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gitai是一家机器人创业公司,在日本和美国设有办事处,正在开发一项技术,可将人形远程呈现机器人(telepresence robots)放置在太空中以接替宇航员。日前,gitai宣布与日本宇宙航空研究开发机构(jaxa)达成一项联合研究协议,以了解机器人在轨道上的实用性,目标是大幅减少将食物和空气送往国际空间站所耗费的资源。

同样值得注意的是,gitai有一些新员工,包括来自著名(有点神秘)的日本双足机器人公司schaft。关于schaft,大致介绍一下:该公司由东京大学jsk实验室成员创建,旨在建立一个机器人,参加2013年darpa机器人挑战赛;schaft以绝佳成绩赢得了drc比赛,总分32分拿下了27分,比第二名(ihmc)足足高出了7分。 darpa并不是唯一一个对schaft表现印象深刻的人:谷歌也是如此,所以很快就收购了schaft(以及波士顿动力公司和其他一些知名机器人公司)。

然而,由于似乎是来自谷歌的阻力,schaft没有参加drc总决赛,直到2016年他们展示了一款新的步行机器人时,我们才听到他们的消息。 2017年,软银曾试图与波士顿动力公司一起,从谷歌打包收购schaft,但据报道,在“一名或多名schaft员工拒绝加入软银”之后,交易失败了。

现在看来,至少有两名schaft员工加入了gitai,其中包括schaft创始人兼首席执行官yuto nakanishi和schaft软件工程师ryohei ueda。以下是nakanishi博士的一份声明,描述了他最终选择了gitai。

“我一生致力于机器人研究。在过去的八年里,我帮助建立了schaft,使双足机器人成为现实,这是我儿时的梦想,并在darpa机器人挑战赛中首次出现,随后被谷歌收购,继续致力于双足机器人的实际应用。2018年底,谷歌解散了schaft,但我现在并不后悔,因为我们schaft致力于世界最高水平的双足机器人,并在当时做了一切可能的事情。我还有一个儿时梦想。那就是创建第一个在太空中工作的机器人。自schaft解散以来,我曾多次与多家企业接触,我相信gitai是帮助我实现这个梦想的团队,这也是我决定加入他们的原因。我们一定会创造出世界上最伟大的机器人,它将在太空中发挥作用。让我们保持期待吧。”

以下是gitai和jaxa如何描述他们的机器人计划:

近年来,随着国际空间领域开发竞争的加剧,外太空的工作也在迅速增加,除了国际空间站(iss)外,美国的私营企业和其他公司已经开始建造多个商业空间站,如太空酒店和科学实验空间站。

gitai的目标是用机器人取代宇航员,这些机器人可以在低地球轨道空间站从地球进行远程控制而长时间工作,以减轻宇航员的负担,缩短在太空中工作所需的时间,并降低成本。

从2018年12月25日至27日,jaxa在国际空间站日本实验舱kibo的模型中,gitai根据jaxa提供的宇航员任务清淡,进行了gitai机器人代替宇航员的实验。实验发现gitai机器人成功完成了72%(13/18)的任务。

gitai表示,他们的机器人将“把太空工作的成本降低到”使用真正宇航员成本的10%,取而代之的是依靠地面上的人类进行身临其境的远程操作。正如你所料,地球和轨道之间的沉浸式远程操作问题是在一个受限的网络上来回获取数据。 gitai的秘密武器之一是将分辨率2.7k的360°摄像头的数据从原来的800 mbps压缩到平均2.5 mbps。与此同时,他们设法将延迟降低到60ms,这对于与太空通话来说真的非常厉害。他们的计划是到2020年将所有工作在低地球轨道上进行。

有关详细信息,美国电气电子工程师学会旗舰出版物ieee spectrum通过电子邮件与gitai的创始人兼首席执行官sho nakanose进行了交谈。

ieee spectrum:您为什么决定从事远程呈现机器人的工作?

sho nakanose:我们希望通过使用机器人技术来解决人类旅行的成本和安全问题。此外,人类旅行问题是航天工业中最紧迫和根深蒂固的问题,因此我们正在研究太空远程呈现机器人,因为它们比自动机器人更快地实现。

你正在开发的机器人与其他专为太空工作而设计的类人机器人相比如何,如nasa的robonaut 2?

有两个主要的不同点。首先是设计理念。像robonaut 2这样的其他类人机器人非常注重研究目的的创新。我们的重点是实际设计,该设计考虑到实际的空间网络基础设施以及在空间站内短时间内完成一般工作并能够长时间运行的能力。

第二是技术实力。当注重实用性时,提高操作员所观看到的图像质量,同时最小化通信延迟对远程操作机器人的操作性能具有最直接的影响。因此,除了开发机器人技术外,我们还开发了独特的图像数据缩减和压缩技术以及低延迟通信技术。

太空中的哪些任务最适合远程操作机器人?宇航员需要做什么呢?

远程操作的机器人最适合于不需要人工完成的简单工作,以及不需要在飞行器外开展的危险工作。随着时间的推移,宇航员可以将时间花在其他活动上,例如高级工作和调查。

如何更改空间站上的系统和接口,以便机器人更容易适应它们?

在国际空间站的情况下,我们认为变化将限制在最低限度。具体而言,机器人难以处理的软材料可能会减少,并且夹具会使机器人更容易移动并控制其姿势。对于正在建造的私人空间站,有可能安装有助于机器人移动和控制其姿势的轨道或其他设备。此外,一些工作很可能从一开始就是自动化的。

你如何看待低地球轨道以外远程空间机器人的未来?

我们认为未来在太空工作的机器人将通过自主和自动化来实现。说到近地轨道空间站的工作,在那里物理延迟不是什么大问题,远程呈现机器人有更好的性能,可以比自主机器人更快地实现,所以我们首先要让远程呈现机器人更实用。

然而,例如,当在月球表面上工作时,单是物理上的延迟就至少为1.2秒,因此难以使用远程呈现机器人,并且我们认为需要使用半自主/半自动操作机器人进行工作。我们正在进行由一名机器人博士领导的研究,他开发了自主机器人,所以在我们的研究和开发工作中,我们积极追求自主机器人的开发。

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