ASIMO

ASIMO（日本语：アシモ，罗马音：Ashimo，中文：阿西莫），是日本本田技研工业株式会社研制的仿人机器人。^[2][1]

ASIMO初代产品于2000年发布，随后分别于2006年和2011年进行了两次迭代升级。此后阿西莫研究项目再也没有任何重大更新进展。最终在2018年6月28日，本田汽车公司官方宣布停止阿西莫的研发。究其原因主要是产品成本过高，且智能化程度仍无法满足市场要求。^[4][5][1]

ASIMO机器人主要是由机械系统、传感系统、驱动系统、和控制系统构成的。本田公司的初衷是希望ASIMO能实现量产，在日本老龄化社会的背景下，进入千家万户照顾老年人。然而，最后由于核心技术无法突破和价格过高等因素影响下，没能实现量产，仅有部分产品在外交、服务等领域有所应用。^[4][1]

ASIMO诞生于2000年，是第一个真正具有世界影响的仿人机器人。其身高120cm，体重43kg。从1986年开始，日本本田公司就开始研发人形机器人，相继推出双足机器人E系列、仿真机器人P系列。2000年10月，本田公司最后一台仿真机器人P4，也被称为ASIMO（阿西莫）问世。^[4][5][6][7]

与本田公司上一代机器人P3^[注1]相比，这款机器人在性能上实现了非常大的提升。它不仅可以实现奔跑、跳跃等多种运动，通过视觉、听觉感应器规划路线，并避免与人类发生碰撞，还能与人用语音或手语进行交流。更为重要的是，它还可以完成很多复杂的活动，如为人端茶递水，甚至还能给人表演舞蹈。其步态采用I-WALK (Intelligent Real-time Flexible Walk)技术，可以实时预测下一步的动作，从而提前改变自身重心来调节整体动作的连贯性。^[8][9]

2006年本田发布了第二代ASIMO机器人，相比2000版的ASIMO，前者除具备行走功能与各种人类肢体动作，更具备了人工智能，可以预先设定动作，依据人类的声音、手势等指令，来从事相应动作。此外，他还具备了基本的记忆与辨识能力。在这些技术的加持下，使ASIMO新增了许多功能，如：协同工作功能；过道避让及避免碰撞功能；在完成工作后，自动返回充电站进行充电。此外，第二代ASIMO还追加了通过图像识别来分辨推车上的托盘并将其端起的功能。^[10][11][1]在外形方面，除了身高相较于上一代”长高了“10厘米，其他均与上一代相同。^[10][11]

日本本田公司于2011年11月向外界发布了第三代ASIMO机器人，这是自2006年以来本田时隔4年后再次发布新型ASIMO。据本田公司介绍，他们此次对ASIMO的改进主要体现在认知功能及身体功能两方面。认知功能主要包括自律行动和语音识别，身体功能主要包括行动功能和手部功能。^[12][1]

自律行动是指机器人系统可对视觉、听觉及触觉等各种传感器获取的信息进行综合判断，由机器人根据将来的预测及过去的经验等，从多种行动中自主选择特定的行动。原来的ASIMO都是按照预先设好的程序模式采取特定行动的，选择行动时也需要人的操纵或干预。在此次的新型机器人则不需要人进行任何操作。比如，原来只能单方面进行演说表演，而新型机器人则可以进行交互式访答。语音识别方面是指可以同时辨别多人的讲话，系统利用头部配备的8个麦克风阵列，根据不同音源方向对声音进行分离，并通过消除共同成分来识别不同声音，使机器人可以同时识别3人讲话。^[12][13]

行走功能方面，第三代ASIMO不仅扩大了双足的可动范围，而且使其能够实时寻找双足着地位置，可连续完成单足跳跃及双足跳跃等动作，另外还能在凹凸不平的路面上稳步行走，最高速度由原来的6km/h提高到了9km/h。^[12]

2011年，完成最后一次系统更新换代后，阿西莫研究项目再也没有任何重大更新进展。最终在2018年6月28日,本田汽车公司官方宣布停止人形机器人阿西莫的研发。最初在日本进入老龄化社会的背景下，本田公司本希望ASIMO能实现量产，进入千家万户照顾老年人。然而，ASIMO不仅价格昂贵——其造价高达300-400万美元，如此高昂的造价已经注定阿西莫机器人很难走进千家万户，而且在接待、家政服务等实用场景中，其功能过于简单，无法完成较复杂的动作、也无法进行语境对话。^[1][8][10]

据日本广播协会网站报道，日本汽车厂商本田研发的双足步行人形机器人ASIMO的最后一场例行演出于2022年3月31日在日本东京的本田公司总部举行。^[1][8]

第一代ASIMO

第一代ASIMO不仅可以实现奔跑、跳跃等多种运动，通过视觉、听觉感应器规划路线，并避免与人类发生碰撞，还能与人用语音或手语进行交流。更为重要的是，它还可以完成很多复杂的活动，如为人端茶递水，甚至还能给人表演舞蹈。^[8][9]

第二代ASIMO

第二代ASIMO主要是针对其智能化技术进行了强化，使其能够与人共处的环境下工作，同时提高了机器人自律行动的功能。^[10][11]新增的功能包括：协同工作；过道避让及避免碰撞功能；在完成工作后，自动返回充电桩进行充电功能。此外，新产品还追加了通过图像识别来分辨推车上的托盘并将其端起的功能。^[14]

第三代ASIMO

第三代ASIMO的改进主要体现在认知功能及身体功能两方面。认知功能主要包括自律行动和语音识别，身体功能主要包括行动功能和手部功能。^[12][1]

自律行动：自律行动是指机器人系统可对视觉、听觉及触觉等各种传感器获取的信息进行综合判断，由机器人根据将来的预测及过去的经验等，从多种行动中自主选择特定的行动。^[12][13]

语音识别：语音识别方面是指 可以同时辨别多人的讲话，系统利用头部配备的 8个麦克风阵列，根据不同音源方向对声音进行分离，并通过消除共同成分来识别不同声音，使机器人可以同时识别3人讲话。^[12][13]

行动功能：行动功能方面，不仅扩大了双足的可动范围，而且使其能够实时寻找双足着地位置，可连续完成单足跳跃及双足跳跃等动作，另外还能在凹凸不平的路面上稳步行走，最高速度由原来的每小时6km提高到了9km。^[12]

手部功能：手部功能是通过将原来由马达驱动的手指改为电动泵油压驱动来实现的。在5根手指的指尖上分别安装了6轴力量传感器，还在手掌上配备了44通道触觉传感器，因而可以完成灵巧的手部作业，比如拧开水壶盖并拿起纸杯倒水等。另外，由于可独立控制5根手指，机器人还能打手语。^[12]

*以上参考资料来源于^[15][16][17]

日本本田公司先后制造了40个阿西莫，将它们送到了美国、英国、泰国等地作为外交使者。2003年，日本前首相小泉访问捷克，阿西莫在国宴上向主人举杯祝酒，并用捷克语致词。后来，丹麦女王玛格丽特二世到日本访问，阿西莫作为主人接待了来宾，并向女王献花和表演了舞蹈。^[11]

2008年5月13日，本田人形机器人ASIMO在底特律交响乐团为大提琴家马友友举办的一场特别音乐会上演奏《不可能的梦想》，这首歌讲述了拥有梦想和追求梦想的重要性。早在同年1月，美国本田汽车公司与DSO达成协议，支持DSO的底特律青少年音乐教育计划，为期五年，ASIMO的出现是此次合作的一部分。^[18]

虽然服务业并不是阿西莫真正被应用的领域，但他有能力胜任服务业的部分工作。这得益于ASIMO能以头部的眼球运动记录器和手腕的力觉感应器探测人的活动范围，因此端盘子、送咖啡等动作都能实现。放下盘子的时候，他会先测试桌子的高度，然后再双脚弯曲把盘子准确地放在桌子上，当然，受到身高和手臂弯曲角度限制，ASIMO无法把盘子放到过高的地方。^[10][19]

此外如果在搬运的过程中受到冲撞，ASIMO会启动全身的震动防护系统，避免盘子跌落。即使跌落，依据手部传感器测试的悬挂重量，他也可以作出判断，立即停止步行，防止踩到盘子。^[10]

与北京小学生共”舞“

2009年5月19日，由本田研发的类人型机器人ASIMO来到北京市朝阳区青少年活动中心。作为ASIMO“中国行”系列活动之一，进行为期4天的演出，吸引北京6000多名小学生参加。^[20][21]

与美国总统奥巴马邂逅

2014年4月23日,美国总统奥巴马第三次访问日本，并于24日到访日本东京科学未来馆，出席了面向青少年的活动，观看展示最尖端的机器人及宇宙科技的展览，期间在与机器人“阿西莫”进行互动并踢球。^[22][23]

灾后慰问

除了在日本的外交场合迎接外宾外，ASIMO与中国也有良缘——在2008年汶川地震之后，ASIMO先后到达四川德阳和都江堰慰问当地的中小学生，为孩子带来笑声与欢乐。^[5]

参与大学生机器人大赛

2010年第23届日本高等学校机器人竞赛在东京举办。自2002年以来，本田一直是该活动的特别赞助商，以支持将引领下一代的学生的制造活动，ASIMO也参与了开幕式的制作并合作管理该活动。^[3]

欢迎加拿大总理

正在日本参加G7峰会（伊势志摩峰会）的加拿大总理特鲁多参观了本田青山总部大楼。 ASIMO欢迎特鲁多总理的到来。 在握手后，一起合影留念。^[1]

参加伊斯坦布尔车展

2010年10月28日，ASIMO在土耳其第14届伊斯坦布尔国际车展新闻发布会上举行了ASIMO的10周年纪念活动。今年是ASIMO于2000年10月31日首次走进本田研究实验室的10周年，并在土耳其国际车展上举行了ASIMO成立10周年的仪式。舞台上摆放了10支蜡烛的大蛋糕，庆祝ASIMO成立10周年，许多人向ASIMO献上了歌曲《生日快乐》。^[1]

首次亮相北美

2014年4月15日，ASIMO出现在美国热门电视节目《与凯利和迈克尔一起生活》中。 之后，在16日举办了媒体活动，并于17日亮相纽约国际车展。这是新的ASIMO首次出现在北美。 在电视节目中露面时，他向两位主持人打招呼，并通过表演他的跳跃、手语等表演让现场沸腾。在纽约国际车展上，被大量观众包围，即使在演示结束后，闪光灯也没有停止。^[1]

机械系统

机器人的机械系统指的是机器人的本体，是机器人赖以完成任务的执行结构。Honda的工程师们在项目初始阶段花费了大量的时间研究了昆虫，哺乳动物的腿部移动，甚至登山运动员在爬山时的腿部运动方式。这使得ASIMO和人类一样，有髋关节，膝关节和足关节。机器人中的关节一般用“自由度”来表示。一个自由度表示一个运动可以或者向上，或者向下，或者向右，或者向左。ASIMO拥有26个自由度，分散在身体的不同部位。其中脖子有2个自由度，每条手臂有6个自由度，每条腿也有6个自由度。腿上自由度的数量是根据人类行走，上下楼梯所需要的关节数研究出来的。2011年第三代阿西莫有57个活动关节，可以轻松模仿人类跳舞，身体灵活度很高。^[24][25]

控制系统

ASIMO还采用了一种新的控制技术，该技术允许在运动过程中改变着陆位置，允许用户连续行走，奔跑，向后，单腿（kenken）和双腿跳跃。由于这项技术，能够更灵活地移动并更灵活地适应不断变化的外部条件，例如即使在不平坦的道路上也能保持稳定的姿势。^[25]

传感系统

本田专门为ASIMO开发了一种新系统，可以综合判断相当于人类视觉、听觉和触觉等的各种传感器输入信息，并作为估计周围情况并确定机器人响应行为的智能基础技术。 有了这项技术，新的ASIMO能够对人们的动作和情况做出反应，例如根据对方的反应改变不同的动作，即使他们正在行动中。 此外，通过将视觉和听觉传感器连接起来，同时识别人脸和声音，可以同时区分多个人的话语。^[10][25]

此外，根据来自空间传感器的信息，现在可以预测一个人向前走几秒的方向，如果它与自己预测的运动位置相撞，它可以立即生成另一条路线并行走。^[10][25]

驱动系统

在波士顿动力的机器狗诞生之前，阿西莫祖机器人动作多样性一直处于全球领先动态，其驱动方式为电机驱动。机器人驱动系统主要负责为机械系统提供动力，其驱动方式分为电机驱动、液压驱动、气压驱动和新型驱动等。其中，电气驱动是目前机器人使用最多的一种驱动方式，常用的电气驱动元件为驱动电动机，比如步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。^[26][27][25]

地面反力控制技术

它能使阿西莫在凹凸不平的地面行走时，脚底能踩稳地面，不会在行走过程中摔倒。走路时，如果阿西莫的脚尖碰到石头等障碍物，通过“地面反力控制”技术，它的脚尖会稍微抬起，用脚后跟踏地。如果它快要倒向前方时，就会控制脚尖先踏地，纠正姿势，恢复平衡，不致摔倒。^[28][25][11]

动态步行技术

该技术能够使ASIMO行走时步态看起来与人行走时相当，行走时，它通过电脑控制，一边移动重心位置，一边控制身体平衡，在任何瞬间都能保持平衡。因此，它就能像人一样挺直身体快速行走。^[28][25][11]

目标零力矩点控制技术

如果阿西莫的脚尖与地面接触超过一定范围，“地面反力控制”技术就无法控制它的平衡，就有翻倒的危险。这时，就需要用“目标零力矩点控制”技术来恢复它原来的姿势，就像人在步行时，如果前倾得太厉害，用脚踏地已无法控制时，就要改变策略，向前跨出一大步来保持人体平衡。阿西莫也会采用这种方法。如果往前剧烈倾斜时，它就会往前加速，跨出大步以防止摔倒。^[28][25]

然而，阿西莫如果大步向前行走，会破坏电脑设定的理想步行方式，这时如果马上恢复到原先（理想）的步幅，就会因上体前倾而跌倒。通过“着地位置控制”技术，可以修正它的着地位置，使它恢复到理想的步行状态。这和人在步行中，在前倾时跨出大步，就要修正着地位置是一样的。这使得阿西莫不仅能在凹凸不平的路面上走路不会摔倒，即使被推搡时也不会倒下；还能在楼梯、斜面上稳步行走。^[28][25]

智能步行技术

为了让阿西莫行走起来更灵活自如，使它的步行动作看上去更像人的“自在步行”，在阿西莫身上采用了“智能步行技术”。“智能步行技术”可以将两种以上不同动作组合起来，例如一边行走，一边招手；一边走路，一边改变行走方向等。由于“智能步行技术”可以使阿西莫在行走过程中无须中断步行动作来调整身体平衡，从而实现前进、后退等连续动作，甚至更为复杂的旋转动作。阿西莫可以左右划着弧形行走，呈蛇行般往前走。蛇行时，上半身和下半身的平衡非常重要，它能够一边调整左右脚的步幅，一边轻微移动上半身的重心，所以能稳稳地进行8字步行。^[28][25]

脸部识别技术

阿西莫能通过脸部识别技术，来识别它周围的人。先把10个人的脸部信息预先储存在阿西莫的电脑里，阿西莫从摄像机拍摄到的人脸与它储存的人脸进行比对，如果与某人相同，它就知道此人是谁，叫什么名字等一系列的相关信息，准确率可达到95%。因此，一旦在摄像机拍摄的图像中出现了它所熟悉的人脸，它就会追上去，与他（她）们打招呼。如果这个熟悉的人脸向它走来，它也会迎上前去与他（她）们握手。如果它熟悉的人让它陪伴散步，它会跟随其后，随人步行，也不会丢失。^[28][25]

通过它头上的摄像机还能识别周围的环境，如果周围发现障碍物，阿西莫能分辨出它们的大小、距离、方向和位置，并做出决定是停止前进，还是迂回过去。因此，你不用担心阿西莫遇到障碍物会摔倒。它还会识别周围的移动物体是否构成对它的威胁，如有物体冲它而来时，它会迅速让开，避免危险。^[28][25]相关事件

环球网：Asimo在2000年登上舞台，在当时是一个非常先进的机器人。它是本田机器人制造史上的一个里程碑事件。^[29]

国际金融报：在人形机器人迎来新纪元的背后，是新旧的交替、冰与火的两重天。而日本本田公司2000年发布的第一代机型ASIMO，在当时被认为是象征着日本技术实力的人形机器人。^[30]

国际在线：日本科技巨头本田把最新版本的Asimo机器人第一次带到了英国，并在伦敦有线会议上展示了它们的技能。它们会跑步、踢球、跳舞，最新版本的机器人还可以倒饮料、做手语。带给人耳目一新的感觉。^[31]