本田雙足行走機器人ASIMO :變得「更像人」

    本田的雙足行走機器人ASIMO又上了一層樓：它機智聰明、手腳靈活，可根據周圍的情況採取恰當的行動。看上去就像人一樣完成各種動作，未來實用化的可能性進一步擴大。 

　　這是在機場的一個場景。在自動售票機前，一名乘客因不清楚機器的操作方法而躊躇著，這時身後響起了一個聲音： 

　　「您需要幫助嗎？」 

　　說話的並不是機場工作人員，而是與兒童一般高的雙足行走機器人。機器人邊與乘客簡單交談，邊熟練地辦理售票手續。手續即將辦完時，另一臺相同型號的機器人穿過機場熙攘的人群走過來。 

　　「需要幫您搬運託運行李嗎？」 

　　乘客將行李箱交給說話的機器人，機器人就將行李搬運到了櫃檯。先前那臺機器人此時則辦完了售票手續，又開始用漢語和旁邊的中國客人交談。 

　　這種情景的實現，或許已為時不遠：本田2011年底全面改進了雙足行走機器人ASIMO。此前，該機器人一直作為該公司的吉祥物出頭露面，而此次身體行動能力及智能水平大幅提高了的「升級款」，為實現諸如上述場景中的應用帶上了現實的色彩。 

    手握紙杯不會弄破 

　　此次改進的一大關鍵點是，身體行動能力與作業能力得到提高。作業能力方面，ASIMO可以靈巧地使用5根手指。比如，可以完成旋轉打開瓶蓋，並將液體 倒入紙杯的一系列動作。這要求能夠準確判斷瓶蓋的大小、打開瓶蓋所需要的力量，以及對紙杯這類柔軟物體可持續握持而不弄壞、不掉落所需要的精確力量增減， 並將其反映到動作中。 

　　之能夠這樣動作，是因為可用5根手指的指尖內置的6軸傳感器，與手掌的觸覺傳感器一道準確檢測壓力或施力的方向。ASIMO的開發者——本田技術研究所主任研究員重見聰史解釋說，「要成為人類的幫手，需要5根手指全部能夠準確地動作」。 

5指中內置的傳感器與油壓產生的動力，使得打開瓶蓋及手語等精細動作的實現成為可能

    為了提高動作的精密度，可動部分也由原來以拇指及其他手指兩處內置的馬達來驅動的形式，改成了以油壓使一隻手有13處可動的設計。由此，新型ASIMO不僅可進行精密作業，還能完成手語等複雜的手指動作。 

　　除了手部作業能力之外，還大幅提高了以腿部為主的身體行動能力。新型ASIMO能以最高9km（原來為6km）的時速奔跑，還能雙足或單足跳躍，而且在地面上有最大2cm的凹凸時也能邁過繼續行走。

通過減輕腿部重量，使腳部更加纖巧，實現了時速為9km的奔跑及跳躍等能力

   為了實現這樣的身體運動能力，ASIMO首先減輕了腳部的重量。如重見所言：「穿著鐵鞋動作是無法敏捷的」，新型ASIMO與老款相比，總體重量以腳部為中心減輕了6kg。而且將腿部做得更細，擴展了可動範圍。 

　　另外，還通過在腰部配備傾斜傳感器，使ASIMO具備了跳躍時可在空中檢測平衡狀態，並在著地時修正失衡動作的功能。在空中停留的時間最大為0.1秒左右，除提高了機構部分的性能之外，還可通過傳感器控制平衡。

識別能力提高的新型ASIMO

    變為「會隨機應變」的機器人

　　此次ASIMO全面改進時的最大亮點是，對運動能力的提升有巨大助益的是智能強化。此前採用的是執行預先確定的程序的行動模式，而此次則能夠根據當時的不同情況由ASIMO自行作出判斷，並採取恰當的行動。 

　　老款ASIMO曾在智能方面有過失敗經歷。數年前ASIMO曾被邀請參加某個國際會議的活動。因時間安排向後推遲，ASIMO跑著登上舞臺，旋即便退 場，走馬觀花地走了一遭。ASIMO上場時，坐在最前排的某國第一夫人向ASIMO揮手打招呼，ASIMO本來具備有人向其揮手時自動回應的功能，但此時 卻優先執行了奔跑的程序，因此未回應就退場了。也就是說，「不會隨機應變」。 

　　而且，原來的ASIMO還有一個缺點，那就是當有3～4人同時發話時，處理能力就會崩潰，只會沉默不語。此次這些問題一併得到了解決。 

　　比如，當一臺ASIMO進行演示時，另一臺ASIMO端來了茶水。要在以前，第一臺機器人會繼續演示，而此次的新型機器人則會中斷演示，並說，「茶來了，請用茶」（下圖）。在對話功能上，還能通過視聽覺傳感器，同時聽出3個人的話語。 

可相應於情況變化，通過重組多種行動模式，可實現靈活而複雜的行動

    這些功能的獲得是由於全面調整了編程構思。此前是將行動按1到10的順序編程並執行的。這意味著只能按照指示行動。當情況有變，需要改變次序時，或者需要採取預料之外的行動時，機器人就無法隨機應變。 

　　因此，新型ASIMO以一個動作為單位將程序模塊化，並採取了可按照不同情況組合模塊群的辦法。比如，對從A到E的5個行動不是按順序作出，而是可以進行類似ACBDE順序的重新組合。據稱，組合方式在數萬種以上。 

　　支撐這種情景識別的是傳感器功能。前面提到的手部及足部傳感器自不待言，眼睛採用可同時看到近、遠的雙模立體攝像頭，耳朵採用8通道高功能麥克風，才實現了及時準確地把握情況。 

  「派生機型」活躍在災後重建一線

　　即便在有數人走動的走廊裡，新型ASIMO也能準確掌握每個人走動的速度、隨時預測其狀況變化，並可敏捷地調整步伐以避免與人相撞。這是除了識別能力之外，還有了可敏捷行動的身體能力，以及可自行重組行動模式的智能以後，才首次實現的。 

　　新機型可以不等指示，而是自行判斷並執行人類常見的動作模式。舊款ASIMO機器人的意義最多不過是「輔助人類行動」，而新型ASIMO則可以說是實現了與人類極為接近的行動模式。 

　　重見稱，「從身體協調能力出發，此次在一個機型上實現了從識別、判斷直到動作等多種能力。今後的課題是將這些能力提高到什麼程度才能實現社會價值」，表現出了實現商業實用化的積極態度。今後打算反覆進行實證實驗，不斷加以改進，以實現更為複雜而準確的動作。 

　　「機器人的優勢是記憶力以及重複能力。如果性價比合適，就有望實用化」（重見）。目前設想的用途有篇首提到的在機場及科學館等場所引領客人，以及介紹操作方法等。 

　　本田在此次全面改進ASIMO的同時，還試製了作業臂機器人。該機器人應用了ASIMO開發中培育的技術，是能夠在不穩定的場所控制姿勢並完成複雜動作的多關節機器人，在災害現場或危險場所可遠程操作。 

今後，小型輕量且可做複雜動作的ASIMO的機器人技術有望用於救災一線等

    2011年，日本接連遭遇了地震、海嘯及核電事故，由ASIMO派生出來的機器人有望在災後重建一線發揮作用。這也是ASIMO的實用化成果之一。不 僅限於ASIMO，隨著機器人技術的提高，人們身邊出現輔助機器人的時代或許就在不遠的將來。（日中技術產業信息網 供稿）