18新利最新登入Pleo如何工作

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一个机器人圆顶龙
图片由Ugobe提供

用Ugobe首席技术官约翰·索索卡(John Sosoka)的话来说,今天的许多消费者机器人“真的为自己是机器人而庆祝……如果你看看Roboraptor或索尼AIBO,它们最酷的地方就在于它们是机器人。”然后是Pleo, Ugobe的新机器人生命形式。Pleo庆祝成为恐龙。

机器人图像廊

Pleo没有四四方方的身体和明显的关节,它像个小圆顶龙。圆顶龙是蜥脚类动物或者一种大型食草四足恐龙。圆顶龙生活在大约1.5亿年前的北美和欧洲。它们可以长到60英尺(18米)长,重约4万磅(18公吨)。但是这个物种的婴儿,从卵中孵化出来的,很小——大约是Pleo的大小。

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与真正的恐龙不同,Pleo没有性别。索索卡说:“不一定是‘他’,(但‘他’)对我来说很简单。”为了一致性,我们假设Pleo是男性,太。在它生命的最初5到10分钟里,Pleo就像一只刚孵出的小海龟,慢慢睁开眼睛,开始适应.然后,在30到45分钟的时间里,他是一个婴儿,慢慢地、试探性地探索并适应周围的世界。在那之后,他就是未成年人了。他吃草、散步、嗅嗅、玩耍和摆动。他探索世界,回应人类和其他pleo,并与环境互动。

要使这个过程看起来逼真而不是机器人,仅仅是一层逼真的人造皮肤是不够的。虽然Pleo有许多和其他机器人相同的组件,但它们一起工作的目的略有不同——创造生命的幻觉。他们不仅创造了一个功能机器人,还创造了一个令人信服的小恐龙形象。

在本文中,我们将探索Pleo背后的技术。我们先来看看Pleo是如何形成的,以及为什么它看起来像18新利最新登入圆顶龙而不是霸王龙或犹他盗龙。

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小圆顶龙

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圆顶龙:四条腿,长脖子,
图片由Ugobe提供

小恐龙的想法来自卡莱布·钟,Furby的联合发明人,Pleo的发明人之一。“(钟)创造了无数……他一直想做一只恐龙,”索索卡说。下一步是确定恐龙的种类。索索卡解释说:“我们想做一个四足动物,因为它们更稳定。”

除了稳定,Pleo还需要富有表现力。Sosoka继续说:

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情感表达和互动的能力是我们想要做的关键事情之一。为了做到这一点,我们需要恐龙的一些特征……这将使人们更容易看到情绪。最重要的是尾巴…如果一只狗有尾巴,你可以看到,当它们兴奋的时候尾巴就翘起来,当它们害怕的时候尾巴就垂到两腿之间……(如果)他们不确定,那么它就会慢慢地摇摆,然后他们决定,“哦,是的,没关系!”然后它就会摇摆。

尾巴并不是设计师选择创造圆顶龙的唯一原因。“它的脖子相对较长。很多恐龙都没有真正的长脖子,”索索卡说。“它还有一个相当大的头。Pleo的头更大…它并不完美,因为有很多东西要放进去。但想要有尾巴,有一个大脑袋,一个长脖子,四足动物的结合,让我们找到了这种特殊的恐龙。”

还有很多关于圆顶龙的研究资料。它们在北美非常丰富,所以有很多圆顶龙化石,包括婴儿和少年化石。索索卡说:“我们可以看到,这是这种动物大约两周大时的实际大小。”“所以他们从这个又大又圆的蛋里出来……当然,它们会长得很大,这个庞然大物。所以通过选择这个,选择这个大小,它就是其中一个的真实大小,如果你可以有一个舱口,在你的桌子或客厅里奔跑。”

一旦开发人员决定了一个物种,下一步就是开发一个原型。在下一节中,我们将看看Ple18新利最新登入o是如何从想法变成现实的。

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Pleo原型

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Pleo的早期版本
图片由Ugobe提供

从恐龙的想法到行走的模型需要很多东西,尤其是当目标是让模型特别逼真时。“第一个想法……我们的想法是如何制作更自然、更18新利最新登入基于角色的动画。”索索卡说。“我们正在开发一个原型,看看这个想法是否真的有效……在几个月的时间里,这导致了一点步行者。我们有一个蓝色的助行器和一个红色的助行器,它们很小,几乎像简笔画机器人由普通的业余爱好伺服器之类的东西制成。但当你看到它们移动时,就会非常有表现力。”你可以在我们的Pleo视频中看到其中一个行尸。

下一步就是把行走机器人的基本概念转化成行走的恐龙。做这件事需要一个专家团队,而且不仅仅是机器人专家。索索卡说:“我们需要的很多东西都非常、非常专业。”“我们有一个承包商大家庭……我们必须让不同的人从不同的地方飞过来。”开发Pleo的团队每天都在变化。“我们有特殊的人工智能人才、传感器人才和各种各样的人才……当你在外面的时候,你不知道你会遇到什么样的人。”

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许多专家努力让Pleo看起来和听起来真实。Sosoka解释道:

取决于你什么时候出现在实验室,你可能会看到我们18新利最新登入为Pleo做声音的重新编码环节……然后我们有录音工程师和他们一起工作……还有像雕塑家这样的人,当我们有了恐龙的基本概念时……一旦我们有了我们想要表现的恐龙的想法,我们就有了一个雕塑家,他在拉布雷亚沥青坑和历史娱乐场所制作各种恐龙雕塑……他在想办法让它更真实。

雕刻家创造了Pleo热塑性皮肤的物理纹理和形状。索索卡说:“他制作了所有这些小图案来突出皮肤上的小肿块,他制作了所有这些不同的图案碎片。”另一位专家创造了Pleo身上的颜色图案。索索卡解释说:“我们的另一个工作人员是特效喷漆专家。

Pleo栩栩如生的特质也来自于他移动的方式。接下来我们来看看Pleo行为的灵感来源。

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Pleo行为和运动

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Pleo可能比真正的圆顶龙更爱玩。
图片由Ugobe提供

Pleo有很多程序来控制他的动作。他还可以结合编程动作,根据环境创造新的动作。这样,他就可以表现出他的行为有意图或目的,并表达情绪。但这些动作并不一定反映出真正圆顶龙的行为。“我们Pleo的目标不是成为一个模特……但我们想在科学上尽可能准确,”索索卡说。

因此,Ugobe团队与古生物学家、动物学家和其他专家合作,为Pleo的行为创造了一个现实的基础,同时也使恐龙更加优雅和顽皮。“(Caleb Chung)与一些科学家合作,试图更多地了解这种生物,以及它们是如何生活的,以及它们是如何……18新利最新登入被感动了,还有他们可能听起来像什么的想法。”在这项研究中,研究小组还增加了人们喜欢宠物的品质。“有时候这个角色更像是一个索索卡说,“我们在那里加入了更多的角色,但无论在哪里,我们都尽可能地运用科学和我们对这种动物的理解。”

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无论是像恐龙还是像狗,Pleo的行为都来自人工智能。Sosoka解释道。“我们有一点记忆,有点像经典的人工智能,就像一个感知器或一个小神经元。基于Pleo世界中发生的事情[他的价值观]内存改变。”

这些变化的值允许不同的pleo根据其所处的环境表现出不同的行为。Sosoka继续说:

Pleo要做的事情的选择是基于从野外采集的动物模型。[我们可以]对其中一些过程进行数字化建模,这就是我们如何得到Pleo可以展示的一些相反的和简单的学习行为。18新利最新登入所以根据Pleo的经历,Pleo会在未来对刺激做出不同的反应。18新利最新登入所以如果Pleo。总是被虐待,或者如果他的环境中发生了很多可怕的事情,那么他就会变得不那么活跃,很难让他兴奋,诸如此类。另一方面,如果你有一只Pleo经常被玩,那么你知道当你和它玩的时候,它会更有表现力,更快乐……他可能会嚎叫或歌唱。18新利最新登入

Pleo行为上的这些变化不一定是永久性的。索索卡解释说:“在我们的设计中,Pleo并没有真正长大。他开始很年轻,他几乎不知道你在哪里碰他,他开始理解他的身体,然后移动。Pleo还没有过青春期晚期,所以他并没有真正地以他的方式……他在那方面还是有可塑性的。他仍然能够改变。”

还有Pleo的声音,通过两个演讲者在他的身体里,这些动作帮助Pleo传达了从饥饿到快乐的情绪。接下来,我们将了解如何让Pleo有表现力地移动。

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Pleo的感觉系统

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Pleo的感觉网络
图片由Ugobe提供

它需要14汽车来控制Pleo的行动。但是Pleo要做的不仅仅是漫无目的地四处走动。他的动作必须是有目的的,他必须对人和物体做出反应。为了实现这一点,Pleo需要传感器——很多传感器。

其中一些传感器是触摸传感器。索索卡解释说:“我们不想让你觉得你在找一个传感器或按一个按钮之类的东西,所以我们做的其中一件事是,我们在里面放了8个电容式传感器……电容式触摸传感器有时会亮着灯……或者在你的iPod“找到一种使用这些传感器的方法是一个挑战。“如果你在滑雪,你要把iPod从手套里压出来,这是行不通的,因为不是压力起作用。这实际上是与你体内的水相结合。”

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这意味着Pleo的皮肤——虽然是让他看起来真实的必要条件——可能会妨碍传感器。Sosoka说:

我们的想法是试着调整它们,这样你就可以和Pleo的皮肤一毛之宽,他会发现你的触摸,就像他有细细的头发或其他东西一样……事实证明,在像iPod或台灯这样的东西上运行电容式传感器非常容易,但在移动和弯曲的皮肤下的东西上运行电容式传感器非常困难,而且到处都是电机,还有所有这些电干扰……所以最终我们花了很长时间来解决干扰问题。

这些电容式传感器看起来像薄薄的金属条。它们位于Pleo的腿上、背部、肩膀、头部和下巴下面。除了这些传感器还有:

  • 红外(IR)发射器/接收器
  • 两个麦克风,恐龙的耳朵就在那里
  • 一个颜色相机
  • 红外线干扰器,可以让他探测到嘴里不透明的物体
  • 倾斜/震动传感器,用于检测他位置的变化
  • 他脚底的地面传感器
  • 他腿上马达里的力反馈传感器

解释和响应所有这些输入需要一个网络处理器和电路。在下一页中,我们将查看Pleo如何处理所有这些数据。18新利最新登入

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恐龙的处理器

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Pleo的内部传感器和电路
图片由Ugobe提供

让Pleo做出有目的的动作和声音,首先要处理他收到的所有输入。八个触摸传感器是一个重要的信息来源。18luck手机登录索索卡解释说:“每个(触摸传感器)都有专用的处理,它们可以在专用芯片内完成。”

Pleo头部的一个单独处理器处理来自身体该部位周围区域的输入。Sosoka描述了位于那里的处理能力:

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它是ARM7 32位微处理器,功能非常强大,速度非常快……该处理器负责管理通过Pleo的两个麦克风输入的声音,以实现双耳听觉。[它还处理]红外通信和红外目标检测,CMOS传感器,相机传感…它的嘴里有一个拍照干扰器,所以当我们把东西放进它嘴里时……它(对红外线)是不透明的,Pleo可以感觉到它在那里。这个处理器还管理着他下巴下面和头顶上的两个触摸传感器。Pleo略大的头并不只是为了好看。除了存储在那里的所有传感器和处理能力外,头部还包含一个电机和一个变速箱来控制他的眼睛和嘴巴。

其他处理器帮助将所有输入转化为运动。Sosoka解释道:

有四个8位微处理器,还有那些…用于控制电机。所以他们采用高级的运动描述,有点像运动的矢量格式,然后他们把它渲染成Pleo的实际运动。他们通过使用伺服电机系统来做到这一点。他们做一些其他的家务,但他们主要是运行14个马达。

Pleo的最终微处理器,另一个ARM7 23位处理器,管理着Pleo与外部世界的计算机数据的连接。“它处理SD卡,它处理USB,它管理闪光索索卡说。这个处理器也是Pleo的大脑。“它管理与头部的对话,与电机控制器的对话,它处理那里发生的所有其他事情。这就是Pleo的个性和行为存在的地方。”

在下一页中,我们将看看Pleo的身体如何执行这些指令,并探索开发18新利最新登入团队在研究Pleo的物理结构时发现的一些挑战。

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Pleo's Motors, Tails and spine

像大多数消费者一样机器人Pleo继续说道电池.这些镍金属氢化物(NiMH)电池不灵活,而且占据了很大的空间,所以它们必须装在Pleo身体最大的部分——腹部。这使得现实运动成为一个挑战。Sosoka解释道:

当你走在狗狗后面时,它们会形成s曲线。它们来回摇摆,能这样移动真的很吸引人。当你在机器人中间放置一个枢轴时,你就失去了这个可以放置所有电路板、电池和其他东西的绝佳空间。

结果是一个可拆卸的电池组,不影响Pleo背部中间的枢轴。该电池组使用镍氢电池,充电时间为4小时,电池寿命为1小时。

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另一个挑战是Pleo的尾巴,这是情绪表现的核心。诀窍是使尾巴可以移动,同时使它坚固。索索卡描述了尾巴的运动:

所以有结实的钢丝,就像一个小牵线木偶。它们控制尾巴。有四根线,水平的和垂直的相互对立。你可以做任何组合,卷起尾巴。所以这些线很结实…想象一下在所有的椎骨里都有一根尼龙。我们从两端抓住它这样它就能吸收一些张力。

马达根据他的指令移动这些电线处理器.马达还能移动Pleo的头、脖子和腿。他腿上的离合器和力反馈传感器有助于保护他的部件,并对遇到的障碍做出反应。“Pleo所有的马达都有离合器,所以如果他用脚着地,他的脚可以稍微松动。它们不能传递所有的压力。这些离合器也可以让Pleo知道你在弄他的腿,然后他就可以哭出来或跛行,”索索卡说。

Pleo有能力从它所处的环境中探索和学习。但是Pleo也有编程和定制的能力。我们将在下一页中看看它是如何18新利最新登入工作的。

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定制恐龙

Pleo用训练叶玩耍。在未来的Pleo版本中,人们可以使用训练叶来教授Pleo技巧。"width=
Pleo用训练叶玩耍。在未来的Pleo版本中,人们可以使用训练叶来教授Pleo技巧。
图片由Ugobe提供

Pleo的人工智能在他的背景下工作操作系统,生活操作系统。由于Life操作系统的功能——其中一些将在Pleo软件更新中实现——人们有机会改变Pleo的声音和行为方式。索索卡表示,总体目标是“让很多人实现他们的愿景和梦想……我们花了很多时间去做的一件事就是让人们能够更容易地表达自己的想法,即像Pleo这样的生物应该如何行动,或者围绕它创造自己的体验。”18新利最新登入

它的基本理念是,教育工作者、表演者和业余爱好者可以使用一种被称为SD卡的数字存储设备来定制Pleo。有了SD卡和读卡器,你可以创建程序和声音,并将它们从电脑中传输电脑抗辩。Sosoka说:

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Pleo有很多声音,他可以对不同的活动做出反应……它们是声音命令,可以转换成许多不同的声音。[这些命令都有]id,所以我们做的一件事就是让你在你的电脑上记录一个WAV文件,并给它起一个正确的名字……[并另存为]正确类型的文件。然后,如果你把那个文件放在SD卡上,然后把它插入Pleo,你的Pleo就会像以前一样工作,除了当你通常听到Pleo的原始声音时,Pleo会播放那个WAV文件。所以当Pleo发出恐龙的声音来吸引你的注意或试图让你喂他什么的时候,你可以录一些完全不同的东西……你想做什么都可以。"我要一个汉堡"或者"给我一个羊角面包"

Pleo即将推出的另一种定制方法是编写一个简单的计算机程序,并将其保存到SD卡中。使用Pawn脚本语言,它类似于C编程语言,人们将能够创建自己的Pleo控件。这些功能将成为Pleo开发人员工具包(PDK)的一部分。

其中许多功能将作为现有Pleos的固件升级来提供。用户将能够从Pleo网站下载升级,并使用插件将其转移到他们的PleoUSB连接。这些升级将直接传输到Pleo的内存中,但用户的修改,如新的程序和声音,将从SD卡播放。

这些都是Pleo未来的一部分,也是Ugobe的未来。该公司还没有透露下一个机器人项目,但根据索索卡的说法,“它将与Pleo有很大不同……Pleo有一个很大的空间,我们可以探索,终端用户也可以探索,所以我们可以让这个空间成熟起来。我们会在一个完全不同的空间里对下一个生命形式做些什么。”

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更多信息18luck手机登录

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更多优质链接

  • Pleo的世界:发现Pleo。http://www.pleoworld.com/discover
  • Sosoka,约翰。个人面试。10/3/2007进行。
  • Stemmerman,茱莉亚。个人通信。10/12/2007。
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