Surena ( перс . سورنا ) — серия иранских человекоподобных роботов , названных в честь парфянского генерала Сурены . Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) поместил Surena в число выдающихся роботов в мире после анализа его производительности. [1]
Проект SURENA I(1) был создан в Центре передовых транспортных средств (CAV) Тегеранского университета при финансовой поддержке Научно-исследовательского общества иранской промышленности и горнодобывающей промышленности. Рост и вес SURENA составляют 1,65 метра и 60 килограммов соответственно. Он может синтезировать речь на персидском языке, двигаться по траекториям и играть в базовую версию футбола.
Первый человекоподобный робот SURENA был разработан в 2007 году и имел 8 степеней свободы.
SURENA была разработана для демонстрации возможностей университета в области человеческой робототехники.
[SURENA II — гуманоидный робот размером со взрослого человека, созданный в Тегеранском университете в Иране под руководством профессора Агиля Юсефи-Комы. SURENA II был построен командой из 20 инженеров и студентов менее чем за два года и был представлен в Тегеране 3 июля в рамках празднования в стране «Дня промышленности и шахт» президентом Ирана Махмудом Ахмадинежадом. Эта усовершенствованная версия SURENA I обладала несколькими возможностями, такими как способность ходить как человек, кланяться и стоять на одной ноге. SURENA II весит 45 килограммов и имеет рост 1,45 метра с 22 степенями свободы (DoF): каждая из ног имеет 6 DoF, руки — 4 DoF, а голова — 2 DoF. Чтобы заставить робота ходить и двигать головой, оператор использует пульт дистанционного управления. Использование системы управления с обратной связью, которая обеспечивает динамическое равновесие, приводит к гораздо более человеческому движению и опоре на гироскопы и акселерометры для сохранения устойчивости. Профессор Юсефи-Кома, директор Центра перспективных транспортных средств (CAV) и Лаборатории перспективных динамических и управляющих систем (ADCSL) в Тегеранском университете, заявил, что цели заключаются в изучении «как теоретических, так и экспериментальных аспектов двуногого передвижения» и «продемонстрировать студентам и общественности волнение от карьеры инженера».
Следующая итерация Surena была профинансирована Организацией промышленного развития и реконструкции (IDRO) Ирана и построена командой из 70 человек в Тегеранском университете. Его увеличенные степени свободы (31) сопровождались более высоким весом в 98 кг и высотой 1,98 метра, а также улучшениями в маневренности, скорости и интеллекте. SURENA III реализовала новые системы датчиков и управления двигателями, а также некоторые элементы искусственного интеллекта.
14 декабря 2019 года было официально представлено четвертое поколение гуманоидного робота Surena. Робот был разработан в CAST (Центр передовых систем и технологий) более чем 50 исследователями под руководством доктора Агиля Юсефи-Комы, профессора машиностроения Тегеранского университета. Представление включало движения верхней и нижней части тела, взаимодействие с хозяином и речь. Проект финансируется заместителем президента по науке и технологиям и считается символом технологического прогресса в направлении мира и человечества с целью разработки соответствующей исследовательской платформы, более развитой, чем предыдущие версии.
Первая и самая простая версия робота (SURENA I, 2008) имела всего 8 степеней свободы (DoF), а вторая (SURENA II, 2010) имела 22 DoF со скоростью ходьбы 0,03 метра в секунду. По сравнению с третьим поколением (SURENA III, 2015), у которого было 31 DoF, новый гуманоидный робот размером со взрослого человека имеет 43 DoF и более высокую ловкость рук, что позволяет ему захватывать различные предметы разной формы. SURENA IV имеет высоту 1,7 метра и массу 68 килограммов; он намного легче и меньше, чем SURENA III (98 килограммов и высота 1,9 метра) из-за лучшей конструкции структуры, основанной на оптимизации топологии, компактной конструкции настраиваемого привода и технологии 3D-печати SLA , используемой для его покрытия.
В новом поколении частота контура управления была увеличена до 200 Гц за счет использования платы FPGA, что позволило реализовать онлайн-контроллеры и оценщики. С помощью Robot Operation System (ROS) мониторинг состояния, реализация алгоритмов в реальном времени и одновременный запуск нескольких программ стали простыми.
Улучшение взаимодействия робота с окружающей средой было одной из основных целей проекта SURENA IV. Робот обладает возможностями обнаружения и подсчета лиц , обнаружения объектов и измерения положения, обнаружения активности, распознавания речи (преобразование речи в текст) и генерации речи (преобразование текста в речь), что позволяет достичь лучшего голосового пользовательского интерфейса . Онлайн-захват, отслеживание лица и объекта, а также имитация действий были реализованы путем объединения возможностей ИИ и планирования движений всего тела.
В то время как средняя скорость SURENA III составляла 0,3 километра в час, SURENA IV может ходить непрерывно со скоростью 0,7 километра в час благодаря динамическому движению своего центра масс и онлайн-контроллерам. Робот может ходить по неровной местности, используя новые контактные датчики в подошве. Исследователи из CAST разработали онлайн-контроллеры контакта для регулировки угла и положения стопы во время шага. Gazebo, Choreonoid и MATLAB использовались для моделирования движения робота и оценки различных сценариев, включая движения верхней и нижней части тела (например, ходьба боком, ходьба назад, поворот и восстановление толчком).