Aliengo [unitree-AG-01]

AliengoはUnitree社が開発した電動4足歩行ロボット Unitree A1の12kgと比較すると、重量19kgとワンサイズ大きなロボット犬となります。また、ボストンダイナミクス社のスポットなど、30kg台の大型のロボットと比較すると少し小さい中型機となります。

高度な運動性能と拡張性のあるマシンビジョン機能を搭載しているため、研究分野やエンターテイメントだけでなく、工場やプラント、トンネルや配管施設、工事現場、建設現場、農地、山林など不整地の多い現場で巡回監視や画像検査などでの利用が期待されるロボット犬です。

■階段の昇降もできる走破能力

■段差の乗り越え能力は、A1の1.5倍の18cm

Aliengoは、立脚時のサイズが全長65cm×幅31cm×高さ60cmと、高さ40cmのUnitree A1より20cm高くなっています。また、段差の乗り越え能力は、A1の1.5倍の18cmまでの段差に対応しています。

■不整地でも安定した高速走行が可能

Aliengoには、高性能のモーター、高精度の制御、センサー及びフットパッドなど、1クラス上のクオリティのパーツを採用しています。これらのクオリティパーツとその統合制御でIndustryレベルの高い不整地走破能力を実現しています。

エントリーモデルの A1 との主要スペック比較

Aliengo は、Unitree A1 の上位の機種となります。Aliengo は、ロボットのサイズがワンサイズ大きいだけでなく、連続稼働時間や障害物の乗り越え能力、不整地での安定した走破能力など様々な面で、A1 を大きく超え、Industry グレードの性能を実現しています。

Aliengoの基本仕様

マシン全体の特許出願中のデザインはUnitree社の開発技術によるものです。重量とエネルギー消費は最大限計算され、長い実用をもたらします。

• 本体サイズ　　 ：650x310x500mm（立脚時）
• 本体重量　　　 ：23kg
• 駆動方式 　　　：サーボモータ
• 本体自由度 　　：12
• 構造・配置設計 ：独自設計（特許取得済）
• 本体IMU 　　　：1コ
• 足先力センサー ：4コ
• 深度センサー　 ：2コ
• 自己位置推定カメラ:1コ

Aliengoの特徴

□大幅に改善された段差乗り越え能力

Aliengo は、A1 と比較して、大きな体格のため障害物の乗り越え能力は大幅に改善されています。長い脚と大きな稼働範囲の関節、高性能な制御アルゴリズムで障害物に対応しています。

□運動性能を支える自社開発の高性能モーター

胴体は、プラスチックや炭素繊維、航空アルミニウムといった環境に配慮した素材でできています。また関連製品の環境安全認証を取得していて防御能力は極めて高く、胴体は統合されたデザインです。

□不整地での走行安定性

Aliengo では、グリップ力が高く耐久性が確保された Foot pad が採用されています。廉価版の A1 の Foot Pad と比較すると高負荷な運動への対応能力、耐久性、寿命も大幅に改善されています。

□狭い空間にも入れるコンパクトなボディ

Aliengo は、幅 31cm のスリムな機構のロボットです。一般的な AGV などでは通れない狭い経路でも、走行することができます。また、持ち運びの際にも、大きめのスーツケースに入るサイズなため新幹線での出張に携帯できる高いモバイル性を確保しています。

□強化された視覚機能と処理プロセッサー

＜視覚センサー＞　　　　　　　　　　　　　　　　＜視覚系ボードコンピュータ＞

□深度センサーｘ 2 台　　　　　　　　　　　　　□ Board Computer: Jetson TX2
　　□歩行者認識用 x 1 台　　　　　　　　　　　□ OS：Ubuntu        
　　  □地形認識用 　x 1 台　　　　　　　　　　 □ ROS 対応
□自己位置認識用ステレオカメラｘ1 台
※視野角度約 170 度
□LiDAR オプション

さらに、胴体は衝撃に対して高い抵抗能力を持ち、走ったり、ジャンプしたり、衝突したり、落下した際の衝撃力にも耐えることができます。

Second Development

■防塵・防滴: IP 54対応

Aliengo の関節部分は、防塵・防滴などの対応のため、隙間のない実装がされています。

※IP54 の規格への準拠を2021 年中に完了する予定です。

■関節部とバッテリーに冷却ファン搭載

Aliengo の関節部には、モータ空冷用のアクティブファンが実装されています。これにより、連続走行時のモータの高温による停止などを防ぎ、連続走行能力を大幅に改善しています。また、ボディ部にも、バッテリーとボードコンピュータ冷却のためのアクティブファンが実装されていますので、安定した連続走行が可能です。

■大容量バッテリーで、安定した長時間駆動を実現。

Aliengo では、Unitree A1 の 3.5 倍の大容量バッテリーを採用しています。

この大容量バッテリーにより、連続歩行で 2 時間、立脚状態で 4.5~5 時間を超える待ち受けができます。概ね半日程度の連続稼働が可能なので、幅広い業務に適用が可能となります。

□定格容量　　：12,600mAh　317.52Wh
□定格電圧　　：25.2V
□最大充電電圧：29.4V

□ 連続稼働時間：3.5 時間
　　□連続歩行時間　：2 時間
　　□立脚状態維持　：4 時間 30 分
　　□スリープモード：5 時間 20 分
□ 最大連続走行距離：約 8km

■ オープンな 2 次開発環境と拡張性 - ユーザオリジナルのアプリケーション開発

Aliengo は、A1 と同様に、オープンで使いやすい開発環境を提供しています。Jetson TX2 と Core i7 搭載の Mini PC でユーザオリジナルの視覚系プログラムと運動プログラムが実装できるようになっております。様々なセンサーのデータを読み取ったり、個別のモータまたは足の運動を制御することができます。

視覚系のボードコンピュータは、ROS にも対応しており、ROS での開発資産を再利用したりすることも可能です。運動系のソフトウェアの開発環境は、運動モードやロボットの方向や速度など抽象度の高いロボットが制御できるハイレベルの API とセンサーレベルのデータ取得や角関節の角度や角速度、トルクなどを制御できるボトムレベルの API が提供されています。

※Jetson TX2 は、廃版予定のため、流通在庫がなくなり次第、後継のボードコンピュータに移行する予定です。

3Dビジョンによる認識

• Aliengoには、2コの深度カメラが搭載されており、それらは、ワイドな視野を持つグローバルシャッターのカメラで、高速移動中でもブレることなくカメラが動作します。
• 最短の計測可能距離は、約0.11m
• 深度センサーの解像度は、最大1280x720となります。

力制御技術による関節間の統合制御

3軸の姿勢や位置を完全にコントロールできるため、変化の富んだ地形への適応性が高く、砂利道や芝生の凸凹のある道路でも安定して走行できます。

人間の姿勢・ジェスチャーの認識、人物追跡と顔認識

人間の骨格推定

ロボットは、視点から2 次元のカラー情報に基づいて、人体の骨格情報を分析・計算し、それらの結果を基に特定のキャラクターの三次元の骨格情報やモーション情報を推定することができます。

姿勢やジェスチャーの認識

ディープラーニングモデルに従って、カラーカメラにより、人の姿勢を識別し、ヒューマンマシンインターフェースとして活用できます。さまざまな体の姿勢やジェスチャーで、ロボットを操作することができます。

ターゲットの人物の特定と追跡

複数の人がいるシーンでは、誰かがロボットに特定のジェスチャー（誰かが、左手を上げる）でロックするように指示できます。その後、ロボットは、移動中でもターゲットの移動を追跡します。

グローバルポジショニング

マップ作成中、グローバル及びローカルのリアルタイムポジショニング機能を利用することができます。マップはカメラの視点にリアルタイムで追従し、リアルタイムズームイン、ズームアウト、移動、任意の回転をサポートします。

ループ検出

ロボットは、広範囲のフィールドで高いループバック精度、特定の範囲内で高い位置決め精度を維持でき、ドリフトまたは損失など、特定の振動振幅内で安定性を維持できます。

オープンな2開発環境と拡張性

• ソフトウエアの制御インターフェースは、ハイレベルのインターフェースとボトムレベルのインターフェースに分かれています。様々なセンサーのデータを読み取ったり、個別のモータまたは個別の足の運動を制御することができます。
• コントロールインターフェースは、C/C++、ROSなどをサポートしています。

豊富な外部インターフェース

• 開発者バージョンは、オンボードPCとオープンな通信インターフェースがあり、ビジョンカメラ、LiDAR、ロボットアーム、GPSシステムなど相互に制御可能な独自のモジュールを搭載することができます。
• 外部インターフェースには、HDMIｘ２、Ethernet portｘ２、USB3.0ｘ２、USB2.0ｘ１、485ポートｘ１が含まれます。

＜Unitree A1及びAliengo関連製品＞

　　Unitree A1

Unitree A1は、AlineGoより少し小型の廉価版の電動4足歩行ロボットです。機敏な運動性能と安価で高性能な行ロボットとして人気の商品です。Unitree A1の情報は、こちらをクリック。

 <Unitree A1 ビデオライブラリ－>

TechShareでは、Unitree A1の基本動作や使い方の説明、屋内・野外での走行実験など製品をご理解いただくための様々なビデオを積極的に紹介しています。

 <Unitree A1 Developers Conference 2020 報告>

　　 報告の詳細はこちらをクリック。

 <Unitree社及び関連製品一覧>

　　　　その他、Unitree A1及びAlineGoの関連製品情報は、こちらをクリック。

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