Mester Gyula* ROBOTIZÁLT INTELLIGENS OTTHONOK I. Bevezetés Az elektronikai eszközök robbanásszerű fejlődésének köszönhetően az intelligens megoldások korszakát éljük. Intelligenciával rendelkeznek a bennünket körülvevő rendszerek, például a digitális videó kamerák, digitális fényképezőgépek, televíziók, ipari-, háztartási- és mobil robotok, mosógépek, porszívók, klímaberendezések, felvonók, vízmelegítők, vérnyomásmérők, rizsfőzők, villanyborotvák, gépjárművek, víz- és levegőtisztító rendszerek, szellőző rendszerek, mikrohullámú sütők, szórakoztató elektronikai készülékek. Az intelligens irányítás további felhasználási területe: űrkutatások, haditechnika, ipari automatizálás, forgalomirányító berendezések, metrók irányítása, hajózási navigációs rendszerek, vasúti- és repülési közlekedési alkalmazások, az autópályákon történő közlekedésirányítás, az intelligens gépjármű-autópálya rendszerek, intelligens mobil és humanoid robotok és az intelligens otthonok. II. Intelligens otthonok Japánban, az Egyesült Államokban és Észak-Európában egyre több házat hirdetnek "intelligens otthonként". A hannoveri CeBIT-kiállításon kiemelt szerepet kaptak az intelligens otthon témakörébe tartozó fejlesztések. A intelligens otthon architektúráját többféle, a mozgást és a mozgás okát azonosító szenzorokkal gazdagíthatjuk. Az intelligens otthonunk környezetébe intelligens és adaptiv interfészeket ágyaznak be, amelyek észrevétlenül felismerik a jelenlévőket. Az intelligens otthon alkalmazkodik az ott lakók napi életviteléhez és kívánságaihoz. Ha hazaér a tulajdonos, az intelligens otthon: felismeri, kikapcsolja a riasztót, bekapcsolja az üdvözlőfényt és felhúzza a redőnyöket. Az intelligens otthon érintőképernyőjén az úgynevezett front office funkció is helyet kap. A tulajdonos így megtudhatja, hogy a társasház étterme vagy wellnessrészlege milyen szolgáltatást nyújt, időpontot jegyeztethet elő a szolgáltatás költségét pedig egy virtuális (képernyőn megjeleníthető) számlán vezetik. Az intelligens otthon energiafelhasználását is a megfelelő szenzorok (ma víz-, gáz- és villanyórák) adják le a központba az otthon tulajdonosának csak a számlát kell rendezni. Az esetleges műszaki meghibásodás sem okozhat gondot, például csőtörés esetében a rendszer lekapcsolja a vizvezetékrendszert és áramtalanítja a víz által veszélyeztetett helyiségeket [www.origo.hu]. * Dr. Mester Gyula, egyetemi tanár, műszaki tudományok doktora, Újvidéki Egyetem, Szabadkai Műszaki Szakfőiskola, Szegedi tudományegyetem, TTIK, Informatikai Tanszékcsoport.
III. Robotizált intelligens otthonok A Japán Robotikai Szövetség (Japan Robotics Association) jelentése szerint (1 ábra) a személyi- és háztartási robotok robbanásszerű fejlődése és elterjedése prognozálható a következő években. 1. ábra Személyi- és háztartási robotok fejlődése és elterjedése (forrás: Japan Robotics Association) Tanulmányomban ki szeretném emelni azt a dél-koreai programot, amely 2015 és 2020 között az ország otthonainak teljes robotizálását célozza meg. A programba több mintb 30 vállalatot és 1000 egyetemi robotkutatót vontak be. Az intelligens hálózatba kötött robotok otthonokban számos feladatot végeznek majd el: tanítás, megfigyelés, ellenőrzés, üzenetek továbbítása. A továbbiakban szeretnék bemutatni néhány korszerű személyi- és háztartási robotot. A következő ábrán bemutatom a Jupiter nevű háztartási célokra kifejlesztett dél-koreai robotot (forrás: The New York Times, 2006.04.02). Az alig több mint fél méter magas Jupiter robot arc-és hangfelismerő technológiákat használ, és nagy, forgó szemeivel maga is képes a hangulatok kifejezésére. 2
2. ábra Jupiter dél-koreai robot Ma már az intelligens otthonunk elválaszthatatlan tartozéka a robotporszívó. Mielött otthonunkból távozunk, üzembe helyezzük a robotporszívót és mire hazaérünk a tiszta felporszívózott otthon vár bennünket (ez mindenesetre kellemes érzés!). Tanulmányomban ismeretetem a Kaercher márkáju Robo Cleaner 3000 tipúsu robotporszívót (http://www.robocleaner.de). Teljesítménye: 15 m 2 /óra. A 3-as ábra Robo Cleaner 3000 robot porszívó műszaki adatait ábrázolja, a 4-es ábra a robotporszívó az 5-ös ábra pedig a bázisállomás funkcióit mutatja be. A további funkciókat a 6-os ábrán prezentálom. 3. ábra A Robo Cleaner 3000 robotporszívó műszaki adatai 3
4. ábra A Robo Cleaner 3000 robot porszívó funkciói 5. ábra A bázisállomás funkciói 6. ábra A robotporszívó további funkcióinak a bemutatása 4
Intelligens otthonunk kerti zöld pázsitjának fűnyírása a robotfűnyíró feladata. Bemutatom a FriendlyRobotics márkájú (http://www.friendlyrobotics.com) RoboMower RL 850 és 1000 típusú autónom mozgást végző robotfűnyírókat. A különleges fűnyírási eljárásnak köszönve, ez esetben nincs szükség a lenyírt fű tárolására. A 850-es jelzésű robotfűnyírót kisebb kertekben, az 1000-es jelzésű robotfűnyírót nagyobb kertekben célszerű alkalmazni (mért zajszint: 85 db, garantált zajszint: 90 db). 7. ábra RoboMower RL 850 és 1000 robotfűnyíró modellek és tulajdonságaik Intelligens otthonunkban gyorsan és biztonságosan közlekedhetünk Toyota márkájú Winglet típusú intelligens kétkerekű robotjárműjével (8. ábra). A Toyota 2008.08.01-én mutatta be. 8. ábra Toyota Winglet robotjármű 5
A NetTansorWeb (NTW) robot saját blogot vezet, olvassa a hozzászólásokat, válaszol rájuk, sőt ha utasításokat kap a kommentekben végre is hajtja azokat. Kamerája segítségével képeket és videókat is tud készíteni, amiket szintén feltölt a blogjára. Az NTW tuljdonképpen egy beszélgetőrobot és egy a lakásban járőröző távirányított videókamera keresztezése [www.origo.hu]. 9. ábra NTW robot Az irobot cég új terméke, a Looj csatornatisztító robot. Ez leginkább egy miniatűr harci járműre hasonlít, bár lánctalpai gumiból vannak, elején pedig egy forgó kefe található, ezzel söpri ki a leveleket és a többi szennyeződést, Las Vegas-i CES innovációs díjat nyert 2008-ban [www.origo.hu]. 10. ábra Csatornatisztító robot ÖSSZEGEZÉS A publikáció a robotizált intelligens otthonokkal foglalkozik. A mobil és háztartási robotok valamint az elektronikai eszközök robbanásszerű fejlődésének köszönhetően az intelligens megoldások korszakát éljük. Bemutattuk a robotizált intelligens otthonok alkotó elemeit. 6
IRODALOM 1. Bruno Siciliano, Oussama Khatib, Springer Handbook of Robotics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008. 2. M. Schofield: Cleaning robots, Service Robots Int. J. 1(3), 11 16 (1995) 3. J. Borenstein, H. Everett, L. Feng: Where am I? Sensors and methods for mobile robot positioning. University of Michigan. Tech. Report. (1996) 4. H. Choset: Coverage for robotics: a survey of recent results, Ann. Math. Artif. Intell. 31, 113 126. (2001) 5. R.V. Bostelman, T.H. Hong, R. Madhavan: Towards AGV safety and navigation advancement obstacle detection using a TOF range camera, 12th Int. Conf. Adv. Robot., ICAR (2005) 6. R.D. Schraft, M. Hägele, K. Wegener: Service-Roboter-Visionen (Hanser Verlag, München 2004) 7. T. Weber: Smart floor: Neue Grundlagen für Robotersteuerung, CeBIT (2006) 8. E. Prassler, B. Kluge, T. Kämpke, M. Strobel: RFIDnavigation of service robots on smart floors, 3 rd Int. Workshop Adv. Service Robots (2006) 9. Gator Tech Smart House. http://www.icta.ufl.edu/gt.htm 10. T. Sato, T. Harada, T. Mori: Environment-type robot system Robotic Room featured by behavior media, behavior contents, and behavior adaptation, IEEE/ASME Trans. Mechatron. 9(3), 529 534 (2004) 11. T. Hori, Y. Nishida, T. Suehiro, S. Hirai: SELF-Network: design and implementation of network for distributed embedded sensors, IEEE/RSJ Int. Conf. Intell. Robots Syst. IROS (2000) 12. World Robotics: Statistics, Market Analysis, Forecasts, Case Studies and Profitability of Robot Investment. Int. Federation of Robotics. (annual) 13. R. Kirkpatrick: 2003 Association forecasts: vacuum cleaner manufacturers association, Appliance Magaz. (2003) 14. E. Prassler: Human friendly service robots: pitfalls, potentials, perspectives Invited talk, 15th German- Japanese Forum IT (2005) 15. Scenarios, Visions (AK Peters, Natick 2000) 16. E. Prassler, A. Ritter, P. Fiorini, C. Schaeffer: A short history of cleaning robots, Auton. Robots 9(16), 211 226 (2000) 17. H.I. Christenen: Intelligent home appliances, Proc. Robot. Res. Tenth Int. Symp. (2001) 18. István Matijevics, "Infrared Sensors Microcontroller Interface System for Mobile Robots", Proceedings of the SISY 2007, pp. 177-181, Subotica, Serbia, 2007. 19. Peter Kucsera: Industrial Modular Structure Mobile Robot Application, Proceedings of 16th Int. Workshop on Robotics in Alpe-Adria-Danube Region - RAAD 2007, pp.413-418 Ljubljana, 2007. 20. János Gyeviki and Attila Csiszár, "DSP Based Positioning in Practice", in Proceeding of the 6 th International Carpatian Control Conference, ICCC 2005, vol. I, pp. 407-412, Miskolc- Lillafüred, Hungary, 2005. 21. Gyula Mester, Modeling of the Control Strategies of Wheeled Mobile Robots, Proceedings of The Kandó Konference, pp. 1-4, Budapest, 2006. 22. Gyula Mester, Introduction to Control of Mobile Robots, Proceedings of the YUINFO 2006, pp. 1-4, Kopaonik, Serbia and Montenegro, 2006. 23. Gyula Mester, Applications of Mobile Robots, Applications of Mobile Robots, Proceedings of the 7th International Conference of Food Science, Szeged, pp. 1-5, Hungary, 2006. 24. Gyula Mester: Intelligent Mobile Robot Controller Design, Proceedings of the Intelligent Engineering Systems, INES 2006, pp. 282-286, London, United Kingdom, 2006. 25. Gyula Mester: Motion Control of Wheeled Mobile Robots. Proceedings of the SISY 2006, pp. 119-130, Subotica, Serbia, 2006. 26. Gyula Mester, Improving the Mobile Robot Control in Unknown Environments, Proceedings of the YUINFO 2007, pp. 1-5, Kopaonik, Serbia, 2007. 27. Gyula Mester: Obstacle Avoidance of Mobile Robots in Unknown Environments. Proceedings of the IEEE SISY 2007, pp. 123-128, Subotica, Serbia, 2007. 28. Gyula Mester: Bipedal Walking in Robots, Proceedings of the IV. Európai kihivások nemzetközi konferencia, pp. 703-707, Szeged, Hungary, 2007. 29. Gyula Mester: Obstacle and Slope Avoidance of Mobile Robots in Unknown Environments. Proceedings of the XXV. Science in Practice, pp. 27-33, Schweinfurt, 2007, Germany. 30. Gyula Mester: Lépegető humanoid robotok mozgástervezése, VMTT konferencia, pp.267-273, Novi Sad, Serbia, 2007. 31. Gyula Mester, Designing of the Intelligent Mobile Robot Control in the Matlab Environment, Proceedings of the YUINFO 2008, pp. 1-5, Kopaonik, Serbia, 2008. 32. Gyula Mester, Kétlábon járó robot modellezése, Proceedings of the Informatika a felsőoktatásban 2008, pp. 1-8, Debrecen, Hungary, 2008. 33. Gyula Mester, Obstacle Avoidance and Velocity Control of Mobile Robots, Proceedings of the IEEE SISY 2008, pp. 1-5, Subotica, Serbia, 2008. 34. http://www.toyota.com 35. http://www.origo.hu 36. http://www.robocleaner.de 37. http://www.friendlyrobotics.com 7