uCRobotics ロボットの過去 10 年間の浮き沈み

著者: ウェイコン・ルイボ

uCRoboticsは設立2年前の2008年に米国よりSRV-1＆SVSロボットを導入し、以来ロボットとの関わりが深くなっています。同社の当初の主な事業は、uCLinux 組み込みシステムの研究開発でした。当時の技術ディレクターである Zhang Dapangzi (後に uCRobotics を設立) の強い要望により、この製品はサポート事業としてのみ導入されました。当時、ロボットという概念はまだ普及していなかったが、この製品はコンパクトでインテリジェントな機能を備えていることから欧米の主要大学で人気を博し、中国に導入されてからも非常に人気が高く、一時は1台1万6000元で販売された。

2年後、元の会社の事業方向を調整し、ロボット関連の製品と技術の研究開発に重点を置くuCRoboticsが設立されました。以下では、長年にわたって開発されてきたさまざまなロボット製品について簡単に紹介します。

1. SRV-1 追跡ロボットと SVS 双眼ロボット

特徴：

• 手のひらサイズの小型サイズ。
• カメラを搭載しており、そのうちSVSは二重目的であり、立体画像撮影が可能です（当時のロボットのほとんどは、シングルチップの巡回ロボットや消防ロボットのレベルにとどまっていました。複雑なアプリケーションシナリオでは、データ処理のためにラップトップを搭載した大きなボディが必要であり、ビジョンを内蔵したロボット製品はほとんどありませんでした）。
• 豊富な機能、数百の組み込みインタラクティブコマンド。
• オープンソフトウェアとハードウェア、ユーザーは独自のモジュールと制御命令を追加できます。
• 内蔵インタープリターにより、自律的な動作と制御が可能になります。
• ワイヤレスリモコン、ワイヤレスwifモジュール付き。
• サードパーティの制御プログラミングソフトウェア RoboRealm をサポートします。
• Java/Python クライアント、iOS クライアント、Android クライアント、NDSL クライアントなど、豊富なクライアントソフトウェアのサポート。最後の 3 つのモバイルクライアントは、中国に導入された後に当社によって追加されました。

コアパラメータ:

• プロセッサ: 500MHz ADI Blackfn BF537 (1000 mips)、32MB SDRAM、4MB SPI フラッシュ
• カメラ: Omnivision OV7725、0.3メガピクセル
• 駆動: デュアルDCギアモーター
• 仕様: 長さ120mm x 幅100mm x 高さ80mm
• 重量: 約350 g (SVS双眼鏡バージョンは約500 g)
• 電源: 7.2V 2Ah リチウム電池、使用時間は約 4 時間です。アプリケーションシナリオのニーズに応じて、ジンバル構造を追加して 180° の視覚回転を実現できます。さらに、GPS などのセンサーモジュールのサポートを追加できます。

シェルが必要な場合は、後で 3D プリントシェルサービスを提供します。

当時の公式フォーラムのサポートは非常に優れており、ドキュメントも非常に充実していました。また、製品のシステムファームウェアは継続的に更新およびアップグレードされたため、幅広いユーザーがおり、特にメーカー文化が非常に盛んな欧米では、ほぼすべての大学がこの製品のユーザーです。もちろん、国内市場での業績も非常に良好です。

この商品は米国のCNNでも紹介されました。

しかし、アクシデントは起こるものです。2011年に、残念ながら製品の中核的な創設者が亡くなり、会社は解散の危機に直面しました。当時は国内生産も可能でしたが、公式サポートが弱まり（フォーラムも2年ほど稼働しただけで完全に閉鎖）、システムアップグレードも中断され、製品の活力は終わりました。さらに、当時のロボットはまだ非常にニッチな製品であり、技術的な制約も相まって、しばらくの間、さらなる進歩を見つけることは困難でした。

これを踏まえ、同社は2012年末に事業の重点を3Dプリンティング業界に移し、uCRoboticsはこの分野に参入した中国で数少ないメーカーの1つとなった。厳密に言えば、3D プリント技術もロボットの一種なので、uCRobotics の本来の意図に反するものではありません。

ここに広告があります:

現在、SRV-1ロボットは世界に5セットしか残っていません。コレクションに興味のある友人は、Antarctic Bear WeChat: xiong3dp までご連絡ください。優待価格は6,000元/セットです。以下のリソースがギフトとして提供されます:

• SRV-1 の完全なハードウェア設計図 (Google ではもう見つかりません)。
• さまざまなバージョンの SRV-1 ファームウェアソースコード。
• SRV-1 モバイルクライアントソフトウェア、iOS および Android バージョン (NDSL バージョンは見つからない場合があります)。

同社の事業重点は変化したが、ロボット研究のペースは変わっていない。あらゆるイノベーションは模倣から始まります。例えば、当社のSRV-AロボットはSRV-1から進化したものです。Arduinoと組み合わせることで、さまざまなセンサーモジュールの導入の難しさ（SRV-1はGPSなどのネイティブモジュールもサポートできますが、基礎的な開発が必要で、一般の大学生が始めるには難しくて難しい）を大幅に軽減し、顧客が特定の機能を開発およびデバッグしやすくなります。

2. SRV-A拡張ロボット

SRV-1 の拡張をベースに、Arduino の使いやすい機能を統合することで、GPS、ジャイロスコープ、超音波、赤外線などのさまざまなセンサーからのデータ収集をデフォルトでサポートできます。

次の写真は、燕山大学向けにカスタマイズされたさまざまなセンサーを搭載したロボット製品を示しています。

当時は製品デザインという概念がなかったことがわかります。お客様が必要とするものをただ追加しただけだったので、最終的にはハリネズミのような見た目になりました。また、お客様の寛容とサポートに感謝申し上げます。

また、機能豊富なクライアントソフトウェアも提供しており、その地域的な機能には、GPS マップ測位、ジャイロスコープ 3D 姿勢フィードバック、超音波測距、仮想ジョイスティック制御、ビデオ保存が含まれます。

機能拡張に加えて、SRV-1 のコア制御モジュールもアップグレードし、BF537 の代わりに安価な BF525 を使用することで、コストを大幅に削減できます。

3. UCR-1 アップグレードロボット

UCR-1 は多機能クローラーロボットです。よりコスト効率の高い BF525 メイン制御チップを使用しています。SRV-1 のアップグレード版で、以下の機能を備えています。

• すべての部品が完全に国内生産されているため、コスト管理が容易になります。
• 衝突防止センサーがシャーシにデフォルトで追加されます。
• 豊富な操作および制御ボードインターフェースにより、さまざまなセンサーモジュールの拡張が容易になります。
• uCLinux オペレーティングシステムをサポートしているため、ユーザーは OpenCV グラフィック処理ソフトウェアなどの多くのシステムライブラリのサポートを簡単に取得できます。

4. UCR-H ヒューマノイドサッカーロボット

ロボットカメラモジュールで収集した画像データを処理することで、さまざまなアプリケーションを実現できます。例えば、UCR-Hヒューマノイドロボットは、UCR-1のコアモジュールとヒューマノイドボディを組み合わせ、画像認識アルゴリズムと連携して視覚認識機能を備えたサッカーロボットを生成します。 UCR-H は、毎年開催される全米大学サッカーロボット大会 (RoboCup) の有力選手の 1 つであり、数々の賞を受賞しています。

ボールを追いかける視覚アルゴリズムは次のとおりです (原理は同じで、車体はボールを見つけてそれを打ち、人間の姿はボールを見つけてそれを蹴ります)。

球体トラッキング

5. UCR-2 荷重支持ロボット

SRV-1 ロボットにしろ UCR-1 ロボットにしろ、比較的小型であるのが特徴で、もちろん重量を支えられないのが欠点です。そこで、約10KGの重量に耐えられるUCR-2ロボットを開発しました。

UCR-2をベースに開発された一酸化炭素ガス検知ロボット。搭載されているiTransセンサーは重量が約5KGと非常に重い。クライアントは、現在の環境における一酸化炭素濃度をリアルタイムで確認することができ、危険ガス検知、危険環境検知などの目的に使用できます。

下の図は、ガスコンロで検出されたガス放出プロセス中の空気中の一酸化炭素ガスの濃度を示しています。

6. UCR-3 オフロードロボット

視覚ロボットのもう一つの重要な用途は、現場での作業です。 UCR-3は、現場での作業用に開発されたオフロード登山ロボットです。米国から輸入したオフロードシャーシを搭載しており、現場の複雑で変化に富んだ地形にも容易に対応でき、偵察、探索、調査などの作業に適しています。

米国から輸入したシャーシの特徴：

• 高出力ESC
• 油圧ショックアブソーバー
• 独立懸架
• 優れたオフロード登坂能力
• 独立ステアリングギア

7. MeterBot インテリジェントメーター読み取りロボット

ビジュアルロボットは、ボールを見つけて蹴るだけでなく、市営水道メーターや電気メーターのインテリジェント読み取りやデータアップロードソリューションなど、他の多くの画像認識分野でも使用できます。

MeterBot は、このアプリケーションシナリオ向けに開発されたインテリジェントなメーター読み取りロボット製品です。ポータブルタブレットコンピューターと連携して、水道メーターのデータを自動的に識別して読み取り、同時にリモートデータプラットフォームにアップロードします。このインテリジェントな検針システムは、検針の効率を向上させるだけでなく、井戸に降りる作業員の作業を代替し、作業員の安全リスクを大幅に軽減します。

インテリジェントメーター読み取りプロセスは次のとおりです。

8. Bubro 物体認識ロボット

Bubro は、Bubblegum 96board をコア制御モジュールとして搭載した AI ロボット製品で、以下の機能を備えています。

• Google TensorFlow インテリジェントフレームワークをサポートします。
• インターネット接続を必要とせずに画像データに対して GPU ローカル操作を実行します。
• 約 1,000 個の一般的な物体を識別し、その物体の名前を音声で読み上げることができます。
• ユーザーがニーズに応じて新しいモデルをトレーニングできるようにサポートします。

説明すると、Bubroの外観は日本のオープンソースロボットRapiroのシェルのSTLファイルを借用して3Dプリントされたため、外観が非常に似ています。しかし、コアモジュールは当社独自のBubblegum 96boardスマートプラットフォームであり、高解像度カメラモジュールも搭載されています。

オブジェクト認識プロセスは次のように示されます。

9. Ultron-0 屋内測位・ナビゲーションロボット

10年間の努力でようやく刀の切れ味が引き出されます！

これまでの試みはすべて主に教育および科学研究市場を対象としていましたが、2018年に発売されたUltron-0（愛称はUltron）ロボットは専門的な用途を対象としています。

ウルトロンとは何ですか?

Ultron-0 は、プロフェッショナルな VSLAM (Visual Simultaneous Localization and Mapping) ロボットです。簡単に言えば、屋内地図を作成し、インテリジェントなナビゲーションと正確な位置決めを実行できるロボット製品であり、屋内自律運転ロボットとも呼ばれます。

Ultron はどのような環境で使用されますか?

主にGPSやBeidouなどの衛星通信信号がない屋内環境で使用されます。生産工場、大規模工場、空港など。

ウルトロンの特徴は何ですか?

• 深度双眼カメラを搭載し、3D ポイントクラウドマップの迅速な構築をサポートします。
• 多自由度ロボットアームを搭載し、掴みや吸着などのさまざまな動作をサポートします。
• 正確な経路ナビゲーションを保証する高精度モーションシャーシを装備。
• 人間的な障害物回避とスタック防止戦略を備えた動的な障害物回避をサポートします。
• 最大ミリメートルレベルの位置決め精度を備えた、マルチレベルの高精度位置決めアルゴリズムをサポートします。
• 自動探索モードでの動的なマップ構築をサポートします。

Ultron はどのような分野で使用できますか?

• 連続 3D プリントなどの自動化された生産エリア。
• 空港や大規模工場内で人を運ぶために使用できる自律走行車など、密閉空間での自律走行車。
• 将来の在宅介護ロボット

ウルトロンの最大の利点は何ですか?

位置決め精度！

ここでは、生産ラインロボット（ロボットアーム）とUltronなどの移動ロボットの違いを説明する必要があります。生産ラインロボット（自動車組立ラインなど）の位置決め精度は非常に高く、通常はミリメートルレベル以下ですが、最高の精度は 10 ミクロン以上に達することもあります。その理由は、固定されており、独自の機械構造の精度に応じて位置決め精度を実現できるからです。移動ロボットの精度は、移動プロセス自体に多くのエラーが発生するため、制御がはるかに困難です。 Ultron ロボットは、独自のマルチレベル位置決め戦略を使用して、ミリメートルレベルの位置決めの目標を達成します。

ロボットは人類の夢であり、私たちが常に求めてきたものです。 10年間の積み重ねと努力により、ウルトロン0が誕生しました。

魯迅の言葉：
これによって、世界には道路が存在しないということが証明されました。
すべての穴を平らにします。
自然に道路になります！

Ultron-0 は、2018 年 6 月 13 日から 15 日まで、上海新国際博覧センターの N1 ホール 1287 号室で初公開されます。また、会場では関連機能の一部も実演します。皆様のご来場をお待ちしております。

終わり：
剣の十年、溜息の十年。
新たな出発点、新たな旅！

過去 10 年間のロボットとの関係についての私の気持ちを、7 文字の詩で表現したいと思います。

若い鷲は翼を広げて高みを目指します。
何百隻もの船が遠くまで航海しようと競い合います。
たとえ槍が折れても砂が沈んでも、心は変わらない。
生と死の10年間。
楽しい時間は風とともに去り、
川風が若者を老年へと吹き飛ばす。
この考えを持ち続けて決して後悔しないでください。
霞や霧が消えて自由に飛べます！

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