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| ASIMO |
日本的本田公司（Honda）在1986年就开始类人机器人的研究工作，到了2006年为止已经整整20年了。在这20年中，他们在这个领域取得了举世瞩目的成绩，ASIMO的研制成功让Honda公司成为目前这个领域最领先的公司。机器人已经能够代替人类做很多人类不想做的事情，甚至不能做的事情。在世界各地的很多现代化工厂中，机器人已经很早就代替工人组装汽车，尤其是那些重复性很高的工作。现在的商场里，也早已开始出售各种类型的清洁机器人，能够自动帮助你清洁家里的地面，虽然目前功能上单一了一点，但是毕竟也帮你做了不少工作。
名称编辑本段回目录
ASIMO,代表AdvancedStepinInnovativeMobility。是日本本田公司开发的目前世界上最先进的步行机器人。也是目前世界上唯一能够爬楼梯，慢速奔跑的双足机器人。虽然其它公司也有类似的双足机器人，但是没有任何一家的产品能在步态仿真度上面能达到ASIMO的水准。除了ASIMO杰出的步行能力以外，ASIMO的智能也同样出色。语音识别功能以及人脸识别功能能够使用语音控制ASIMO以及使用手势来进行交流。不仅如此，ASIMO的手臂还能够开电灯，开门，拿东西，拖盘子，甚至还能推车。
简介编辑本段回目录
日本本田公司研制的仿人机器人ASIMO，是目前最先进的仿人行走机器人。ASIMO身高1.2米，体重52公斤。它的行走速度是0-1.6km/h。早期的机器人如果直线行走时突然转向，必须先停下来，看起来比较笨拙。而ASIMO就灵活得多，它可以实时预测下一个动作并提前改变重心，因此可以行走自如，进行诸如“8”字形行走、下台阶、弯腰等各项“复杂”动作。此外，ASIMO还可以握手、挥手，甚至可以随着音乐翩翩起舞
本田投入无数科技研究心血的结晶—目前全球唯一具备人类双足行走能力的类人型机器人阿西莫(ASIMO，Advanced Step Innovative Mobility，高级步行创新移动机器人)，以憨厚可爱的造型博得许多人的喜爱，众多的类人功能也不断地冲击着人们的想象，似乎科幻电影中的情节正在一步步变成现实。
从2000年10月31日诞生至今，ASIMO的进步可以用神速来形容，2006最新版的ASIMO，除具备了行走功能与各种人类肢体动作之外，更具备了人工智慧，可以预先设定动作，还能依据人类的声音、手势等指令，来从事相应动作，此外，他还具备了基本的记忆与辨识能力。下面就让我们一起来领略ASIMO的奥秘吧
功能简介编辑本段回目录
ASIMO利用其身上安装的传感器，拥有360度全方位感应，可以辨识出附近的人和物体。配合特别的视觉感应器，他可以阅读人类身上的识别卡片，甚至认出从背后走过来的人，真正做到眼观六路。当他识别出合法人员后，还可以自动转身，与之并肩牵手前进。在行进中，ASIMO还能自动调节步行速度配合同行者。和人握手时，他能通过手腕上的力量感应器，测试人手的力量强度和方向，随时按照人类的动作变化作出调整，避免用力太大捏伤人类。
ASIMO装载的大量传感器，既包括传统人类的传感器，也拥有一些超越人类的特殊感应器，能够迅速地了解周围情况，在复杂的环境下也能快速顺畅地移动。
● 视觉感应器：其眼部摄影机通过连续拍摄图片，再与数据库内容作比较，以轮廓的特征识别人类及辨别来者身份；
● 水平感应器：由红外线感应器和CCD摄像机构成的sensymg系统共同工作，可避开障碍物。
● 超音波感应器：以音波测量3m范围内的物体，即使在毫无灯光的黑暗中行使也完全无碍。
动作灵活的接待员
接待员
ASIMO现在已被投放应用，如日本的IBM等七家企业就租用了ASIMO作为接待员。
ASIMO能以头部的眼球运动记录器和手腕的力觉感应器探测人的活动范围，端盘子、送咖啡等动作根本难不倒他。放下盘子的时候，他会先测试桌子的高度，然后再双脚弯曲把盘子准确地放在桌子上，当然，受到身高和手臂弯曲角度限制，ASIMO无法把盘子放到过高的地方。
如果在搬运的过程中受到冲撞，ASIMO会启动全身的震动防护系统，避免盘子跌落。万一真的跌落，依据手部传感器测试的悬挂重量，他也可以作出判断，立即停止步行，防止踩到盘子。
在推手推车时，ASIMO可以在力量传感器的帮助下，调整用力的方向，还能自由地减速、转向、向正侧面和斜向移动，他甚至可以沿着一定路线来推车。但是他的力气很小，现在只能推动约10千克的小车，指望他作为残疾人助动暂时还不现实。但由于ASIMO已经具有相当的智能和多种活动能力，作为展馆的导游还是绰绰有余的。
一起来做运动
由于平衡力得到大幅度的改善，ASIMO可以做既柔软且快速的运动，比如体操和跳舞，甚至能够和小朋友一起玩耍。作为iWalk(intelligent Realtime Flexible Walking，智能实时自由步行)类型机器人，在两足步行的状态下，不可避免会发生打滑并摔倒在地的情况，ASIMO可是昂贵的产品，摔一下可让人心痛了。同时，也是为了使他在旋转时姿势更稳定，06版ASIMO加入了新的姿势控制系统。因此，他能够在两脚尽量抬起的同时，积极地控制姿势的倾斜，甚至创造性地做到了一段时间内双脚腾空。这种如同人类跑步的设计，使ASIMO行进的时速从 3 公里倍
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| 一起来做运动 |
ASIMO快速转弯的时候，他会自动向内不同角度地倾斜身体，控制重心以便转身时利用离心力平衡身姿，通过巧妙的控制，轻易地绕开障碍。ASIMO身体倾斜转身快跑时，他那滑稽的姿态不仅让人忍俊不禁，还让人们对科技的力量感到惊奇。也许未来会出现机器人跑步竞赛呢！
家族进化史编辑本段回目录
ASIMO 06版成为了机器人历史上最重要的里程碑之一，但是步行机器人的发展经过了近20年的岁月，他的始祖E0在1986年已经诞生。
E0首次运用了双足步行的原理，根据直线的静态步行来移动，成功使两腿交替行走，但每步移动花费时间为5秒钟，真是名符其实的龟速。
为了能使他行走在凹凸不平的路和坡道上，更为了加快行走速度，本田后来又提出了活动步行方式，机器人会不停地改变重心，以应付各种复杂的路面情况。为了实现活动步行，本田彻底了研究人类和其他动物的步行方式，特别调查了双足步行必要的关节的配置和活动，使1987年诞生的E2首次实现了时速超过1公里，达到1.2公里的时速。更重要的是，还能适应人类特殊的生活环境—楼梯。
1991～1993年诞生的E4/5/6，由于加入了平衡控制技术，在步行时主体动作能保持稳定，上楼梯和走斜坡时再也不容易摔倒。
诞生于1993~1997年的P1/2/3，可以说是成了真正意义上的机器“人”，因为，严格来说，在P1之前的E系列，只能算是机械腿，到了P1才是真正地加入了上身，模拟人类全身运动的机器人。他可是个超大个儿，身高1.9米，体重175千克。电源和控制计算机都是放在主体之外，可以实现开关门、抓东西搬运等动作。
1996年发布的P2是世界首个类人智能双足步行机器人，而且，由于把主机、控制马达、电池、无线通讯等必要的机器全部藏起来，不仅实现了无线遥控，还使他在外观上比较“光鲜”。1997年完成的P3比他的“兄弟”P1和P2乖巧玲珑得多，身高只有1.6米，体重仅为130千克，这要得益于零配件材料的改良，而且在电脑实现分散型的控制之后，机器人满足了小型化和轻量化的要求，更利于溶入人类的生活。
类似人类的步行方式编辑本段回目录
除非你很了解机器人学，否则你很难想象要让ASIMO象人类这样行走是多么的困难，而ASIMO又是如何令人难以置信的达到这个程度的。ASIMO的行走中最重要的部分就是它的调节能力。ASIMO除了能像人类一样正常的步行之外，它还能对行走过程中遇到的情况进行自我调节。比如在有一定斜度的平面上行走，甚至有可能在行走过程中被人推了一下，ASIMO都能快速对这些情况进行及时地处理，并进行相应的姿态调节，以确保能够正常的行走。
为了实现这些，ASIMO的工程师们需要考虑ASIMO在行走中产生的惯性力。当机器人行走时，它将受到由地球引力，以及加速或减速行进所引起的惯性力的影响。这些力的总和被称之为总惯性力。当机器人的脚接触地面时，它将受到来自地面反作用力的影响，这个力称之为地面反作用力。所有这些力都必须要被平衡掉，而ASIMO的控制目标就是要找到一个姿势能够平衡掉所有的力。这称做"zeromomentpoint"(ZMP)。当机器人保持最佳平衡状态的情况下行走时，轴向目标总惯性力与实际地面反作用力相等。相应地，目标ZMP与地面反作用力的中心点也重合。当机器人行走在不平坦的地面时，轴向目标总惯性力与实际的地面反作用力将会错位，因而会失去平衡，产生造成跌倒的力。跌倒力的大小与目标ZMP和地面反作用力中心点的错位程度相对应。简而言之，目标ZMP和地面反作用力中心点的错位是造成失去平衡的主要原因。假若Honda机器人失去平衡有可能跌倒时，下述三个控制系统将起作用，以防止跌倒，并保持继续行走状态。
地面反作用力控制：脚底要能够适应地面的不平整，同时还要能稳定的站住。
目标ZMP控制：当由于种种原因造成ASIMO无法站立，并开始倾倒的时候，需要控制他的上肢反方向运动来控制即将产生的摔跤，同时还要加快步速来平衡身体。
落脚点控制：当目标ZMP控制被激活的时候，ASIMO需要调节每步的间距来满足当时身体的位置，速度和步长之间的关系。
稳步的行走
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| ASIMO |
当我们走到弯角处需要转身的时候，我们将我们身体的重心移到转身的位置。ASIMO使用了一种叫做“动作预测控制”，也叫做“iWalk”技术来实现。ASIMO需要预测转身所需要的重心的移动的位置以及持续时间。由于这个技术是实时（RealTime）技术，因此ASIMO能够不需要停止就能够转身，实现边走边转身。
本质上，ASIMO每走一步，他就需要计算一次他的重心位置以及惯量，并预测在下一步移动后的位置，同时计算出所需要的重心移动距离。他主要通过调节以下4个因素：
步长：每步行走的长度
位姿：身体的位置
速度：整体移动的速度
行走方向：下一步移动的方向
上下楼梯
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| ASIMO |
技术参数编辑本段回目录
| 体重 | 52公斤 |
| 行走速度 | 0-1.6公里/小时 |
| 行走范围 | 范围可调整，步幅可调整 |
| 抓握力 | 0.5公斤/手(每只手5个手指) |
| 作动器 | 伺服电机 谐波减速器 驱动单元 |
| 控制装置 | 行走/操作控制单元，无线发送单元 |
| 传感器 |
躯体陀螺仪和加速传感器 |
| 电源部分 | 38.4V/10AH(镍锌) |
| 操作部分 | 操纵台和便携控制器 |
自由度（类似人类的关节）
| 头部 | 颈关节(U/D，RT)*1 | 2DOF |
| 臂 | 肩关节(F/B，U/D，RT) 肘关节(F/B) 腕关节(RT) |
3DOF 1DOF 1DOF 5DOF×2手臂=10DOF |
| 手 | 五个手指(抓握) | 1DOF 1DOF×2手=2DOF |
| 腿 | 髋关节(F/B，L/R，RT) 膝关节(F/B) 踝关节(F/B，L/R) |
3DOF 1DOF 2DOF 6DOF×2腿=12DOF |
新的ASIMO编辑本段回目录
新的ASIMO已经在行走能力上又有了新的突破，2004年12月发布的新型ASIMO已经能够达到每小时6KM的奔跑速度以及迂回行走。同时其关节自由度也达到了34个。新开发的技术根据其官方网站的描述为：
主要新技术：
1）能够实现像人类一样自然奔跑的新姿势控制技术
2）自律性的连续移动技术
3）配合人的活动而连贯活动的技术
1、新姿势控制技术
为了防止高速移动产生的足部打滑和空中旋转，保持平衡状态，Honda通过利用上半身弯曲和旋转的新姿势控制理论和新开发的高速应答硬件等，使ASIMO的最大奔跑速度达到了3km/h。同时，步行速度也由原来的1.6km/h提高到2.5km/h。
2、自律性的连续移动技术
通过地面传感器获得的周围环境信息和预先录入的地图信息等，ASIMO能够在步行的同时修正路线偏差，途中无需停歇地直接移动到目的地。
通过地面传感器和头部视觉传感器发现障碍物时，ASIMO可以自身判断，迂回选择其他路线。
3、配合人的活动而连贯活动的技术
SIMO通过头部视觉传感器、手腕部位新增加的腕力传感器等检测人的动作，可以进行物品交接，或配合人的动作而握手，而且能够朝着手被牵引的方向迈步等，实现了与人相配合的动作。
主要数据
1、奔跑速度3km/h(跳跃时间0.05秒)
2、普通步行速度2.5km/h（原来为1.6km/h）
3、身高130cm（原来为120cm）
4、体重54kg（原来为52kg）
5、活动时间1小时（原来为30分钟）
6、关节自由度34度（原来为26度）
腰部旋转关节：奔跑或步行时，通过手腕部位的摆动，以及腰部积极地旋转，消除脚部摆动所产生的反作用力，从而提高步行速度。
手腕弯曲关节：在手腕部位再增加2个轴，使手腕能够柔软、灵活地活动
拇指关节：原来使用1个马达驱动5个手指，为了使拇指能够独立活动，再增加1个马达，使得ASIMO能够拿各种各样的东西。
头部关节：在头部关节部位再增加1个轴，以增加头部的表达能力。
关于新姿势控制技术
在实现机器人的奔跑方面，面临着2大课题。一个是正确地吸收飞跃和着陆时的冲击，另一个是防止高速带来的旋转和打滑。
1、正确地吸收飞跃和着陆时的冲击
实现机器人的奔跑，要在极短的周期内无间歇地反复进行足部的踢腿、迈步、着地动作，同时，还必须要吸收足部在着地瞬间产生的冲击。Honda利用新开发的高速运算处理电路、高速应答/高功率马达驱动装置、轻型/高刚性的脚部构造等，设计、开发出性能高于以往4倍以上的高精度/高速应答硬件。
2、防止旋转、打滑
在足部离开地面之前的瞬间和离开地面之后，由于足底和地面间的压力很小，所以很容易发生旋转和打滑。
克服旋转和打滑，成为在提高奔跑速度方面所面临的控制上的最大课题。对此，Honda在独创的双足步行控制理论的基础上，积极地运用上半身的弯曲和旋转，开发出既能防止打滑又能平稳奔跑的新型控制理论。由此，ASIMO实现了时速达3km/h的像人类一样的平稳奔跑。而且，步行速度也由原来的1.6km/h提高到2.5km/h。
另外，人类在奔跑时，迈步的时间周期为0.2-0.4秒，双足悬空的时间（跳跃时间）为0.05-0.1秒。目前，ASIMO的迈步时间周期为0.36秒，跳跃时间为0.05秒，与人类的慢跑速度相同。
相关词条编辑本段回目录
参考资料编辑本段回目录
ASIMO中文官方网站：http://www.honda.com.cn/asimo/index2.htm
ASIMO英文官方网站：http://asimo.honda.com/
