ナオ（ロボット）

NAO エボリューション V5
ロボカップ、2016
メーカーアルデバラン（旧アルデバランロボティクスおよびソフトバンクロボティクス）
国フランス
創設年2008年（初公開版）
タイプヒューマノイドロボット
目的研究、教育、エンターテイメント
Webサイトhttps://www.maxtronics.com/en/nao6
2011 年 10 月、スイスのジュネーブで開催された Fêtons Linux でのNao ロボット(ビデオ)
Webots RoboCupサッカーシミュレーションにおける Nao ロボット
映画を観る愛し合うカップルを模した2台のNAOロボット

Nao（ナオ、発音は）は、現在は解散したパリのフランスのロボット企業アルデバラン（旧称アルデバラン・ロボティクス、ソフトバンクが所有していた頃はソフトバンク・ロボティクス・ヨーロッパ）が開発した自律型でプログラム可能なヒューマノイドロボットである。このロボットの開発は、2004年のプロジェクトNaoの開始から始まった。2007年8月15日、Naoはソニーのロボット犬アイボに代わり、国際ロボットサッカー大会であるロボカップ・スタンダード・プラットフォーム・リーグ（SPL）で使用されるロボットとなった。[ 1 ] Naoはロボカップ2008と2009で使用され、NaoV3Rはロボカップ2010のSPLのプラットフォームとして選ばれた。[ 2 ]

2008年以降、このロボットは複数のバージョンがリリースされています。Nao Academics Editionは、大学や研究所の研究・教育目的で開発されました。2008年に機関向けにリリースされ、2011年には一般公開されました。その後、Naoプラットフォームには、2011年のNao Next Gen、2014年のNao Evolution、2018年のNao 6など、様々なアップグレードがリリースされています。[ 3 ] [ 4 ]

Naoロボットは、世界中の多くの学術機関で研究・教育目的で利用されています。2024年現在、70カ国以上で13,000台以上のNaoが稼働しています。[ 4 ]

開発の歴史

アルデバラン・ロボティクスは、2004年に「プロジェクトNAO」でロボットの開発を開始していたブルーノ・メゾニエによって2005年に設立されました。[ 4 ] Naoのプロトタイプ6台は2005年から2007年の間に設計されました。2008年3月、ロボットの最初の量産バージョンであるNaoロボカップエディションが、その年のロボカップの出場者にリリースされました。[ 5 ] Naoアカデミックエディションは、2008年後半に大学、教育機関、研究室にリリースされました。

2010年の夏、NAOは中国の上海万博でシンクロナイズドダンスを披露し、世界的な注目を集めた。[ 6 ] 2010年10月、東京大学は、ロボットを活発な実験助手として育成することを期待して、中村研究室に30台のNAOロボットを購入した。[ 7 ] 2010年12月、NAOロボットがスタンドアップコメディのルーチンを行うデモンストレーションが行われ、[ 8 ]彫刻されたアームと改良されたモーターを備えたロボットの新しいバージョンがリリースされた。2011年5月、アルデバランは、NAOの制御ソースコードをオープンソースソフトウェアとして一般に公開すると発表した。[ 9 ] 2011年6月、アルデバランはインテルキャピタルが主導するベンチャー資金調達ラウンドで1,300万米ドルを調達した。[ 10 ] 2013年、アルデバランは日本のソフトバンクモバイルに1億ドルで買収された。 [ 11 ]

2011年12月、アルデバランは高密度カメラ、堅牢性の向上、衝突防止システム、歩行速度の向上など、ハードウェアとソフトウェアの強化を特徴とするNao Next Genをリリースしました。[ 3 ]耐久性の向上、多言語音声合成の改善、新しいアルゴリズムを使用した形状と顔の検出と認識の改善、4方向マイクを使用した音源位置の改良を特徴とするNao Evolutionは、2014年6月にリリースされました。[ 4 ]

アルデバラン・ロボティクスは2015年にソフトバンクグループに買収され、ソフトバンクロボティクスにブランド名を変更しました。2022年7月、このフランス企業はユナイテッド・ロボティクス・グループに売却され、再びアルデバランにブランド名を変更しました。

2025年6月、NAOの開発元であるアルデバラン（旧ソフトバンクロボティクスヨーロッパ）がフランスで破産手続きに入ったと報じられました。この法的申し立てにより、2018年以降ハードウェアの大幅なアップグレードが行われていなかったNAOとPepperプラットフォームの将来に不確実性が高まりました。[ 12 ]

翌月、アルデバランの資産は中国企業のマックスビジョン・テクノロジーズに買収され、同社はアルデバランのロボットの開発を継続するために専用の新部門であるマックストロニクスを設立した。[ 13 ]

学術的および科学的使用

2011年以来、ハートフォードシャー大学とそのボールドハーツ・ロボカップ・チーム、アラハバードのインド情報技術大学、東京大学[ 7 ]、インド工科大学カンプール[ 14 ] 、 サウジアラビアのキング・ファハド石油鉱物大学、サウスウェールズ大学、モンタナ州立大学など、世界中で200を超える学術機関がこのロボットを活用してきました。[ 15 ] [ 16 ] 2012年には、寄贈されたNAOロボットが英国の学校で自閉症の子供たちの教育に使用されました。子供たちの中には、子供らしく表情豊かなロボットに人間よりも親しみを感じた子もいました。[ 17 ] [ 18 ]より広い文脈では、NAOロボットは、子供たちにロボットやロボット産業を紹介するために、多数の英国の学校で使用されています。[ 19 ]

2014年末までに、5,000台以上のNAOロボットが70カ国の教育機関や研究機関で使用されている。[ 4 ] 2015年、三菱UFJフィナンシャル・グループは、日本の銀行支店で顧客サービス用としてNaoロボットの試験運用を開始した。[ 20 ] 2015年7月、ニューヨークのレンセラー工科大学で行われた哲学実験で、Naoロボットが基本的な自己認識を示すことが示された。この実験では、3台のロボットが設置され、そのうち2台はミュートされた。次に、2台には「音声を消す薬」が与えられたと伝え、どれが与えられていないかを答えるように求められた。ミュートされていないロボットは、最初はわからないと答えた後、自分の声を聞いて、音声を消す薬が与えられていないことを理解することができた。[ 21 ] 2015年9月、フランス保健医学研究所は、国際宇宙ステーションの乗組員の訓練や高齢患者の支援を目的としたロボット「自伝的記憶」システムをNAOロボットを使ってテストした。[ 22 ]

Naoは、学校、大学、短期大学などでプログラミング教育や人間とロボットのインタラクションに関する研究に利用できる研究用ロボットです。[ 23 ]

2018年8月、RobotLABはSTEM、コーディング、エンジニアリングにおけるNAOの活用を強化する学校向けオンライン学習プラットフォームをリリースしました。[ 24 ]

ヘルスケアの利用

2004年のリリース以来、Naoは介護施設や[ 25 ]学校での使用、自閉症児のアシスタント家庭教師としての使用など、さまざまな医療現場でテストされ、導入されてきました。 [ 26 ]

デザイン

Naoロボットプラットフォームの様々なバージョンは、2、14、21、または25自由度（DoF）を備えています。ロボカップ競技会用に、21自由度で駆動ハンドのない特殊モデルが開発されました。すべてのNao Academicsバージョンには、加速度計、ジャイロスコープ、そして空間内でのNaoの安定性と位置決めを提供する4つの超音波センサーを備えた慣性計測ユニットが搭載されています。脚付きバージョンには、8つの力覚感知抵抗器と2つのバンパーが含まれています。2014年のNao Evolutionは、より強力な金属関節、改良されたグリップ、そして4つの指向性マイクを活用した強化された音源位置特定システムを特徴としていました。[ 4 ]最新バージョンのNao 6は2018年6月に発表されました。[ 27 ] [ 28 ]

ソフトウェア

Naoロボットは、NAOqiと呼ばれる専用のLinuxベースのオペレーティングシステムによって制御されます。[ 4 ]このOSは、4つのマイク（音声認識と音源定位用）、2つのスピーカー（多言語テキスト読み上げ合成用）、2つのHDカメラ（顔や形状認識を含むコンピュータービジョン用）を含むロボットのマルチメディアシステムを強化します。ロボットには、 Choregrapheと呼ばれるグラフィカルプログラミングツール、[ 29 ]シミュレーションソフトウェアパッケージ、ソフトウェア開発キットを含むソフトウェアスイートも付属しています。Naoはさらに、Microsoft Robotics Studio、Cyber​​botics Webots、Gostai Studio（URBI ）と互換性があります。[ 30 ]

2018年8月、RobotLABはEngage! K12をリリースしました。これは、STEM、コーディング、エンジニアリングにおけるNAOの活用を促進する学校向けオンライン学習プラットフォームです。[ 24 ] 2018年2月、フィンランドのUtelias Technologiesは、NAOを使った言語学習を支援する学習アプリケーション、Elias Robotをリリースしました。[ 31 ]

仕様

ロボットバージョン ナオ V3+ (2008) ナオ V3.2 (2009) ナオ V3.3 (2010) ナオ・ネクスト・ジェン（V4）（2011）[ 32 ]ナオエボリューション（V5）（2014）[ 33 ]ナオパワー6 (V6) (2018) [ 34 ]
身長 573.2ミリメートル（22.57インチ） 573ミリメートル（22.6インチ） 574ミリメートル（22.6インチ）
深さ 290ミリメートル（11インチ） 311ミリメートル（12.2インチ）
幅 273.3ミリメートル（10.76インチ） 275ミリメートル（10.8インチ）
重さ 4.836キログラム（10.66ポンド） 4.996キログラム（11.01ポンド） 5.1825キログラム（11.425ポンド） 5.305キログラム（11.70ポンド）5.48キログラム（12.1ポンド）
電源 21.6Vで 27.6Whを供給するリチウム電池21.6Vで48.6Whを供給するリチウム電池21.6Vで 62.5Whを供給するリチウム電池
自律性 60分（アクティブ使用） 90分（アクティブ使用）
自由度 25 [ 35 ]
CPU x86 AMD GEODE ​​500 MHz インテル Atom Z530 @ 1.6 GHzIntel Atom E3845 クアッドコア @ 1.91 GHz
ラム 256MB 1GB 4GB DDR3
ストレージ 2 GBのフラッシュメモリ 2 GB フラッシュメモリ + 8 GB マイクロ SDHC 32GB SSD
内蔵OS OpenNAO 1.6 (OpenEmbedded ベース) OpenNAO 1.8 (OpenEmbeddedベース) OpenNAO 1.10 (OpenEmbeddedベース) OpenNAO 1.12 (Gentoo ベース) NAOqi 2.1 (Gentoo ベース) NAOqi 2.8 (openembedded ベース)
対応OS Windows、Mac OS、Linux
プログラミング言語 C++、Python、Java、MATLAB、Urbi、 C、.Net
シミュレーション環境 ウェボット
カメラ
  • カメラ x 2:
    • OV7670 VGA(640x480)、30 fps。
    • タイプ:システムオンチップ(SoC) CMOS イメージセンサー
    • 光学フォーマット 1/6インチ
    • 焦点範囲: 30 cm - 無限遠。
    • 58°対角視野角（水平視野角47.8°、垂直視野角36.8°）
  • カメラ x 2:
    • MT9M114 960p(1280x960)、30fps
    • タイプ: システムオンチップ (SoC) CMOS イメージセンサー
    • 光学フォーマット：1/6インチ
    • 焦点範囲: 30 cm - 無限遠。
    • 72.6°対角視野角（水平視野角60.9°、垂直視野角47.6°）
  • カメラ x 2:
    • OV5640
    • タイプ: システムオンチップ (SoC) CMOS イメージセンサー
    • 光学フォーマット: 1/4インチ
    • アクティブピクセル（HxV）：2592x1944（5 MP）
    • 出力カメラ出力: 640*480@30fps または 2560*1920@1fps
    • 視野角: 67.4°DFOV (56.3°HFOV、43.7°VFOV)
    • フォーカスタイプ: オートフォーカス
センサー
  • ホール効果センサー技術を使用した36個のMRE（磁気ロータリーエンコーダ）。12ビット精度、つまり1回転あたり4096個の値で、約0.1°の精度に相当します。
  • 8 x FSR (力感知抵抗器)。
  • 2 x I/R。
    • 波長 = 940 nm。
    • 放射角度 = +/- 60°。
    • 電力 =8 mW/sr
  • それぞれの足の先端にバンパーが2つあります。これらはシンプルなオン/オフスイッチです。左足で押しても右足で押しても、動作に違いはありません。
  • 静電容量センサー
  • 2 x ジャイロメーター 1 軸
  • 3軸加速度計×1
  • 3軸ジャイロメーター×1
  • 3軸加速度計×1
  • 3軸ジャイロメーター×1
  • 3軸加速度計×1
  • ソナー：発信器2個、受信機2個
    • 周波数: 40 kHz。
    • 感度: -86 dB。
    • 解像度: 10mm。
    • 検出範囲：0.25～2.55m。
    • 有効コーン：60°。
  • ソナー: 発信器 2 個、受信機 2 個。
    • 周波数: 40 kHz。
    • 感度: -86 dB。
    • 解像度: 10 mm。
    • 検出範囲：0.25～2.55m。
    • 有効コーン：60°。
  • ソナー: 発信器 2 個、受信機 2 個。
    • 周波数: 40 kHz
    • 解像度: 1 cm～4 cm (距離によって異なります)
    • 検出範囲: 0.20 m - 3 m
    • 有効コーン：60°
  • ソナー: 発信器 2 個、受信機 2 個。
    • 周波数: 40 kHz
    • 解像度: 1 cm～4 cm (距離によって異なります)
    • 検出範囲: 0.20 m - 3 m
    • 有効コーン：60°
  • 4つのマイク:
    • 感度: -40 +/- 3 dB
    • 周波数範囲: 20 Hz～20 kHz
    • 信号対雑音比：58dBA
  • 4つのマイク:
    • 感度: -40 +/- 3 dB
    • 周波数範囲: 20 Hz～20 kHz
    • 信号対雑音比：58dBA
  • ヘッドにマイク×4
    • 感度 20mV/Pa +/-3 dB at 1KHz
    • 周波数範囲 150 Hz ～ 12 kHz
  • 4つの全指向性マイク
    • 感度: 1 kHzで250mV/Pa +/-3 dB
    • 周波数: 範囲 100 Hz ～ 10 kHz (1 kHz に対して -10 dB)
接続性 イーサネット、Wi-Fi IEEE 802.11 a/b/g イーサネット、Wi-Fi IEEE 802.11 a/b/g/n

参照

類似した役割、構成、寸法、時代のロボット

参考文献

  1. ^「Naoロボットがロボカップ・スタンダード・プラットフォーム・リーグでAIBOに代わる」 Engadget、 2007年8月16日。2012年10月4日閲覧。
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  3. ^ a b “アルデバラン・ロボティクス、次世代人型ロボットNaoを発表” .エンガジェット。 2011 年 12 月 10 日。2012 年 4 月 15 日に取得。
  4. ^ a b c d e f g「NAO Evolutionの発表：より強力なロボットとより包括的なオペレーティングシステム」アルデバラン・ロボティクス、2014年。 2015年2月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月1日閲覧。
  5. ^「RoboCup Standard Platform League」 . Tzi.de. 2012年10月4日閲覧。
  6. ^「ロボットマスコットが上海万博でエンターテイメントを披露」Wayback Machineに2012年10月21日アーカイブ。ChannelNewsAsia.com、2010年6月21日。2012年10月4日閲覧。
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  8. ^「ヘザー・ナイト：シリコンベースのコメディ」 TED、 2010年12月。2012年10月4日閲覧。
  9. ^「アルデバランがNAOのコードをオープンソース化」Wayback Machineに2012年7月24日アーカイブ。Nao開発者、2011年5月13日。2012年10月4日閲覧。
  10. ^「アルデバラン、インテルキャピタル主導の資金調達ラウンドで1300万ドルを調達」Wayback Machineに2012年11月15日アーカイブ。アルデバラン・ロボティクス、2011年。2012年10月4日閲覧。
  11. ^ 「ソフトバンクのアルデバラン・ロボティクスとその感情知能ロボットの悲しい物語」 RudeBaguette.com、2012年12月15日。 2015年2月4日閲覧。
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  13. ^ https://www.heise.de/news/Pepper-und-Nao-gerettet-Maxvision-kauft-insolvente-Robotik-Firma-Aldebaran-10495539.html
  14. 人間のように歩き、話し、感情を表現するロボット「ナオ」"。The Times of India。2013年2月4日。2013年11月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月8日閲覧。
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  18. ^ "AskNAO" . Aldebaran Robotics. 2015年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月1日閲覧。
  19. ^ 「教室で見つけたロボット」 Active Robots Ltd. 2014年9月12日。 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年6月19日閲覧。
  20. ^ 「日本の銀行、支店で顧客対応にロボットを導入」ガーディアン紙2015年2月4日2015年2月4日閲覧。
  21. ^「礼儀正しいロボットが自己認識の兆し」『ポピュラーサイエンス』 2015年7月16日。2015年12月23日閲覧。
  22. ^ "「『自伝的記憶』により、ロボットがISSクルーの知識仲介役を務める」 Gizmag.com、2015年9月8日。 2015年9月16日閲覧。
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  26. ^キラリーニ、マリア;リゲラキス、フォティオス。ラジャベンカタナラヤナン、アキレシュ。セヴァストプロス、クリストス。ナンビアッパン、ハリッシュ・ラム。チャイタンヤ、コドゥル・クリシュナ。バブ、アシュウィン・ラメシュ。マシュー、ジョアン。フィリア、マケドン（2021年1月18日）。「医療におけるロボットに関する調査」。テクノロジー。9 (1): 8.土井: 10.3390/technologies9010008。ISSN 2227-7080。 
  27. ^「NAO6 プレスキット .PDF」ソフトバンクロボティクス 2018年6月21日発表。
  28. ^「MODEL: H25600 仕様書 .PDF」ソフトバンクロボティクス 2018年6月21日発表
  29. ^ Choregrapheユーザーガイド. Aldebaran Robotics. 2015年2月1日閲覧。
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  32. ^ 「NAO 技術概要 — NAO ソフトウェア 1.14.5 ドキュメント」 . doc.aldebaran.com . 2019年5月21日閲覧。
  33. ^ 「NAO - 構築 — Aldebaran 2.1.4.13 ドキュメント」 . doc.aldebaran.com . 2019年5月21日閲覧。
  34. ^ 「NAO Power V6 スタンダードエディション」 RobotLAB、2018年。 2018年8月1日閲覧。
  35. ^ 「NAOの自由度（3Dアニメーション）」 。 2018年5月18日閲覧。
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