Cette note fait une analyse de la compétition des sociétés qui produisent et vendent des robots humanoïdes de petites tailles (30 à 60cm). Je ne parle uniquement de celles qui ont réussi à s'imposer sur ce marché par la qualité de leurs produits et leur contribution à promovoir la robotique humanoïde à travers des publications, l'organisation de manifestations s'adressant à un large public.
Je mettrais à jour cette note au fur et à mesure de l'évolution du blog
Aldebaran
NAO
Nao s'est distingué sur la scène internationale comme l'un des robots humanoïdes de petites tailles les plus sophistiqués jamais mis sur le marché.
L'idée derrière Nao est d'offrir une plateforme de robot simple, (relativement) abordable destinée à la recherche, mais qui peut aussi trouver sa place auprès de hobbyistes fortunés.
En Juillet 2007, Nao a été choisi comme plate-forme standard pour la compétition officielle internationale. Nao est utilisé dans plus de 400 universités dans plus d’une vingtaine de pays différents.
Le système de vision de Nao est alimenté par deux caméras CMOS 640X480 qui peuvent fonctionner jusqu'à 30 images par seconde, il est équipé d’émetteurs ultrasons, de capteurs pour éviter les objets et d’une centrale inertielle composée de 3 accéléromètres et un gyroscope deux axes qui lui permet de s'orienter, de détecter les pentes et de se relever si il tombe.
NAO est équipé de deux Processeur: x86 AMD GEODE 500 MHz.
Coté autonomie, Nao peut fonctionner pendant 90 minutes à l'aide de ses batteries 24V lithium-polymère (LiPo).
Avec son logiciel «Choreographe», les utilisateurs peuvent créer des scripts pour programmer des comportements interactifs. Choreographe est compatible avec Windows, Mac OS et Linux, et il peut être utilisé avec Python et C + +, ainsi que Microsoft Robotics Studio, Webot et Cyberbotics.
NAO est livré avec Urbi, l’OS temps réel développé par la société GOSTAI.
Depuis Novembre 2010, une édition universitaire de NAO est disponible, une version grand public est également prévue.
Selon la version et si vous êtes impliqué dans un programme de beta test, les prix peuvent varier d'environ $ 4.000 à environ $ 13.000.
Nombre de degrés de liberté (édition universitaires) : 25
Hauteur: 58cm.
Kumotek
Kumotek est une société qui a été fondée en 2004 aux Etats-Unis, est composée de deux divisions, l’une concerne les robots de services et la seconde concerne le grand public.
La division grand public a été créée récemment en collaboration Vstone , entreprise Japonaise basée à Osaka et le génial Tomotaka Takahashi, créateur de ROPID et CEO de Robo-garage.
KT-X
Le KT-X est disponible en plusieurs versions et représente à lui tout seul une famille d'humanoïdes. Le KT-X « SuperBot » le produit phare de Kumotek, possède 17 servos, un microcontrôleur 60MHz et une télécommande.
La version « Gladiator » du KT-X possède de 19 degrés de liberté afin qu'il puisse pivoter (lacet) sur l'axe de la hanche.
Le «KT-X Lite » est une variante d'entrée de gamme avec 13 degrés de liberté.
Le SuperBot est livré en standard avec un haut-parleur qui joue des fichiers *. Wav et un port pour un capteur gyroscopique / accéléromètre. Une console de contrôle à distance sans fil permet de piloter le robot en temps réel.
D’après Kumote, le KT-S est la « la première plateforme bipède à bas coût de ce genre qui est proposé aux Etats-Unis».
Le KT-S est équipé d’un processeur H8 600MHz HV de 512kB ROM/64kB RAM livrée avec 75 mouvements préprogrammés, d’une interface RS232C (115kbps) et il est livré avec le logiciel de programmation « RobovieMaker » fonctionne sur PC sous Windows.
KT-X PRO
Le KT-X Robot Humanoïde Avancée est basé sur la technologie 4G vision développée par le partenaire japonais de Kumotek, VStone qui s'est distingué à plusieurs reprises dans les compétitions de la RoboCup.
Ce robot humanoïde est très sophistiqué et est essentiellement destiné à la recherche.
Ce robot incorpore deux servos hauts de gamme à engrenages métalliques pour une stabilité améliorée, un PC embarqué, des capteurs -gyroscope et accéléromètre-, des fonctions réseau, et un système de vision à haute résolution. Les plaques bleues fournissent une protection efficace pour l'absorption des chocs lors des chutes.
Le KT-X PC incorpore un processeur Atom Z530 à 1,6 GHz, des slots d'extension mémoire, une entrée vidéo pour la vision, des haut-parleurs, un contrôleur de moteur 60 MHz, une puce gyroscope/accéléromètre à 3 axes, un appareil photo numérique 1,3 Mpx, 6 moteurs de couple élevé à engrenages en titane dans les jambes, et une protection extérieure en mousse d'uréthane pour protéger des chocs le PC et l'équipement interne.
Caractéristiques :
• Degrés de liberté : 20 axes (jambes 6x2, bras 3x2, tête 2)
• Servo : KT-S281J (6) KT-S092J (14)
• Processeur principal : AXIOMTEK PICO820 Intel Atom Z530, 1,6 GHz
• Processeur secondaire : VS-RC003HV, ARM7 60 MHz
• Capteurs : VS-IX001×1 (gyroscope 2 axes plus accéléromètre 3 axes)
• Appareil photo : 1,3 Mpx (2 axes)
• Interfaces : USB2.0×2, RGB×1, LAN (10/100/1000MBase-TX) x 1
• Autres équipements : en option, capteur optique & module mp3
Kondo Robot
C'est l'une des premières sociétés qui a investi le marché des robots humanoïdes de petites tailles destinés essentiellement aux amateurs. Kondo organise régulièrement des compétitions au Japon.
Ce robot a été commercialisé au milieu des années 2000 et est sans doute à l’origine de la toute nouvelle industrie de la robotique humanoïde qui passionne chercheurs et amateurs.
Le KHR-1 est pourvu de 17 servomoteurs qui peuvent être programmés par les logiciels sous ServoMangerR et HeartToHeart qui fonctionnent sous Windows. Il est équipé d’un processeur RoBoard 100 (x86) et d’une interface série RS232.
Il est également télécommandable à distance via une console.
Le marché visé est clairement celui des amateurs/maquettistes qui veulent construire eux-mêmes leur robot et s’amuser.
Le KHR-2HV est le successeur du KHR-1. Il est plus facile à assembler et plus robuste aussi car il est livré avec des cadres en aluminium.
Ce robot se veut ouvert à la programmation car équipé d'une carte contrôleur RCB-3J avec 24 ports E/S PWM et trois ports d'entrée analogique, et le logiciel de programmation « HeartToHeart3J ».
Les caractéristiques du KHR-2V sont les suivantes:
• 2 modules de contrôle RCB-3J avec 24 entrées/sorties PWM et 3 ports d'entrée analogiques
• 17 servomoteurs KRS-788HV ICS numériques (10kg/cm, 0.14sec/60deg)
• Câble adapteur USB -> Sériel
• Batterie NiMH 10.8V 300 mAH
Le KHR est basé sur 17 servomoteurs de degrés de liberté (DDL) + 5 servomoteurs de simulation de mouvements.
Il est équipé d’un micro-contrôleur plus puissant, le RCB-4HV qui contrôle jusqu'à 35 servomoteurs en série compatible avec le protocole servomoteur CS3.0 (en série) et un large éventail d'éléments optionnels. La carte comprend également plusieurs ports d'extension (10x A/D et 10x PIO) qui permettent l'utilisation d'un large éventail de capteurs et d'options d'extensions.
Le robot humanoïde KHR-3HV est le premier servomoteur Kondo à utiliser ICS 3.0. L'usage d'un protocole série permet la connexion de plusieurs servomoteurs en guirlande (Daisy chain). En assurant une connexion en guirlande le nombre de câbles est réduit et par conséquent prévient les problèmes de déconnexion et améliore le routage des câbles.
Le robot humanoïde KHR-3HV fonctionne avec un logiciel ouvert (actualisé en version 4). Cette nouvelle version ajoute de nouveaux mouvements et un nouveau type de programmation pour KHR. Les nouveaux logiciels incluent également des modèles de "gestion de projet" améliorant la collaboration et la performance lors des compétitions entre équipes.
Le robot humanoïde KHR-3HV est alimenté par une batterie au nickel de 10,8V-800mAh. Grâce à son chargeur rapide, une charge complète ne prend qu'une heure.
L'usage de matériaux comme l'aluminium, le polycarbonate et l'ABS renforcé de fibre de verre permet d'obtenir une structure robuste et plus légère pour le robot humanoïde KHR-3HV.
kit Premium BIOLOID
Le kit Premium BIOLOID a été conçu comme une évolution du kit BIOLOID Comprenhensive qui connais un énorme succès depuis quelques années.
BIOLOID Premium Kit apporte de nombreuses innovations qui permettent à ce robot de rentrer sur le marché de l'éducation, particulièrment au niveau collège, telles que la présence d'un Gyroscope (avec la gestion de l'équilibre Dynamic Walk Balancing), de nouvelles batteries LiPo, un nouveau Microcontrôleur (incluant 6 ports A/D pour des extensions) et enfin, un nouveau jeux d'accessoires. Un grand nombre d'accessoires accompagne le BIOLOID Premium Kit dont le USB2 Dynamixel (contrôle de la chaine servomoteurs/capteurs en direct par USB 2) ainsi que le RC100 Gamepad (manette de contrôle type console de jeux).
Protocole DYNAMIXEL
Une des fonctions uniques des kits BIOLOID est le protocole Dynamixel qui est un bus de données permettant de connecter tous les servomoteurs et capteurs en série (grâce à un seul 1 câble entre les éléments) tout en ayant la possibilité d'y accéder indépendamment par leur ID (équivalent de l'adresse IP pour les éléments du robot). Le kit BIOLOID Premium contient 18 servomoteurs AX-12 qui peuvent être assemblés de nombreuses façons.
Micro-controleur
- Processeur ATMEGA 256
- 6 ports GPIO + A/D pour connecter des extensions et capteurs additionnels
- Un port pour le Zigbee et le récepteur IR est maintenant disponible à l'extérieur du boiter afin de permettre des changements plus aisés. De plus, ce port peut être utilisé pour étendre les capacités du robot en connectant des capteurs externes (même d'autre fabricants que Robotis).
- Micro et Buzzer intégrés
- Conçu pour la gestion des batteries LiPo: coupure automatique et monitorage temps réel du niveau de charge
- Le performant bus de données Dynamixel est toujours présent avec 5 connecteurs pour les chaines de servomoteurs.
Suite Logicielle RobotPlus
Roboplus est la nouvelle suite logicielle utilisée par le lit BIOLOID Premium. Elle représente une évolution considérable par rapport à la précédente suite présente sur les kits BIOLOID Beginner et Comprehensive. La suite Roboplus est aujourd'hui, et de loin, la plus avancée offre logicielle pour la programmation de robots.
- RoboPlus Motion est l'outil qui permet la programmation des mouvements de vos robots. Il inclut les fonctionnalités: "Catch & Play", "3D Motion Editor" et "Inverse Kinematics Engine". De plus, le logiciel est capable de communiqué avec Microsoft Excel afin d'affiner les positions des servomoteurs sur la base de vos propres calculs. Une fonctionnalité unique sur le marché.
- RoboPlus Task permet le développement des comportements autonome des robots. Roboplus Task est un logiciel graphique conçu pour être accessible à tous et basé sur un modèle de langage orienté objet de type C. Vous pourrez donc utiliser des fonctions simples de type LOOP, IF ou FUNCTION qui permettent de rapidement programmer des comportements complexes sans pour autant passer par une longue phase d'apprentissage. D'autre part, Roboplus Tasks inclut une fonction unique CALLBACK (appelée toutes les 8 ms) qui permet l'ajustement en temps réel de tâches demandant de la précision telle que la marche (retour d'information du gyroscope en temps réel). Roboplus Tasks est parfait pour les personnes qui veulent faire leur premiers pas dans la robotique mais aussi pour les experts car il permet des phases de prototypage rapides (sans compilation et chargement systématique du firmware).
- RoboPlus Manager a été conçu pour gérer l'ensemble des fonctionnalités de votre robot. Ce logiciel rassemble la gestion du Firmware, du bus Dynamixel et du débogage. RoboPlus Manager offre une vue unique sur l'ensemble des composants connectés au bus Dynamixel et permet d'éditer les paramètres de chacun d'eux en temps réel.
- RoboPlus Terminal est l'outil logiciel classique qui permet une interaction directe avec le robot en mode texte (console de commande). D'autre part, RoboPlus Terminal peut être utilisé pour visualiser les informations de debug de RoboPlus Tasks. L'utilisateur peut également créer ses propres informations de debug grâce à la fonction PRINT de RoboPlus
DARWIN-OP
Darwin-OP est Parrainé par la National Science Foundation (NSF) aux États-Unis, darwin-OP est développé par Virginia Tech, en collaboration avec l'Université de Purdue, l'Université de Pennsylvanie, et ROBOTIS Co., basée sur la technologie primée des robots humanoïdes de la série DARWIN en développement depuis 2004.
Darwin-OP est un concentré de technologie du haut de ses 45 cm et de ses 2,8kg. Il compte 20 servo-moteurs RX-28M, 1 accéléromètre, 1 gyroscope et 2 caméras qui sont controlés par un processeur Intel Atom cadencé à 1,6Ghz, épaulé par 1Go de RAM DDR2. Le disque Flash de 4 Go est secondé par un port miniSD et 2 ports USB, ce qui facilite l'installation du système qui peut être : Linux, XP ou Windows 7.
C'est sans doute le seul vrai concurrent de NAO, en termes de fonctionnalités offertes, aujourd'hui sur le marché.
Spécifications techniques de DARwIn-OP
Performances et caractéristiques générales du robot DARwIn-OP
- Hauteur : 45,45cm
- Poids : 2,9 kg
- Processeur principal Intel Atom Z530 à 1,6Ghz, 4GO mémoire flash SSD
- Carte contrôleur CM-730 avec ARM Cortex M3 à 72Mhz
- Vitesse de déplacement par défaut : 24cm/s
- Temps mis par le robot pour se relever quand il est sur le dos : 2.8 s
- Temps mis par le robot pour se relever quand il est sur le ventre: 3.9 s
Connectique disponible sur le robot DARwIn-OP
La connectique disponible sur le robot DARwIn-OP est la suivante:
- Un port HDMI
- Deux ports USB
- Un port Ethernet
- Un câble batterie
Le robot DARwIn-Op est doté des capteurs suivants :
- Un gyroscope 3 axes
- Un accéléromètre 3 axes
- Deux microphones
- Une caméra USB
- Des yeux avec led
Motorisation
La motorisation est composée de 20 moteurs Dynamixel MX-28
- 6 degrés de liberté pour chaque jambe
- 3 degrés de liberté pour chaque bras
- 2 degrés de liberté pour le cou
Alimentation
DARwIn-Op est doté d'une batterie Li-PO 11.1V 1000mAh. Un mode stand-by est disponible afin de limiter la consommation électrique. La batterie a une autonomie de 30 minutes.