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具有发达感官的高智能电子宠物--恐龙Pleo
mayer | 2009-08-17 18:39:52    阅读:2892   发布文章

具有发达感官的高智能电子宠物--恐龙Pleo

继索尼公司1999年6月推出Aibo后,美国加州机器人研发企业Ugobe推出了Pleo恐龙宠物机器人,这是具有自我学习和进步功能的最新仿真机器人玩具。与Aibo一样,Pleo开始时是个刚出生的小动物,随着时间的流逝,Pleo会根据与主人互动的情况一点点长大。Pleo的其它特征与Aibo非常类似,包括根据与人的交互表达情绪、通过体态和声音进行交流以及根据传感器输入调整其行为等。

 

在把Pleo从艳丽醒目的蕨类植物绿包装盒中拿出后,可立即感到它与前代机器人玩具明显不同—Pleo看起来、感觉起来栩栩如生。手绘的肌肤纹理、清晰的塑胶皮肤包裹着塑料骨架,虹膜清晰、开闭自如的眼睑使眼睛炯炯有神,所有这一切使Pleo非常逼真。

 

与Pleo的皮肤同样重要的是该玩具的制造工艺,散架的Pleo几乎无法修理。在保修期内任何出问题的Pleo都必须拿回Ugobe换新或修复。为了保持每个Pleo的“个性化”,Pleo带一个SD存储器卡槽和一个USB接口,可以在更换时把一个Pleo的累积“知识”传授给另一个Pleo。SD卡槽和USB接口位于Pleo的下腹,它们还可用来升级Ugobe开发的专有Life OS。存储卡槽和USB接口旁边是2,200毫安时Ni-MH可充电电池组,它包含6节AA电池。

 

在装上充好电的电池组后,你可以把一只手放在Pleo的背部并轻轻摇动它,它能感觉到你的触碰。作为机器人确定性感觉之一的触觉是由8个容性触摸传感器片提供的,其中4个分别位于4条腿的前上部分;2个位于背部;还有2个位于头的顶部和底部。只需轻轻一碰,Pleo就会根据你所碰的位置做出反应。

 

每个脚掌底下的光阻断器开关对触觉传感器提供补充。这些光阻断器有助于防范机器人迈过桌边跌下桌子,并且在从地板上拾起机器人而使全部四个开关处于弹开状态时使其做出局促不安的动作。

 

听觉由位于机器人头部两侧的两个麦克风提供,音频转换和处理则由恩智浦公司(NXP)的LP2103F 32位ARM7TDMI RISC处理器完成。NXP的处理器还负责OmniVision OV6650 CIF彩色CMOS视觉传感器背后的智能处理,该传感器位于口鼻部位的照相机模块内。照相机模块提供机器人的视觉,使其能避开障碍并检测出放在嘴吧前面的东西。照相机模块下方是一个用于与其它Pleo通信的红外线(IR)发射/检测器件。另一个与传感器板相连的IR发射器位于口中,可检知放在嘴里的食物,并进而做出闭嘴咀嚼的动作。

 

Ugobe Pleo内的主处理器是Atmel公司带256kB嵌入式闪存的32位ARM7TDMI RISC处理器AT91SAM7S256。该处理器位于前腿肩膀间的主板上。Atmel的4MB闪存AT45DB321D提供对ARM7TDMI RISC处理器内部存储器的补充,很可能用于存储Pleo的“学习所得”。

 

Atmel的ARM7处理器通过4个东芝的8位微控制器TMP86FH47AUG协调Pleo的动作,它也是Life OS操作系统的主处理器。其中2个东芝微控制器负责控制使Pleo移动的8个电机。在这8个腿部电机和2个东芝微控制器之间是4个飞兆公司的FAN8100N双通道电机驱动器。剩余2个东芝微控制器和3个飞兆的FAN8100N电机驱动器控制剩下的6个电机,这些电机负责头部、嘴吧、眼睛、躯干和尾巴的逼真动作。

 

Pleo发出的哼哼、咕咕、咆哮和其它真实的声音是由放在口中和尾巴前的两个扬声器提供的,并由Generalplus公司的GPY003A音频驱动器提供驱动。

 

Ugobe Pleo是个复杂的机电玩具,需要至少75个螺钉(不包括子组件)才能把该机器人组装起来。Pleo的“神经系统”由长度超过63英尺的22AWG导线、8块PCB和近50个用于连接各种导线线束、电机、传感器和板子的电子连接器构成。从布放在Pleo内8块电路板上的标记可以看出,电路板设计是由Jetta公司帮助完成的,而Pleo的组装工作是在中国完成。

 

在索尼于1999年推出售价2,500美元的Aibo后,后续推出的宠物狗机器人都具备了语音识别、Wi-Fi、蓝牙、面部识别、自充电和视觉模式识别等功能。索尼在2006年冻结机器人业务之前设法把价格降到了599美元。虽然与Aibo相比,Pleo的电子特性尚有欠缺,但其逼真的外形和动作加之349美元的起步价已吸引了大批狂热的Pleo拥趸者。预计以后推出的Ugobe Pleo将以更低的价位整合进更复杂的功能。

 

图1
图1:Pleo灵敏的触觉由8个容性触摸传感器片实现。

 

 

图2
图2:Pelo的高智能来自先进的处理/控制技术。

 

 

作者:Jeff Brown

首席分析师

  Portelligent公司

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