоруме, а здесь продолжения не будет из-за отсутствия интереса.
  • 0

Последний раз редактировалось Вятка PR Сб окт 19, 2019 16:42, всего редактировалось 11 раз(а).
Вятка PR
Старожил
Цитата
 
Сообщения: 928
Регистрация: Вт июн 21, 2011 19:24
Откуда: Киров
Репутация: 0

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Чукча Чт апр 26, 2012 15:13

А Вы напишите конкретно: в местный кружок любителей роботов :D
Может ответят
  • 0

Чукча

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Томас Эдисон Ср июн 13, 2012 14:34

Это самая классная тема в интернете! Супер! Пришел сюда с форума: roboforum.ru/forum106/ Ссылки и статья на тему "Робот-аватар" в моём сайте: institutrobotov.ru/#19 Привет энтузиастам, на которых держится профессиональное инженерное вдохновение нации!
  • 0

Томас Эдисон

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Чукча Вт июн 19, 2012 20:44

Привет. Это Aleks.

Нас выперли с roboforuma - убрали нашу тему "Робот аватар - реален как мечты" :D :D :D
Это они на меня зуб держали за моё изобретение - я знаю :D :D :D и давно искали удобного случая.

Уважаемый Вятка PR *DRINK* , заходи в "Ад", будем троллить там. :D

Пусть им в аду будет горячо :twisted: :twisted: :twisted:
  • 0

Чукча

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Вятка PR Вс июн 24, 2012 21:27

Да, тему "Робот Аватар.." убрали с roboforuma, подленько так, быстро и без объяснения причин. ИМ так удобней - все идеи получили, теперь можно выдавать за свои. А может, кто-то действительно "позвонил"? Если честно, я не думаю, что российские форумы - подходящее место для больших идей, атмосфера какая-то "зачуханная" (...)
  • 0

Последний раз редактировалось Вятка PR Сб окт 19, 2019 16:44, всего редактировалось 1 раз.
Вятка PR
Старожил
Цитата
 
Сообщения: 928
Регистрация: Вт июн 21, 2011 19:24
Откуда: Киров
Репутация: 0

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Чукча Пн июн 25, 2012 0:04

Это dccharacter ОЧЕНЬ постарался - стал специально троллить в теме безбожно.

За что-то он меня сильно невзлюбил. Наверное, эта злость из-за моего изобретения - очень уж он хотел доказать, что я просто слизал его с "Газонокосильщика", но не смог. Бывают люди с таким характером, которые хотят быть во всем правыми, (не зря у него ник "Дык характер"). Действительно, "ещё тот Характер"! Он и в "Аду" пытается устроить теперь мне уже вечный бан. Только я думаю, что бан он сам заслужил. :)
  • 0

Чукча

Цитата
 

Re: Робот Аватар – если надо, сделаем

Сообщение Антон Бажов Вс сен 23, 2012 23:34

Самая настоящая тема, пусть не "национальная идея", которой у нас нет до сих пор, но для бизнеса просто огромный потенциал, есть много идей, без даже сложных сфер и костюмов-скелетов- пора начинать!!! На этом форуме, думаю, не стоит обсуждать подробности.
  • 0

Антон Бажов

Цитата
 

След.

Быстрый ответ


Введите код в точности так, как вы его видите.
Смайлики
:D :) ;) :( :o :shock: :? 8-) :lol: :x :P :oops: :cry: :evil: :twisted: :roll: :!: :?: :idea: :arrow: :| :mrgreen: *MUSIC* *BOO* *BYE* *ANGEL* *BEEE* *BOMB* *LOVE* *PINK* *DRINK* *MAMBA* *DIEMAN* *DANCE* *NEA* *UNKNOWN*
Еще смайлики…
   
----

Вернуться в Курилка



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2

Войти в город

забыли пароль?

Регистрация