Роботы-гуманоиды QRIO и Asimo. Программирование коэффициента трения сцепления

Здравствуйте, уважаемые друзья. Мы снова говорим о Японии, но в этот раз речь пойдет не о традициях или достопримечательностях. А хочу я поговорить, об уникальном изобретении, которым стал, японский робот Асимо. Ученые страны, где цветет , всегда славились своими достижениями и техническими новинками. Теперь их андроид удивляет мир.

Роботы от Honda

Корпорация Honda, известная своими современными разработками и достижениями, пыталась производить роботов, подобных человеку начиная с 80-х годов XX века. Долгое время, эти разработки были засекречены. Специалисты активно изучали, особенности движения людей и животных, чтобы в дальнейшем роботы, смогли четко воспроизводить эти элементы.

И затем, Honda представила миру, первых экспериментальных роботов серии «Е» и «P». Не слишком похожие на людей, они все равно вызвали восторг и показывали неплохие результаты. Так через годы, после длительной работы, компания Хонда, наконец продемонстрировала новое усовершенствованное чудо – робот Asimo, который был выпущен в 2000 году.

Способности Асимо

Думаю, что вас интересует, в чем же особенность именно этого робота, что умеет Асимо и чем отличается от других роботов? Интересно, что технически почти совершенная кукла-робот может многое:

• Распознает объекты, которые движутся;
• Ходит практически как человек;
• Понимает жесты;
• Распознаёт предметы и все, что его окружает;
• Различает звуки;
• Узнает лица людей;
• Пожимает руку;
• Открывает двери;
• Включает и выключает свет;
• Носит предметы в руках;
• Толкает перед собой тележку или столик на колесиках;
• Наливает чай;
• Откликается на свое имя;
• Танцует;
• Бегает;
• Ходит по ступенькам;

Специалисты работают над этим забавным роботом и с годами этот список станет гораздо больше. Асимо уникален, на мой взгляд, это очень любопытное и интересное японское изобретение. Его придумали, как домашнего помощника человека. Удивительное создание, может сделать то, что не под силу инвалиду или болеющему, подать или принести какую-то вещь, поможет справиться с домашним хозяйством, а так-же спасет от одиночества и скуки.

Как выглядит

Если посмотреть на фото, вы увидите, что знаменитый робот-андроид, похож на невысокого человека в белом скафандре, в шлеме и с рюкзаком на спине. Рост его 130 см, вес 50 кг. Говорит робот приятным голосом, очень забавно и мило.

Имя Asimo – это аббревиатура, обозначающая «Advanced Step in Innovative Mobility» — буквально «прыжок в мир мобильных инноваций» или «прогрессивный шаг в инновации». Заряжается это чудо техники от сети, на груди у него есть индикаторы, сообщающие об уровне энергии и готовности к работе.

Руки у Асимо ловкие и сильные, для такого робота в двух руках, он может унести предметы, общим весом до килограмма.

Распознание лиц и голосов

Асимо умеет узнавать до 10 лиц. Когда он узнает человека, то начинает обращаться к нему по имени. Причем робот узнает людей, даже если они двигаются. Он отличает человеческие голоса друг от друга и от иных звуков, поворачивается к тому, с кем говорит. Если сзади андроида что-либо уронить, то он обернется на звук. Позовите робота, он повернет голову в вашу сторону. Асимо понимает голосования команды, легко выполняет словесные указания. Знает язык жестов, используемый глухонемыми и может так общаться.

Как умеет передвигаться

Почти как человек. Робот успешно и аккуратно, умеет обходить различные препятствия, людей и все объекты, которые двигаются. Легко спускается по самой неудобной лестнице и без проблем забивает мяч в ворота. В его голове встроенная видеокамера, она позволяет андроиду, следить сразу за несколькими объектами, а компьютерный мозг определяет расстояние до них, просчитывает дистанцию для передвижения. Вот посмотрите это короткое видео и все поймете:

Чудесный робот пожимает руку собеседнику, может повторять танцевальные движения за человеком. Если ему показать какое-либо направление, он понимает куда нужно идти. Может взять поднос с чашками полными чая и осторожно поставить его на стол, налить из бутылки воду в стакан. Еще, робот умеет подключаться к интернету и локальных сетям, сможет поговорить с гостем через домофон, открыть дверь и проводить в дом. А так же, вы не поверите — дирижировать оркестром! Да-да, именно! Как это происходит, я если честно не очень поняла, но эта функция есть в его списке.

Сколько стоит робот-друг

Asimo выпускается штучно. Всего роботов существует чуть больше 100 штук. Себестоимость конструкции, в пределах миллиона долларов. Вам интересно, какова цена изобретения? Удивляйтесь. Дитя японской технологии не продается. Совсем. Ни за какие . Зато, Асимо можно арендовать.

Где работают андроиды

Асимо, активно используют в разных сферах деятельности. Он участвовал в открытии торгов на бирже, зазывал посетителей в крупный японский торговый комплекс, присутствовал на встречах в правительстве, в качестве сопровождающего. Роботы работают, в некоторых офисах Honda, встречают гостей.

Другие андроиды

• Когда-то давным давно, был очень популярен и любим японцами, собака-робот Aibo. Придумали и сконструировали пса, в компании Sony. Собака ведет себя почти как настоящая, есть модификации, которые имитируют поведение щенка. Aibo могут ходить, распознавать лица и команды, играть с игрушками или с хозяином. Умеет подзарядиться сам, меняет настроение (собачка Айбо, на фото).
• Так-же, один японский эксперимент, это созданная для использования в индустрии развлечений, женщина-робот HRP-4C.
• Вьетнамская компания TOSY выпустила интересного интеллектуального робота, играющего в настольный теннис.
• К разработке уникальных подключились и ученые из ОАЭ, выпустили человекоподобного робота Ибн Сина, приспособленного для работы в торговых центрах помощниками продавцов и информаторами. Модель говорит на английском и арабском языках.
• Российский андроид SAR - 401, похожий на человека, создан для того, чтобы помогать нашим космонавтам работать в открытом космосе.
• Ещё одна из современных японских разработок и достижений, это новый и очень милый робот с именем Pepper, который был выпущен совсем не давно, внешне он немного напоминает Асимо, но по мне, более забавный!

Вот смотрите, на видео:

Вполне возможно, что через пару десятков лет такие человекоподобные роботы, станут обычным явлением и мы их сможем встретить на улице. За рулем такси или за стойкой магазина. А пока Асимо лишь чудо японской техники, о котором мы сегодня немного поговорили.

Спасибо, что интересуетесь это волшебной страной, Япония прекрасна и уникальна. Надеюсь, что вы подписаны на новые статьи, а если нет подпишитесь! Делитесь информацией со своими друзьями, в социальных сетях. Удачи!

И снова Япония впереди планеты всей в плане развития новейших технологий. В 2000 году вниманию общественности был представлен робот АСИМО - андроид, умеющий самостоятельно передвигаться, различать лица людей и работать в сети. В 2009 г. желающие могли приобрести это достояние науки в личное пользование, то есть взять в аренду. Статья расскажет подробнее о новом друге человека.

Как все начиналось?

Впервые идея по созданию пришла к разработчикам японской компании «Хонда». Робот АСИМО создавался в качестве помощника для человека, и первый прототип современного АСИМО появился в 80-х годах прошлого века. После того как компания «Хонда» отлично зарекомендовала себя на автомобильном рынке и заняла лидирующие позиции, она обратила внимание на еще никем не тронутую область деятельности - создание человекообразного робота-андроида, который передвигался бы на двух ногах.

Основной замысел был не в том, чтобы создать простую машину, а в том, чтобы воспроизвести механизм, способный мыслить, исполнять простые действия и помогать людям.

История создания

Ученые предположили, что для нормального взаимодействия с человеком робот должен уметь не только самостоятельно двигаться по ровной поверхности, но также пользоваться лестницей и не терять устойчивости в более обширном диапазоне условий. Поэтому его форма и является человекоподобной, что помогает безупречно владеть технологией ходьбы.

20 лет назад создание такого робота было сложной и трудоемкой задачей, но компании «Хонда» удалось с ней справиться. В 1986 г. была представлена первая модель робота АСИМО. Он умел ходить, правда, только по ровной поверхности и достаточно медленно (1 шаг с остановкой на 5 секунд). Чтобы улучшить скорость, учеными была специально разработана технология «динамического хождения». И в декабре 2004 года случился инновационный прорыв в компании «Хонда» - робот «АСИМО» (фото которого можно увидеть в статье) начал бегать. Уже в 2011 году обновленная версия робота была оснащена первой в мире технологией автономного контроля поведения.

Технические характеристики

Если сравнивать особенности робота АСИМО 2000 года и последней модели, то невозможно разительный прорыв. В 2000 году был представленный образец весом в 52 килограмма. Его высота составляла 120 см, а ширина - 45 см. Он ходил со скоростью 1,6 км/ч., не умел бегать. Работал от никель-гидридной батареи около 30 минут. Степеней свободы, то есть совокупности независимых траекторий перемещений, было 26.

Последняя модель имеет значительные различия. Ее вес стал меньше на 2 килограмма, в то время как рост увеличился на 10 сантиметров. Скорость ходьбы стала составлять почти 3 км (2,7 км)/ч. Робот 2014 года умеет бегать, развивая при этом скорость 7 км/ч. Имеет 57 степеней свободы и может более часа работать без подзарядки.

Функциональность

Робот АСИМО обладает широким спектром разнообразных функций:

• Распознавание объектов . Благодаря встроенной видеокамере робот может следить за движущимися объектами, что его окружают.
• Понимает жесты. Последняя модель верно истолковывает жестикуляцию. Может пожимать руку в знак приветствия или прощаться.
• Распознает окружение. Робот двигается безопасно для себя и окружающих. Он понимает, что такое ступенька, и не упадет с нее, также без усилий обойдет человека, который остановился у него на пути.
• Работает со звуками. В голову и тело робота встроено 8 микрофонов, соединенных с системой HARK. Она может распознавать звуки с точностью 80%. Более того, АСИМО способен распознавать три потока речи, то есть понимать, о чем говорят три человека одновременно (кстати, такая способность не каждому человеку доступна). Робот без труда определяет, откуда пришел звук, различает голоса, отделяя человеческую речь от других источников шума. Еще робот отзывается на свое имя, поворачивает голову к собеседнику, а также реагирует на звуки, несущие тревогу или опасность.
• Распознавание внешности. Помимо всего прочего, робот может узнавать знакомые лица. Сейчас он способен распознать около 15 лиц, но как только он узнает человека, сразу обращается к нему по имени.

Коммерческий вопрос

Японский робот АСИМО может подключаться к локальной сети. Он способен сообщать хозяину о посетителях и провожать их непосредственно к нему. Однако такого незаменимого помощника пока что нельзя приобрести. На период 2009 года существовало всего 100 роботов. Стоимость производства каждого АСИМО составляет около 1 миллиона долларов.

Каждый робот - это кропотливая ручная работа, и пока компания «Хонда» не ставит перед собой цель массово производить андроиды на рынок. Зато такого красавца можно взять в аренду. Стоимость 30-дневного пользования составляет 14 тысяч долларов.

Лучший помощник

На сегодняшний день АСИМО способен переносить и подавать вещи, толкать тележку в супермаркете, подавать напитки (в частности, может самостоятельно заварить чай) и открывать дверь. Робот отлично сбалансирован, поэтому не стоит беспокоиться о том, что он что-то разольет или побьет, не донеся до места назначения. Световые индикаторы, вмонтированные в «грудь», всегда будут напоминать о том, в каком состоянии находится помощник и сколько он еще может работать. Управление роботом производится через портативный контроллер.

В компании «Хонда» определяют интеллект как возможность совершать определенные действия путем сбора и анализа информации. Отталкиваясь от этого понятия, и был создан искусственный интеллект робота АСИМО (фото представлены в статье). Усовершенствованные интеллектуальные и физические возможности человекоподобного андроида поражают. И хотя для создания самостоятельно функционирующего искусственного интеллекта с множеством функций понадобится еще не одно десятилетие, Япония уже совершила первые шаги в этой области исследований.

QRIO (от англ. Q uest for cuRIO sity, изначально назывался, как Sony Dream Robot или SDR ) - разработанный компанией Sony двуногий робот- . Рост робота составляет 58 сантиметров, вес - 8 килограмм. Встроенные 38 сервомоторов наделяют QRIO достаточной свободой движений и хорошей координацией. Например, робот может быстро передвигаться, брать предметы, подниматься по лестнице, танцевать и держать равновесие, стоя на одной ноге.

Робот знает 60000 слов на разных языках мира, умеет распознавать лица, слушаться команд и, как утверждают разработчики, задавать «умные» вопросы в зависимости от ситуации.

За движения и интеллект QRIO отвечают три встроенных компьютера на базе RISC R5000 с 64 Мб оперативной памяти. В качестве операционной системы используется Aperios. Также робот оснащён стереообъективами, семью микрофонами и 36 датчиками движения, семь из которых отвечают за безопасность.

В 2005 году QRIO был внесён в "Книгу рекордов Гиннесса" как наиболее быстро передвигающийся робот-гуманоид. Он позиционируется как первый двуногий робот, умеющий бегать (под бегом подразумевается возможность перемещения, когда обе ноги робота не соприкасаются с землёй). QRIO умеет бегать со скоростью 23 сантиметра в секунду.

Неизвестно, сколько сейчас существует прототипов QRIO, однако когда-то были замечены 10 роботов, танцующих одновременно. Эта информация была подтверждена представителями Sony 22 января 2006 года в Музее науки в Бостоне. Также представители Sony рассказали о том, что существуют прототипы четвёртого поколения (без третьей камеры на лбу, и с улучшенной координацией движений).

Видео, на котором танцуют 4 робота QRIO:

Внутренней батареи QRIO четвёртого поколения хватает примерно на 1 час непрерывной работы.
QRIO - это следующий шаг компании Sony в области развлекательных роботов после созданного ей AIBO. На данный момент роботы находятся на стадии тестирования и речи об их продаже пока не идёт.

Aibo (яп. 愛慕 айбо означает «любовь», «привязанность», а также может значить «товарищ»; ещё существует аббревиатура англ. A rtificial I ntelligence RoBO t ) - собака-робот, разработанная компанией Sony. Она имеет множество модификаций, первая модель была выпущена в 1999 году. AIBO умеет ходить, «видеть» окружающие его предметы с помощью видеокамеры и инфракрасных датчиков расстояния, распознавать команды и лица. Робот является полностью автономным: он может учиться и развиваться, основываясь на побуждениях своего хозяина, обстановки, или другого AIBO. Несмотря на это, он поддаётся настройкам с помощью специальных программ. Существует программное обеспечение имитирующее «взрослую собаку», которая сразу использует все свои функции и программное обеспечение имитирующее «щенка», который раскрывает свои возможности постепенно.

«Настроение» AIBO может меняться в зависимости от окружающей обстановки, и влиять на поведение. Инстинкты позволяют AIBO двигаться, играть с его игрушками, удовлетворять своё любопытство, играть и общаться с хозяином, самостоятельно подзаряжаться и просыпаться после сна. Разработчики утверждают, что у AIBO есть шесть чувств: счастье, грусть, страх, антипатия, удивление, и гнев.

Модельный ряд Aibo:

• ERS110-ERS111 (1999) - включал способность учиться от окружающей среды и выражать эмоции
• ERS210 (2000) - добавились функции распознавания лиц и голоса, датчики прикосновения
• ERS311-ERS312 (2001) - более дружелюбная внешность
• ERS220 (2001) - новый hi-tech дизайн и улучшенные сенсоры
• ERS-7 (2003) - беспроводное соединение с интернет и улучшенные возможности по взаимодействию

В настоящее время разработка QRIO и AIBO приостановленна.

Аналогичный робот Asimo был разработан компанией Honda.

Asimo (сокращение от англ. A dvanced S tep in I nnovative MO bility; прогрессивныйшаг в инновационной мобильности ) - робот- . Создан корпорацией Хонда, в Центре Фундаментальных Технических Исследований Вако (Япония). Рост 130 см, масса 54 кг. Способен передвигаться со скоростью быстро идущего человека - до 6 км/ч.

Согласно неофициальной версии, своё имя ASIMO получил в честь Айзека Азимова , знаменитого автора Трёх Законов Роботехники . В японском языке имя робота произносится как «Асимо» и созвучно со словосочетанием «А также ноги».

По информации 2007 года - в мире существует 46 экземпляров АСИМО. Стоимость производства каждого из них не превышает одного миллиона долларов, а некоторых роботов можно даже взять в аренду, за $166 000 в год (около $14 000 в месяц).

Представители Хонда говорят, что это правило - только аренда, но не продажа - иногда доставляет им проблемы. Например, во время демонстрации АСИМО некому арабскому шейху, инженерам было весьма непросто объяснить, что робот не продаётся в принципе - ни за какие деньги.

ASIMO способен различать людей по специальным карточкам, которые носятся на груди. Асимо умеет ходить по лестнице.

Экспериментальные модели:

• Honda E0, представлен в 1986
• Honda E1, представлен в 1987
• Honda E2, представлен в 1987
• Honda E3, представлен в 1987
• Honda E4, представлен в 1991
• Honda E5, представлен в 1991
• Honda E6, представлен в 1991

Прототипы гуманоидов:

• P1, представлен в 1993
• P2, представлен в 1996
• P3, представленный в 1997
• P4, представленный в 2010

• АСИМО, представлен в 2000
• АСИМО для сдачи в аренду, представлен в 2001
• АСИМО, с расширенной технологией распознавания, представлен в 2002
• АСИМО следующего поколения, представлен в 2004
• АСИМО, представлен в 2005 году
• АСИМО, выпущенный в 2010 году

Короткое демо-видео развития моделей робота АСИМО:

А на этом видео АСИМО не справляется с подъёмом по ступенькам (примечание: на YouTube это видео датируется, в частности, 2006 годом):

Распознавание движущихся объектов

У АСИМО в голову встроена видеокамера. С её помощью АСИМО может следить за перемещениями большого числа объектов, определяя дистанцию до них и направление. Практические применения этой функции следующие: способность следить за перемещениями людей (поворачивая камеру), способность следовать за человеком и способность «приветствовать» человека, когда он войдёт в пределы досягаемости.

Распознавание жестов

АСИМО умеет также верно истолковывать движения рук, распознавая тем самым жесты. Вследствие этого можно отдавать АСИМО команды не только голосом, но и руками. Например, АСИМО понимает, когда собеседник собирается пожать ему руку, а когда машет рукой, говоря «До свидания». АСИМО может также распознавать указующие жесты, типа «иди вон туда».

Распознавание окружения

АСИМО умеет распознавать предметы и поверхности, благодаря чему может действовать безопасно для себя и для окружающих. Например, АСИМО владеет понятием «ступенька» и не будет падать с лестницы, если его не столкнуть. Кроме того, АСИМО умеет двигаться, обходя людей, вставших у него на пути.

Различение звуков

Различение звуков происходит благодаря системе HARK, в которой используется массив из восьми микрофонов, расположенных на голове и теле андроида. Она обнаруживает, откуда пришёл звук, и отделяет каждый голос от внешнего шума. При этом ей не задаётся количество источников звука и их местоположение. На данный момент HARK, способна надёжно (70-80% точности) распознавать три речевых потока, то есть ASIMO способен улавливать и воспринимать речь сразу трёх человек, что обычному человеку недоступно. Робот умеет откликаться на собственное имя, поворачивать голову к людям, с которыми говорит, а также оборачиваться на неожиданные и тревожные звуки - такие, например, как звук падающей мебели.

Узнавание лиц

АСИМО способен узнавать знакомые лица, даже во время движения. То есть, когда движется сам АСИМО, движется лицо человека, или движутся оба объекта. Робот может отличать примерно десять разных лиц. Как только АСИМО узнаёт кого-нибудь, он тут же обращается к узнанному по имени.

АСИМО умеет пользоваться интернетом и локальными сетями. После подключения к локальной сети дома, АСИМО сможет разговаривать с посетителями через домофон, а потом докладывать хозяину, кто пришёл. После того как хозяин согласится принять гостей, АСИМО сумеет открыть дверь и довести посетителя до нужного места.

Характеристики:

Toyota тоже разработала себе робота-гуманоида, предназначение которого не отличается от роботов Sony и Honda - то есть, развлечение, создание "человекопомощника" и т.п. Всего у Toyota есть 5 роботов, наименование которых Версия-1, Версия-2, ... . Своего первого робота, который играл на трубе , компания показала людям на международной выставке EXPO-2005 в Японии.

В июле 2009 года компания Тойотa показала видео со своим роботом-гуманоидом, где он показывает свои беговые способности:

Или так ли страшен робот как им пугают

Хочу сразу обратить внимание на то, что роботизированная коробка, несмотря на схожесть в управлении, количество педалей и ручку селектора - совсем не автоматическая коробка с гидротрансформатором. Если для АКПП стояние на месте с включённой передачей - дело естественное (хотя тоже не очень то полезное), то для "робота" это кратчайший путь к различным проблемам и досрочной замене сцепления. Почему так? Потому что роботизированная КПП - это обычная механическая КПП с обычным сцеплением, только вместо водителя "нажимает" сцепление и переключает передачи автоматика. Эта автоматика внимательно следит за действиями водителя, но она не сам водитель, она не может знать, какое действие предпримет водитель в следующее мгновение, а поэтому всегда стремится быть готовой к любому допустимому развитию событий, и прежде всего это касается управлению сцеплением. Например: водитель с МКПП, когда готовится к началу движения, выключает сцепление (нажимает педаль) и включает первую передачу, далее он начинает отпускать сцепление и нажимает педаль "газа", причём делает это одновременно. А робот в этой ситуации выключает сцепление, включает передачу и "отпускает" сцепление до начала схватывания, в этой позиции робот ждёт реакции водителя. Как только водитель отпускает тормоз и нажимает на газ, робот продолжает включение сцепления и автомобиль начинает движение. Т.е. во время "стоянки" с включённой передачей сцепление пребывает в состоянии лёгкого скольжения, естественно греется, а частые и длительные "стоянки" сжигают сцепление "в хлам". Поэтому даже во время коротких остановок, ручку КПП надо переводить в положение "N" . Запомните это и научите этому своих женщин!

Устройство

Как было сказано выше, роботизированная КПП это та же механическая КПП с обычным сцеплением, только управление сцеплением и переключение передач осуществляет автоматика. Коробка передач действительно та же, что и на машинах с МКПП, пробовали менять - подходит.

Вот как выглядит "робот": сверху установлен сервопривод механизма переключений передач, состоящий из привода выбора и привода переключения, тяги которых соединены с механизмом переключения передач КПП. А рядом (на Civic это место под аккумулятором) в отдельном корпусе сервопривод сцепления с блоком управления (можно сказать, что мозги робота находятся в коленке левой ноги). Сервопривод сцепления объединён с главным цилиндром гидравлического привода сцепления. Рабочий цилиндр такой же, как и у сцепления с обычной МКПП.

Функциональная и электрическая схемы.

Модуль управления TCM и исполнительный элемент (сервопривод) сцепления объединены в одном блоке. У поршня главного цилиндра имеется датчик положения.

К модулю напрямую подсоединены привод выбора передачи (это тот, который двигает виртуальную ручку КПП слева направо) и привод переключения передач (это тот, который включает передачи движением виртуальной ручки вперёд и назад). Каждый из этих приводов оснащён датчиками направления и импульса вращения мотора (их можно увидеть на электрической схеме).

От блока управления двигателем(ECM) TCM напрямую получает сигналы о скорости автомобиля (VSSAMT), включении стартера (STS), состоянии стояночного тормоза (BKAWD), о запуске двигателя (WEN). TCM выдаёт в ECM разрешение на запуск двигателя (STEN).

Всё остальное взаимодействие осуществляется в цифровом виде по шине CAN:
- с блоком управления двигателем TCM (данные о нажатии педали тормоза, оборотах двигателя, нагрузке на двигатель т.д.);
- с блоком ABS/VSA ведётся двусторонний обмен данными (какими точно сказать не могу, но очевидно, что VSA прекращает работу при неисправности в трансмиссии, а в момент коррекции заноса или пробуксовки TCM получает запрет на переключение передач для избежания прерывания крутящего момента);
- с приборной панелью (индикаторы панели);
- с модулем управления переключением передач, он включает в себя ручку селектора режимов КПП и подрулевые клавиши выбора передач.
Для диагностики неисправностей TCM имеет прямой выход на диагностический разъём.

Хочу обратить внимание, что система не имеет датчика температуры сцепления. Перегрев сцепления (например код неисправности: P19E6 (164-1) Температура сцепления слишком высокая (более 300 °C)) вычисляется TCM по косвенным признакам.

Подробнее это всё можно увидеть на электрической схеме, хотя она наверное будет интересна разве что специалистам. Поэтому я выкладываю схему системы "i-shift" для Civic 5D 2007 модельного года в качестве справочного материала (что бы открыть схему в полном размере нужно кликнуть на эскиз) и перехожу к описанию функционирования "робота".

Функционирование

Принципы управления роботизированной КПП во многом схожи с управлением классической АКПП, но вместе с тем имеют некоторые особенности присущие именно механическим КПП.

При включении зажигания и нахождении ручки селектора в положении "N", "робот" делает жест знакомый каждому водителю - проверяет "нейтраль" в коробке передач. TCM приводит в действие привод выбора передачи и перемещает его поочерёдно в крайние положения. Если никакая передача не включена, то привод остаётся в нейтральном положении. Если включена передача, то задействуется привод включения передачи, передача выключается и снова проверяется "нейтраль".

При включении зажигания и нахождении ручки селектора в положении "A" или "R" никакие действия не производятся, пока селектор не будет переведён в положение "N". TCM блокирует включение стартера, если не нажата педаль тормоза, селектор не находится в положении "N", механизм переключения передач не установлен в нейтральное положение, в системе обнаружена неисправность не допускающая дальнейшую эксплуатацию трансмиссии. Если условия для запуска двигателя соблюдены, то TCM выдаёт в ECM сигнал разрешения на работу стартера STEN.

После запуска двигателя включение режимов движения осуществляется только при нажатой педали тормоза.

При включении режима "A" включается первая передача и далее, если не переходить на ручное управление переключениями передач, "робот" автоматически управляет сцеплением и переключает передачи.

В положении "R" соответственно включается задняя передача. При этом существует защита от случайного включения - задняя передача не включится, если автомобиль движется со скоростью больше 3 км/ч, даже при нажатой педали тормоза.

При трогании с места в горку, "роботу" нужно помочь стояночным тормозом - включить "ручник", отпустить педаль тормоза и плавно нажимая педаль "газа" отпустить "ручной тормоз". Не стоит пытаться быстро отпустить тормоз и резко нажать на "газ" - для сцепления это будет шоковая терапия, двигатель может заглохнуть, а автомобиль откатиться.

Принудительной блокировки трансмиссии, такой как "паркинг" в АКПП, у системы "i-shift" нет. Поэтому если автомобиль паркуется на уклоне, то перед тем как заглушить двигатель селектор нужно оставить в положении "A", тогда после остановки двигателя "робот" отпустит сцепление и в коробке передач останется включённой 1-я передача.

При включении режима "A" "робот" функционирует в режиме автоматического переключения передач. Основными критериями для выбора передач являются скорость автомобиля и положение дроссельной заслонки. Как видно из графиков: чем сильнее нажата педаль газа, тем позже происходят переключения на повышенные передачи (алгоритм такой же как и в АКПП).

Примерно такой же алгоритм для переключений на пониженные передачи при замедлении. На графиках видно, что чем сильнее нажата педаль газа, тем раньше происходят переключения на низшие передачи. Таким образом, если при движении с постоянной скоростью нажать сильнее на "газ", то наступают условия для переключения на пониженную передачу или даже на две. Например: машина движется со скоростью 60 км/ч (красная линия на графике), на 5-й передаче с открытием ДЗ около 40%. Нажимаем сильнее "газ" до 60% и попадаем в зону, где должна быть включена 4-я передача. А если нажать "тапку в пол" на 100%, то автоматически переключимся уже на 3-ю. Таким образом реализована функция так называемого "kick-down".

Если в положении "A" селектора режимов сдвинуть ручку вперёд (в положение "+") или назад (в положение "-"), или нажать подрулевые лепестки "+" или "-", TCM переходит в режим ручного управления переключениями передач и остаётся в этом режиме до тех пор, пока ручка селектора не будет переведена в положение "N", а затем снова включен режим "A".

В режиме ручного управления передачи переключаются по командам водителя, но во избежание повреждения трансмиссии или двигателя на переключения наложены ограничения, суть которых изложена на двух следующих диаграммах:

Если водитель пытается сделать переключение, которое в данных условиях движения недопустимо, переключение передачи не происходит.

Во избежании случайных переключений передач, учитывается продолжительность нажатия ручки или подрулевых лепестков - TCM игнорирует слишком частые включения. Если время переключения составляет меньше 110 мс (60 мс для ВКЛ, 50 мс для ВЫКЛ), раздается звуковой сигнал, и переключение передачи не выполняется.

Особенности работы привода переключения.

Как уже говорилось, привод переключения состоит из привода выбора передач (осуществляет поперечное движение кулисы) и привода включения передач (продольное движение кулисы) собранных в одном корпусе. Приводы представляют собой электромоторы с червячными редукторами и зубчатыми парами "колесо-шток". Штоки через шаровые шарниры соединены с тягами, которые соединены с механизмом переключения передач.

В приводах нет датчиков положения, но есть датчики направления вращения мотора и импульса вращения (знакомые многим датчики Холла). По этим датчикам определяются положения приводов и сопротивление, которое оказывают приводам механизм переключения передач.

TCM "помнит" крайние точки хода привода выбора (ход "слева-направо") и делит этот диапазон на 4 части. Привод включения работает "до упора", но при этом TCM должен учитывать сопротивление синхронизаторов и не реагировать на замедление электромотора до достижения точки включения передачи. Т.е. "робот" действует точно так же как и живой водитель - перемещает "виртуальную ручку КПП" в поперечном направлении по памяти, а в продольном до упора с учётом работы синхронизаторов. А раз так, то "роботу" так же как и человеку, необходимо обучение, в ходе которого он запомнит крайние положения приводов от которых будет координировать свою работу в дальейшем. Процедура обучения производится при помощи фирменной диагностической системы HDS, об этом будет рассказано ниже.

Особенности работы привода сцепления.

"Электронная нога" в своей работе ориентируется на датчик положения поршня. т.е. TCM всегда знает истинное положение привода главного цилиндра. Это необходимо для более "деликатного" управления сцеплением, в ходе которого "робот" сталкивается с двумя специфическими проблемами:

Первую проблему я описывал в предисловии - TCM не знает какое действие предпримет водитель в следующее мгновение, а значит действия привода должны следовать за действиями водителя, и он всегда будет в роли отстающего. "Робот" вынужден минимизировать это отставание, а значит при начале движения, остановке и иных манёврах, должен держать сцепление на грани "схватывания", что бы не тратить драгоценное время на свободный ход.

Вторая проблема: в процессе переключения передач разрывается связь двигателя с трансмиссией и прерывается крутящий момент, и это не контролируется водителем. К тому же "роботу" приходится вмешиваться в работу двигателя и в ходе переключения передач прикрывать дроссельную заслонку, что бы избежать "заброса оборотов", поскольку водитель продолжает нажимать на "газ". Всё это негативно сказывается на безопасности вождения, поэтому необходимо минимизировать время переключения и прерывание крутящего моментя. Для этого сцепление не должно выключаться полностью, а только до точки "схватывания" и оставаться с состоянии небольшой пробуксовки.

Для обеспечения такого "тонкого" управления привод должен быть точно настроен под сцепление, ведь любой водитель знает, что у каждой машины "своё" сцепление со своим характером и особенностями, которые к тому же склонны меняться со временем. Настройка привода производится во время обучения, в ходе которого TCM запоминает положение начала "схватывания" сцепления, а также коэффициент трения в промежуточных положениях. В дальнейшей работе TCM ориентируется на запомненные настройки и коррекцию настроек не производит. Это означает, что со временем качество переключений будет ухудшаться и потребуется визит к дилеру или в сервис, в котором имеется фирменная диагностическая система HDS, для выполнения обучения.

Обучение системы "i-shift".

Процедуры обучения TCM скомпонованы в две программы: "Программирование в статическом режиме " и "Программирование в динамическом режиме " и входят в состав диагностического комплекса HDS. В русскоязычной версии они называются "Обработка данных..." - это издержки машинного перевода. В дальнейшем я постараюсь давать более правильные названия, поэтому не надо удивляться различиям в тексте и на картинках.

Программирование в статическом режиме включает в себя:




5. Программирование положения включения сцепления 3.

Этот режим выполняется на месте, на полностью собранном и исправном автомобиле. В ходе обучения потребуется заводить двигатель. В течение всей процедуры зажигание должно быть включено, поэтому если нет уверенности в свежести аккумулятора, лучше сразу подключить зарядное устройство или резервный аккумулятор, что бы потом не повторять процедуру заново.

Программирование в динамическом режиме отличается от статического наличием ещё одного пункта, который выполняется на автомобиле в движении:
1. Программирование положений привода переключения передач.
2. Программирование положений синхронизации.
3. Программирование положения включения сцепления 1.
4. Программирование положения включения сцепления 2.
5. Программирование коэффициента трения сцепления.
6. Программирование положения включения сцепления 3.

Для выполнения обучения в движении необходимо, что бы HDS была установлена на мобильном компьютере с независимым источником питания.

После начала программы, она обязательно должна быть выполнена до конца, в противном случае TCM заблокирует запуск двигателя и движение на автомобиле будет невозможно!

Рассмотрим все процедуры поочерёдно (кликните на картинку, что бы открыть её в полном размере):

1. Программирование положений привода переключения передач.

Данная процедура выполняется при неработающем двигателе. Привод переключения передач проверяет нейтраль, затем поочередно включает передачи и TCM запоминает усилия на моторах привода для каждой передачи. Для этого сначала обрабатываются включения крайних ходов кулисы: сперва 1-я и 2-я, затем задняя, а потом средних ходов: 5-я и 6-я, 3-я и 4-я.

2. Программирование положений синхронизации.

Для выполнения этого этапа запускается двигатель. Автомобиль удерживается на месте стояночным и рабочим тормозом (если в ходе выполнения хоть один из тормозов будет выключен, процедура будет остановлена). После запуска двигателя привод переключения передач поочередно делает попытки включения передач движения вперёд: 6-ю, 5-ю, 4-ю, 3-ю, 2-ю и 1-ю, до упора в синхронизаторы (сопротивление синхронизаторов определяется по падению оборотов двигателя). TCM запоминает время необходимое на преодоление сопротивления синхронизаторов каждой передачи.

3. Программирование положения включения сцепления 1.

4. Программирование положения включения сцепления 2.

Обе эти процедуры так же выполняются при работающем двигателе и требуют внимания от оператора, т.к. по команде HDS необходимо быстро включать и выключать селектор передач. Автомобиль по прежнему удерживается на месте стояночным и рабочим тормозом. Далее по команде программы оператор включает селектор в положение "A" (на это программа отводит 5 секунд, но с учётом заторможенности интерфейса реально у оператора на переключение остаётся 2-3 секунды). Далее TCM выключает сцепление, включает передачу и начинает плавное включение сцепления до момента начала падения оборотов двигателя. Так определяется точка начала "схватывания" сцепления. "Положение включения сцепления 1" запоминается как предварительная настройка.

"Программирование положение включения сцепления 2" выполняется так же, но с большей точностью, для этого привод сцепления быстро подводится к точке "Включения сцепления 1", а затем медленно включает сцепление до момента заметного падения оборотов двигателя и эта точка запоминается.

5. Программирование коэффициента трения сцепления.

Эта процедура выполняется только в движении по дороге (вывешивать на подъёмнике бесполезно). Коробка передач должна успеть переключиться на все передачи прямого хода от 1-й до 6-й, для этого необходим ровный участок протяжённостью 400-500 м. (ну в крайнем случае метров 300, на меньшем участке не успеть разогнаться до 6-й передачи).

Во время поездки можно передачи переключать вручную, надо только делать паузы между передачами. Количество поездок не ограничивается, процедура будет закончена только после того как будут задействованы все шесть передач.

В ходе этой процедуры TCM измеряет и запоминает коэффициент трения сцепления по разнице скоростей двигателя и первичного вала КПП (она вычисляется из скорости автомобиля и передаточного числа) в определённом положении сцепления. Это положение заложено в характеристиках сцепления хранящихся в базе данных HDS для каждой модели автомобиля и очевидно отмерятся от точки положения сцепления "2".

6. Программирование положения включения сцепления 3.

Эта процедура завершает процесс обучения. При статическом программировании данный этап следует 5-м сразу за программированием положения включения сцепления 2. При динамическом программировании после программирования коэффициента трения HDS если необходимо осуществит охлаждение двигателя, что бы вентиляторы не включались во время выполнения процедуры.

Далее автомобиль так же удерживается стояночным и рабочим тормозом, по команде HDS оператор включает и выключает передачу, а TCM несколько раз плавно включает сцепление и запоминает среднее положение "схатывания". Данное положение считается наиболее точным положением начала включения сцепления.

После успешного выполнения последней процедуры ТС готово к движению. Если по каким либо причинам программа будет прервана, TCM заблокирует включение стартера и эксплуатация автомобиля будет невозможна. В этом случае можно попробовать повторить программу.

Если даже несколько попыток выполнения обучения закончились неудачей, то необходимо устранить неисправность препятствующую выполнению процедуры.

Невозможность выполения программирования коэффициента трения сцепления можно попытаться обойти путём выполнения программирования в статическом режиме, тогда "проблемная" процедура будет пропущена. В этом случае стоит задуматься о возможной необходимости замены сцепления, но хотя бы автомобиль будет готов "на ходу".

Если прерываются процедуры программирования положения сцепления, то можно попробовать чистку ДЗ с последующей "пропиской" - провалы холостого хода могут препятствовать корректному измерению положения включения сцепления.

Если и это не поможет, тогда нужно проверять привод сцепления, обратить внимание на состояние тормозной жидкости в приводе, возможно выполнить её замену и/или прокачку (удаление воздуха из привода).

Ну и наконец возможно проблема в самом сцеплении: оно изношено и нуждается в замене, или сцепление заменено, но неправильно собрано, или при замене сцепления применялись неподходящие детали.

Если программа останавливается на этапе программирования положений привода переключения передач или положения синхронизации, то для начала необходимо вручную установить кулисы механизма переключения передач в среднее положение - если привод включения был оставлен в положении включённой передачи, то при включении привода выбора его может заклинить и процедура будет остановлена. После установки механизмов в среднее положение желательно выполнить калибровку элекродвигателей привода переключений. Если это не поможет, то нужно произвести обслуживание привода переключения передач.

Обслуживание.

Какие мероприятия по обслуживанию "робота" следует проводить в рамках технического обслуживания?

1. Не забываем, что привод сцепления гидравлический и устроен точно так же как и тормозная система, поэтому там применяется тормозная жидкость.
По регламенту Honda для стран СНГ тормозная жидкость меняется через 36 месяцев независимо от пробега. И в приводе сцепления её тоже надо менять! Причём для этого нужна диагностическая система HDS, поэтому для выполнения данной процедуры придётся обращаться к дилерам или в сервис, где есть соответствующее оборудование. Почему то именно дилеры зачастую игнорируют привод сцепления - я с коллегами неоднократно наблюдал там тозмозную жидкость совершенно непотребного состояния при том, что в тормозной системе она была свежая, а владельцы машин заверяли, что предыдущее обслуживание проводилось только у дилеров (это вероятно из-за того, что в регламенте написано "Замена тормозной жидкости", но где именно не указано, а включать мозги похоже там не модно).

2. Трансмиссионное масло в КПП меняется точно так же как и в обычной МКПП - через 48-60 тыс км. в зависимости от условий эксплуатации.

Теперь о работах, которые не предусмотрены регламентом, но с них следует начинать при возникновении подозрений на некоректность работы "робота" (ествственно я исхожу их того, что все работы по регламенту выполнялись вовремя):

1. Обучение системы при помощи HDS. Предпосылками для этого являются: некорректная работа сцепления при трогании, рывки или кратковременные пробуксовки при переключениях передач. Это как правило помогает решить проблему, ведь в процессе работы сцепление изнашивается и настройки привода сцепления сбиваются, а обучение восстанавливает корректные настройки.

2. Обслуживание привода переключения передач, которое заключается в чистке и смазке шестерёнок и зубчатых штоков. Предпосылками для этого является обнаружение TCM неисправностей привода переключения передач например: P0780 (165-2) Неисправность системы переключения передач; P0919 (162-6) Истекло запрограммированное время нейтрального положения исполнительного механизма переключения передач. Неисправность вызвана заедаением штоков привода из-за накопления продуктов трения и высыхаия смазки. После сборки привода обязательно выполнение процедур калибровки привода и обучения системы.

Заключение.

Надеюсь, что после прочтения этой статьи система "i-shift" от Хонды не будет уже пугать своей нерпедсказуемостью.

В заключении хочу ещё раз акцентировать внимание на следующих особенностях "робота":

Крайне нежелательно стоять на месте с включённой передачей (режимы "A" или "R"). В городе нужно ехать примерно так: включил передачу - поехал, остановился на светофоре - выключил передачу, загорелся зелёный - включил передачу, поехал дальше; этим Вы продлите жизнь сцеплению.

Будет совершенно нелишним проводить обучение "робота" в профилактических целях присовокупив эту процедуру к плановому техническому обслуживанию автомобиля. Как часто? По моему субъективному мнению не реже раза в 45-50 тыс. км пробега или раз в два года. В зависимости от условий эксплуатации эту периодичность нужно корректировать. Например при постоянной езде по московским пробкам обучение лучше проводить каждый год.

Ну и в самом конце немного о диагностике. Как и любая электронная система, "i-shift" имеет собственную систему самодиагностики. При обнаружении неисправности у "робота" на приборной панели автомобиля загорается индикатор . В таком случае рекомендую не игнорировать это, а в кратчайшее время сделать диагностику. Если этого не сделать и не устранить неполадку, то следующая неисправность может привести к блокировке стартера и тогда до сервиса своим ходом Вы уже не доедете. Если индикатор неисправности загорелся после продолжительного толкания в пробке, остановитесь (так что бы не мешать другим участникам движения) и постойте на месте с ВЫКЛЮЧЕННОЙ передачей минут 15, двигатель при этом глушить не обязательно. Возможно TCM "заподозрил" перегрев сцепления.

Расшифровку кодов неисправностей можно найти в разделе "Документация":

Робота Асимо создавали как помощника людям. Компания Хонда прошла долгий путь развития своего андроида с 80-х годов прошлого века, чтобы в 2000 году выпустить первого в мире Asimo.

Название «Asimo» — расшифровывается как «Advanced Step in Innovative Mobility», по-русски «прогрессивный шаг в инновационную мобильность». Асимо — самый развитый андроид на сегодняшний день, сбывшаяся научно-фантастическая мечта его создателей в Хонда. Кстати, в названии японского робота многие видят сходство с именем знаменитого фантаста Айзека Азимова, но официально ничего не подтверждается.

Робота Асимо нельзя купить

Каждый Асимо — это штучная работа, на которую уходит немного меньше миллиона долларов. Однако компания Хонда не ставит своей целью продавать их. Пусть купить Асимо нельзя, робота можно арендовать примерно за 14 тысяч долларов в месяц. Что же в этом андроиде такого уникального?

Видео с Асимо с прошлогоднего Кинофестиваля «Сандэнс» (Sundance Film Festival) в Парк-Сити, штат Юта:

Поприветствуем Асимо рукопожатием

Асимо может пожать руку человеку, синхронизировавшись с ним. Он придвинется чуть вперёд, если человек сделает шаг назад или потянет робота за руку. Андроиду помогают это сделать визуальные сенсоры, отслеживающие движения человека, датчики силы в запястьях и тактильные датчики в ладонях.

Руки у Asimo очень ловкие. Каждая рука имеет 14 степеней свободы. Каждая кисть — 4, не считая суставов пальцев. А сила захвата всех его пяти пальцев составляет полкилограмма. Он может нести до 300 грамм в каждой руке и до 1 кг, используя одновременно обе руки.

Позови Асимо

Кроме умения распознавать движущиеся объекты (лица людей в том числе), робот Асимо обладает способностью слышать и воспринимать голосовые команды даже среди шума или при музыке. Asimo слышит, когда его зовут по имени и поворачивается к зовущему. Он будет «смотреть» на лицо человека, который с ним говорит и реагировать. Так же андроид обернётся на незнакомые внезапные звуки, например, падение какого-либо объекта.

Он реагирует на простые человеческие жесты и позы, понимает и изъясняется на языке глухонемых. Робот Асимо отличает знакомые лица и незнакомые. Можно показать пальцем на место или вещь, и Asimo посмотрит не на палец, а туда, куда указывают.

Помощник для дома

Этот японский робот может открывать двери, пользоваться выключателем света, носить вещи и толкать тележку в магазине или столик на колёсиках с ужином дома. Управление роботом происходит с рабочей станции или портативного контроллера.

Asimo может принести поднос, например, с напитками. Он донесёт его аккуратно, потому что будет балансировать не только кистями и руками, но и всем телом, чтобы ничего не разлить. Смотрите видео с Асимо, наливающим чай:

Рост робота Асимо позволяет ему хорошо взаимодействовать с человеком — 130 см. Asimo не мал и не велик и ему отлично подходит обычная человеческая среда, например, квартира, чтобы отлично функционировать. В течение 40 минут после каждой зарядки, у вас может быть отличный домашний помощник. Асимо может просто сопровождать вас (скорость ходьбы — 2,7 км/ч), тогда проработает дольше — час.

Робот Асимо идёт, что лебёдушка плывёт

Чтобы Асимо мог идти плавно, он помнит сразу несколько способов для движения: старт, ускорение, постоянную скорость, торможение, остановка, поворот. Все эти способы движения комбинируются. Он постоянно выбирает, как нужно повернуть стопы, какой тип походки выбрать. У его тела 57 степеней свободы в общей сложности. Смотрите видео с Асимо, где он танцует:

Бегает он, к слову, со скоростью 9 км/ч. Его ультразвуковые волновые датчики помогают отлично ориентироваться в пространстве радиусом 3 м даже во время движения. Например, стеклянные стенки он обходит с лёгкостью, когда его визуальные сенсоры не могут их обнаружить.

Кроме того, у Асимо есть лазерный и инфракрасный сенсор для ощупывания пространства вокруг. В случае обнаружения препятствия андроид не будет тормозить, чтобы перестроиться, он поменяет профиль движения во время ходьбы.

Asimo может ходить по ступеням, в отличие от многих и многих роботов. Он прекрасно с этим справляется.

«А во лбу звезда горит»

В данном случае — в груди. У любого робота должны быть лампочки-индикаторы, которые бы загорались и мигали. Иначе быть не может! 😉

На груди Асимо есть три цветных индикатора. Зелёный — низкий уровень энергии. Белый — загрузка завершена, готов к работе. Красный — питание и сервоприводы включены, готов идти.

Напоследок поговорим о весе и прочих характеристиках этого замечательного японского робота.

Робот Асимо имеет покров из магниевого сплава, что делает его прочным и лёгким — всего 48 кг. Так же вес уменьшили (относительно модели 2000-го года), заменив никель-гидридные батареи на 51,8 вольтные литий-ионные. Андроид носит их в своём «рюкзачке». У новых батарей цикл зарядки 3 часа.