日本的人形机器人计划

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1、日本的人形机器人计划

2、第1很久以来人类就希望，自己能够具有一种身在远处环境中的实时感，即有一种同时处身于自己实际所在地以外的不同地点的感觉。另一个梦想是，利用机器人增强人的肌肉的力量和感知能力，同时保留人的灵活性和直接操作的感觉。60年代末，日美两国制定了一项研究发展计划，打算由人穿上象外衣一样的装有动力的外骨骼，人可以控制一组机械肌肉，使他的力量增强25倍。不过在人接触物体时，他感到的力就象他直接接触物体时一样。但是这项计划没有成功。失败的原因主要是，如果机器出故障，穿着外骨骼外衣的人是非常危险的；机器内的空间有限，装上计算机、控制器

3、、驱动器和能源，就没有操作人员的位置了。现在科技的发展提供了实现这些梦想的替代手段。远程存在就是这种手段之一。它是利用机器人、计算机及人的控制接口的一种投入类型，它使人可以远程存在于机器人所在的真实环境中，也可投入计算机生成的虚拟环境中。1983年日本制定了一项“有害环境中的先进机器人”的8年国家研究计划，重点是研究远程存在技术。通过该计划，完成了远程存在的理论研究，制定了它的系统设计方法，制造出了远程存在系统的试验性硬件，并对方案的可行性进行了演示。设计并研制出用于遥操作试验的首台主从式远程存在系统样机，并作了初步的试验及评价。　增强

4、的远程存在　　远程存在可以分为两种，一种是实时环境中的远程存在，它确实存在于远处，并通过机器人与用户所在地连接起来；另一种是虚拟环境中的远程存在，它并不是实际存在的，而是由计算机创建的。前者可称为“传送的现实”，而后者则是“合成的现实”。合成的现实又分为两种，一种是作为真实世界模型的虚拟环境，另一种是假想世界的虚拟环境。传送现实与合成现实的结合叫混合现实，它在实际应用方面有重要的意义，人们把它叫着增强的远处存在。增强的远程存在可用在许多地方，例如控制一台在能见度很低的环境中的从动机器人。在增强的远程存在方面，日本进行了许多研究及试验工作

5、。试验表明，有可能利用专门的传输链路（如光纤通信链路）在不同地点之间实现远程存在。但是对每个个人来说，通过商业网络如Inter或下一代的全球信息网自由地远程存在仍然是困难的，还需要更多的研究工作。　实时远程机器人R3　　1995年，日本通产省及东京大学建议实施一项长期的国家研究与开发计划，它的名字叫实时远程机器人或R3,这是一种网络化的机器人，其目标是研究开发出多种技术，以实现在网络上集成机器人及虚拟现实技术，这样用户可通过各种网络实现增强的远程存在。最终实现这样一个社会，在其中每个人都可在任何地方通过网络自由地远程存在。每个机器人所在

6、地有一个局部机器人服务器。机器人的种类可由高档的人形机器人到低档的移动式摄像机。虚拟机器人也可以是一个局部控制的系统。每个用户都有自己的遥操作系统，可以是带有主机械手的控制座舱，头盔式显示器或先进系统用的洞穴自动虚拟环境。控制较简单的系统时，也可用普通的个人计算机作为它的控制系统。为使低档用户通过网络控制远程机器人，正在开发RCML/RCTP（R3操作语言/R3传送协议）。　人形机器人HRP　　在R3计划的基础上，经过两年（1996年4月──1998年3月）的友好网络机器人（FNR）的可行性研究，1998年4月，日本启动了一项国家应用科

7、学与技术计划，名叫“人形机器人及对人友好的机器人”或“人形机器人”计划（HRP）。这是一个通过提供人形机器人、控制座舱及遥控协议来实现实时远程机器人社会的五年计划。打算将远程机器人、网络技术及虚拟现实技术集成为网络化的远程存在。这是实现实时远程机器人的第一步。日本的人口老龄化日益加快，儿童越来越少，因而对有效的、对人友好的机器的需求量是很大的，例如利用它们看护老年人及残疾人。人形机器人计划的目的就是要开发安全可靠对人友好的机器人系统，它们可以完成复杂的任务，支持人们的工作及休闲活动。这样的系统将为提高工业的效率及安全性，使社会及生活环境

8、更加方便和舒适，并为在制造业及服务业中创建新的工业作出贡献。人形机器人计划主要完成以下的研究与开发工作：首先是开发对人友好的及支持人的机器人平台。这种平台能够在人的工作及生活环境中作基本的运动，具有通信能力，其主要部件由组件式结构组成，便于增加及修改功能。还将开发一种遥操作系统；其次是开发对人友好的及支持人的机器人虚拟平台。这种平台由仿真器及用于操作平台硬件及仿真器的软件构成。目前本田公司正在研制机器人样机（人形机器人计划平台）。而松下电器、川崎重工、法那克公司及东京大学则在研制远程存在座舱。人形机器人计划仿真器（虚拟平台）则由日立、富

9、士通和东京大学研制。