iCub

iCubは、人間の認知能力と人工知能の研究を目的とした、高さ1メートルのオープンソースのヒューマノイドロボットのテストベッドです。

このロボットは、複数のヨーロッパの大学からなるRobotCub コンソーシアムによって設計され、イタリア工科大学によって製造され、現在ではITALKなどの他のプロジェクトによってサポートされています。^{[ 3 ]}このロボットはオープンソースであり、ハードウェア設計、ソフトウェア、ドキュメントはすべてGPL ライセンスの下で公開されています。名前は頭字語の一部で、cub はCognitive Universal Body の略です。このプロジェクトの初期資金は、欧州委員会の第 7 次フレームワーク プログラムのユニット E5 –認知システムとロボット工学–から 850 万ユーロで、2004 年 9 月 1 日から 2010 年 1 月 31 日までの 65 か月にわたって実施されました。

強く人間的なデザインの背後にある動機は、身体化された認知仮説、つまり人間のような操作が人間の認知の発達に重要な役割を果たすという仮説である。赤ちゃんは、手足や感覚を使って環境や他の人間と相互作用することで多くの認知スキルを習得し、その結果、世界の内部モデルは人間の身体の形によって大きく決定される。このロボットは、知覚システムの正確な再現と、小さな子供と同じように世界と相互作用できるようにすることで、認知学習シナリオを演じることを可能にし、この仮説を検証するために設計された。^{[ 4 ]}

iCubのサイズは3歳半の子供とほぼ同じです。ロボットは搭載されたPC104コントローラによって制御され、 CANBusを使用してアクチュエータやセンサーと通信します。

このロボットは、手と肩に腱駆動式の関節を採用しており、指はテフロンコーティングされたケーブル腱がテフロンコーティングされたチューブ内を通り、バネの反発力に抗して屈曲する仕組みになっている。関節角度は特注のホール効果センサーで測定され、トルクセンサーを搭載することも可能だ。指先には触覚センサーを搭載でき、分散型静電容量センサースキンも開発中である。

ソフトウェアライブラリは主にC++で記述されており、外部通信にはYARPを使用してギガビットイーサネット経由でオフボードソフトウェアによる高レベル機能を実現しています。このソフトウェアの開発はRobotCubコンソーシアムが引き継いでいます。^{[ 4 ]}このロボットは自律動作を想定して設計されておらず、そのため必要なオンボードバッテリーやプロセッサは搭載されていません。代わりに、アンビリカルケーブルが電源とネットワーク接続を提供します。^{[ 4 ]}

最終版のロボットは、以下のように構成された53の駆動自由度を備えています。

• 各腕に7つずつ
• 各手に9個ずつ（親指に3個、人差し指に2個、中指に2個、薬指と小指の連​​動に1個、内転・外転に1個）
• 頭部に6個（首に3個、カメラに3個）
• 胴体/腰に3つ
• 各脚に6個ずつ

頭部には、人間の目の位置に相当する場所に回転式のマウントでステレオカメラが取り付けられており、側面にはマイクが配置されている。また、顔面パネルの裏側には、口と眉毛を表す赤いLEDの列が取り付けられており、表情を表現できるようになっている。

最初のロボットが作られて以来、設計は何度か改訂と改良が加えられてきました。例えば、より小さく器用な手^{[ 5 ]}、より軽量で頑丈な脚、より大きな関節角度、そして這うだけでなく歩くことができるようになったことなどです^{[ 6 ] 。}

iCubは、とりわけ以下のタスクを正常に実行できる能力を実証済みです。

• 床に光学マーカーを設置して視覚誘導しながら這う^{[ 7 ]}
• 複雑な3D迷路を解く^{[ 8 ] [ 9 ]}
• 弓術、弓で矢を射ること、的の中心を狙うことを学ぶこと^{[ 10 ] [ 11 ]}
• 顔の表情により、iCubは感情を表現できる^{[ 12 ]}
• 力制御、近位力/トルクセンサーの利用^{[ 13 ]}
• ボールやペットボトルなどの小さな物体をつかむこと^{[ 14 ]}
• 非静的環境内での衝突回避、および自己衝突回避^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

これらのロボットはジェノヴァのイタリア技術研究所（IIT）によって製造され、iCubを使用して人工システムの身体化された認知を研究する小規模ながら活発な科学者コミュニティによって使用されています。iCubは主に欧州連合のさまざまな研究所に約30台ありますが、米国にも1台あります。^{[ 18 ]}北米で最初にiCubを与えられた研究者は、脳と心の計算モデルと言語習得の研究のためにStephen E. Levinsonでした。 ^{[ 19 ]}

ロボットはIITによって製造され、バージョンによって異なるものの、1台あたり約25万ユーロ^{[ 20 ]の費用がかかる[ 21 ]} 。 資金援助の大部分は、欧州委員会のE5ユニットまたは最近設立されたiCub施設部門を通じたイタリア技術研究所（IIT）から提供されている^{[ 18 ]} 。IIT でのiCubの開発と構築は、2010年に公開されたPlug & Prayという独立系ドキュメンタリー映画の一部となっている^{[ 22 ]。}

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• イブン・シーナ・ロボット
• ロボット工学

• Nosengo, Nicola (2009年8月27日). 「ロボット工学：ボールで遊ぶロボット」(PDF) . Nature . 460 (7259): 1076–8 . doi : 10.1038/4601076a . PMID 19713909 . 2010年7月30日取得. - iCubに関するNature誌の記事。
• YouTubeチャンネル- iCubに関するYouTubeチャンネル。
• iCubのプレゼンテーション- 2010年ヒューマノイドロボットシンポジウムより。
• IROS'10 - iCub研究に関するビデオとワークショップ（2010年）。
• 知能型ヒューマノイドに向けて- iCubの現在の能力を示すビデオ（2012年）
• RobotCubコンソーシアム
• iCubプロジェクト