28. Mei 2012, 19:16

In de blog over Robots onder de kerstboom ging de prijs van schattigste robot naar My Keepon. Het gele sneeuwmannetje heeft slechts twee modes en in feite is de fun en interactie er al snel af. Tijd dus om de functies van de robot uit te breiden en de robot te gaan hacken. Leek me een leuk studentenwerkje en één van mijn studenten slaagde er in enkele weken in het brein van de robot over te nemen. Op zijn site www.vikeepon.tk staat  de uitleg hoe alles werkt en de Youtube video kreeg de naam Hacking Keepon. Collega’s kregen echter wat schrik: is hacking niets illegaals en gingen er geen rechtspraken tegen ons ingespannen worden? Het klopt dat de naam hacking een zware negatieve connotatie heeft gekregen. In de kranten staat immers dat hackers de kredietkaartcodes hebben verkregen of ingebroken hebben in computers om gevoelige informatie te ontfrutselen. Dat zijn eigenlijk ordinaire dieven die met technologie hun criminele activiteiten plegen. We moeten teruggaan naar de oorsprong van het woord: een persoon die de software en/of hardware van een toestel aanpast en uitbreid zodanig dat het nieuwe functies krijgt waarvoor het nooit gedesigned was. Niets crimineels aan, waarschijnlijk vervalt echter wel je garantie. Wat voor een robotje van 35€ nog wel valt te overleven.

 

 

In de jaren ‘60 verschenen de eerste computerhackers in het prestigieuze Massachusetts Institute of Technology. Ze leenden de naam van de modelbouwtreinfanaten die de elektronica “hackten” om het beter en sneller te maken. Hacken zou komen van het Duits, waar het staat voor “iemand die meubels maakt met een bijl”. Vermist nagels duur waren en vijzen onbestaand, moest er regelmatig inventief worden omgesprongen om het hout aan elkaar te zetten. Omdat de eerste computers slechts weinig geheugen hadden, moest er ook regelmatig de bijl in gaan om met de nodige inventiviteit toch de gewenste werking te bekomen. Maar hacking hoeft zich niet te beperken tot computers en elektronica, op ikeahackers staat heel wat info hoe je de Zweedse meubelen creatief kan ombouwen.

 

Een 'gehackt' Ikea-kast. (Meer info: ikeahackers.net)

    

Dat de hackers een negatieve naam begonnen te krijgen, verwondert niet. Ze begonnen de grenzen van het legale af te tasten, meestal uit nieuwsgierigheid. John Draper bijvoorbeeld ontdekte dat een fluitje dat bij de conflakes stak, dezelfde 2600 Hertz-toon genereerde om AT&T’s langeafstands-schakelsysteem aan te spreken zodanig dat hij gratis lange afstandsgesprekken kon voeren. Steve Wozniak en Steve Jobs maakten een elektronische versie van het fluitje, waarmee Woz zelfs een keertje naar de paus belde en zich voordeed als Henry Kissinger. Of Dark Dante legde de telefoonlijnen plat zodanig dat hij de 102^de beller kon zijn om de Porsche in de wacht te slepen. Geregeld legden hackers ook een site plat, om de lakse veiligheidsmaatregelen aan te kaarten. Wat begon in Amerika, heeft zich nu wereldwijd verspreid, omdat velen de mogelijkheid zagen er grof geld mee te verdienen. En ze blijven de krantenkoppen halen. Unanymous is momenteel de meest bekende hackersbeweging. Sommige delen de hackers onder in “white hats” and “black hats”, zoals de goede en slechte uit de cowboyfilms. Wat verwarrend, misschien is cracker nog wel de beste term voor diegene die er criminele activiteiten mee plegen. Maar zeker is dat de grens soms flinterdun is, waar sommigen de hackers als vrijheidsstrijders zien, zijn ze voor andere bandieten. Of hoe Robin Hoed mee evolueerde.

 

Daar waar criminelen de hackers-technieken gebruiken voor criminele activiteiten, zien bedrijven ook steeds meer de voordelen ervan. Verschillende bedrijven zoals Facebook en Google houden de zogenaamde 'hackatons', meestal gevoed op pizza en energiedrankjes, om nieuwe innovatieve productontwikkelingen te promoten onder hun personeel. Zo werd bijvoorbeeld de gekende “like-button” van Facebook bedacht tijdens zo’n marathon-sessie. Facebook oprichter Mark Zuckerberg, noemt zich trouwens zelf een hacker. Zo wil hij misschien wat prestige inwinnen, want voor hem zijn Steve Jobs en andere oprichters van de technologie-bedrijven allemaal ooit hacker geweest. Maar hacking wordt vooral door individuen gedaan. Mensen die iets cools bouwen en alles op het internet gooien zodanig dat andere het kunnen nabouwen en verbeteren. In 2009 bouwde Daniel Reetz op basis van twee Canon Powershots een hogesnelheids-boekenscanner die te zien is op www.DIYbookscanner.org. Of Johnny Chung die de Wiimote ombouwde in een 3D-display dat reageert op de bewegingen van het hoofd. Al na enkele dagen was de Kinect gehackt en ontwikkelden programmeurs er de gekste projecten mee. Op het internet kan je gratis drivers downloaden om zelf ermee van start te gaan.  In het begin was Microsoft gekant tegen deze ontwikkeling, nu krijgen ze heel wat ondersteuning. Microsoft gaat zelfs toegang verlenen tot de unieke algoritmen die de sensorinformatie processen. Door de hacks liggen er immers voor het product heel wat meer markten in het verschiet dan enkel de computergames. De belangrijkste bedrijven herkennen immers al langer de waarde van producten die onafhankelijke ontwikkelaars bouwen op hun platform, denk maar aan Windows, Facebook en de iPhone app store.

 

Met de laatste ontwikkelingen binnen de robotica en het verschijnen van de goedkope robots voor de consumentenmarkt, mag het niet verwonderen dat ook die gretig gehackt worden. Bij het openschroeven van My Keepon zie je dat de ontwikkelaars mooi soldeerpunten hebben vrijgelaten op het elektronicabordje waardoor de bus om met het mini-computertje van Keepon te  communicaren gemakkelijk aangesloten kan worden. Ze hebben er vriendelijk bijgeschreven I2C (de naam van het protocol) en een brede smiley, als een uitnodiging van Keepon om hem toch wat slimmer te maken. De precieze codes (zoals bijvoorbeeld 0x91, de  Wakeup Sound), moesten wel zelf ontcijferd worden. Het protocol voor de PS2-controller staat ook op het internet. Arduino microcontroller programmeren, GUI voor de PC interface maken en plots wordt Keepon een stuk geweldiger.

Bedrijven moedigen vaak echt aan om hun robots te hacken. WowWee publiceeert zo belangrijke informatie welke de belangrijkste elektronicacomponenten zijn om er bijkomende elektronica aan te sluiten en hoe het communicatieprotocol werkt. Zo creëren ze naast de kinderen, ook een belangrijke tweede afzetmarkt, die van de hobbyisten. Heb je bijvoorbeeld een iRobot Roomba rondrijden in je huis om te stofzuigen, ook daarvoor staan in internetdocumenten precies beschreven hoe je de robot kan hacken. Want je Roomba aangestuurd door je smartphone is toch zoveel cooler. 

Geschreven in Robots | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

02. April 2012, 18:43

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

09. Januari 2012, 08:51

Geschreven in Robots | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

25. December 2011, 14:58

Kerstmis is cadeautjestijd en de meeste robots hebben een prijs die waarschijnlijk het kerstbudget danig overschrijdt. Deze prototypes worden per stuk gemaakt en voor ietswat humanoïde robot mag je toch tussen de 200.000€ en 1.000.000€ rekenen. Prijzen dus van een stevige Ferrari met als belangrijkste reden dat de verschillende onderdelen handmatig worden vervaardigd in heel kleine oplage. Bovendien moet ook de ontwikkelingskost meegenomen worden. Toch zijn al enkele robots voor de consumentenmarkt erin geslaagd een hype te worden, met als bekendste voorbeeld Furby.

Twee golven Furbies overspoelden ons in 1998 en 2005, waarvan er tientallen miljoenen van verkocht zijn. Met de laatste versie kon je zowel in het Nederlands als in het Furbish praten. Kietelde je zijn buik, dan giechelde hij. Je kon met de robot ook een spelletje spelen of hem een mop laten vertellen. Als je even niet met hem wil spelen, vroeg je hem om te gaan slapen. Na wat gesnurk viel hij in een diepe slaap. De goedkoopste versie had maar 1 motortje. Met ingenieus mechaniekjes kan het robotje toch op verschillende manieren bewegen. Dit is ook het basisidee van Mark W. Tilden van Wowwee robotics.

Robosapien
Hun bekendste robot is Robosapien. Hierin geen overvloed aan motoren en sensoren, nee een slim mechanisch design reduceert de complexiteit van de robot waardoor de kostprijs laag gehouden kan worden. Robosapien wordt van op afstand bediend via een infrarood afstandsbediening, maar hij bevat ook sensoren zodat hij een lichtspot kan volgen of zich kan omdraaien als hij ergens tegenaan loopt.

De fabrikant moedigt aan om deze robot te hacken. Op het internet staat beschreven hoe men de robot kan openmaken en hoe de elektronica werkt. Doe-het-zelvers gebruiken deze informatie om de robot extra toepassingen te geven: een webcam, een vuurspuwende robot, een alarmklokrobot... soms te gek om los te lopen. Ondertussen heeft de fabrikant Wowwee heel wat andere robots aan het gamma toegevoegd, zoals de Roborover, Tri-bot,…

Pleo
Helemaal anders zit het dinosaurusrobotje Pleo in elkaar: 14 motoren, camera, 2 microfoons, 12 aanraaksensoren en zo gaat het lijstje sensoren nog eventjes door en gebouwd rond een 32-bit Atmel-processor met een prijs stuk hoger dan Furby. De ontwikkelaar was trouwens ook een ontwikkelaar voor Furby. De robot voelt bijvoorbeeld wanneer hij wordt opgepakt en geaaid. Hij kan horen, zien en dinogeluidjes produceren. Net zoals een echt diertje heeft hij verschillende gemoedstoestanden, krijgt hij honger en wordt hij moe. Drie jaar na de lancering van de robot ging het bedrijf failliet, maar is ondertussen weer in verbeterde versie te koop.

  

My Keepon
De prijs van de schattigste robot gaat naar My Keepon, een geel sneeuwmannetje dat danst op het ritme van muziek. Onder de huid zijn verschillende sensoren zodat hij reageert op aanrakingen. Hij houdt ervan geaaid, gekieteld en getikt te worden. Kriebel aan zijn neus en hij gaat niezen. Bekijk onderstaande video en ik daag je uit niet verliefd op hem te worden. Deze video was een Youtube-hit, wat ertoe geleid heeft om een versie voor de consumentenmarkt te ontwikkelen, uitgaande van de Keepon-robot. Kostprijs van het onderzoeksmodel: 30.000$, jawel een heel verschil met My Keepon die ongeveer 50€ kost. De motoren van dit model zijn veel geavanceerder en heeft piepkleine video camera’s in beide ogen zitten. Een operator in een andere kamer bedient de robot. De robot werd ontwikkeld om de mechanismen van sociale communicatie te bestuderen. Hij heeft een heel eenvoudig uiterlijk en gedrag met de bedoeling dat kinderen met sociale communicatiemoeilijkheden zoals bijvoorbeeld autisme ertoe aangezet worden te interageren.

Orbotix Sphero
Orbotix Sphero heeft de kerstperiode net gemist, de eerste leveringen worden verwacht in januari. Dit robotje lijkt op een weggelopen of eerder afgebolde kerstbal die verschillende kleuren kan weergeven. Opladen gebeurt draadloos en hem aanzetten doe je door te schudden (shaken, not stirred).

Waarschijnlijk hangt er intern een aangedreven pendel dat zo de bewegingsrichting controleert. Deze mechaniek maakt ook dat je helaas niet mag gooien met de bal. Met kompas, accelerometers en gyroscoop kan de robot vooraf gedefinieerde trajecten doorlopen, maar hem regelmatig kalibreren is wel een vereiste. Dit balletje wordt door een iPhone- of Androidtoestel gecontroleerd en de ontwikkelaars hebben enkele spelletjes voorgeprogrammeerd, maar ik vermoed dat wanneer de batterijen leeg zijn, ook de interesse over is. Gelukkig gaan de ontwikkelaars een SDK beschikbaar stellen waardoor de echte fun pas echt kan beginnen. De robot hacken en de lijst van nutteloze, maar grappige apps verder uitbreiden.

Wil je liever zelf aan de slag en zelf je robot bouwen en programmeren dan is LEGO Mindstorms NXT een uitstekende keuze. In 1998 presenteerde LEGO zijn roboticalijn. De originele Mindstorms Robotics Invention System-kit bevatte de RCX programmeerbare brick. De LEGO Mindstorms NXT werd gelanceerd in juli 2006 en de robots worden gebouwd met de blokjes uit het LEGO Technic gamma. Het pakket bevat een tastsensor, lichtsensor, geluidssensor, ultrasone sensor en drie interactieve servomotoren. Op het internet zijn er bovendien nog heel wat andere sensoren te koop zoals webcams, accelerometers en kompassen.

De robot wordt geprogrammeerd met de grafische programmeertaal NXT-G, maar ook andere programmeeromgevingen zoals Microsoft Robotics Studio zijn geschikt. Dit maakt deze robot geschikt voor zowel mensen die hun eerste stappen willen zetten in de robotica, alsook voor gevorderde hobbyisten die er heel originele robots mee bouwen. Youtube toont heel wat leuke projecten. Ben je hier wat op uitgekeken dan kan je overstappen naar bijvoorbeeld Dwengo robotkit ontwikkeld door enkele Gentse studenten of de bekende Arduino-boards.

Stofzuigrobot
Qua nuttigheidsfactor scoren bovenstaande robots niet zo hoog. Wil je tegelijkertijd stofzuigen en Scilogs lezen dan zijn de stofzuigrobots een geschikt cadeau. Door hun geringe hoogte geraken ze ook onder het bed en zuigen ze de naalden van onder de kerstboom weg. De meest bekende versie is die van iRobot. Om niet van de trap te donderen heeft hij sensoren onderaan (wettelijke verplichting). Hij heeft bumpersensoren die hem doet omdraaien als hij ergens tegenaan botst. Daarnaast heeft hij ook wandsensoren (IR) om hem langs een muur te doen rijden zodanig dat hij daar proper kuist. Hij kan ongeveer 2 uur stofzuigen en dan kan hij (in de meer geavanceerde modellen) zelfstandig terugkeren naar zijn oplaadstation dat een infrarood signaal uitzendt. Voor de rest heeft de robot ook nog vuilsensoren die waarnemen of de grond vuil is want dan gaat hij daar extra over.

Philips, LG en Samsung hebben nu ook stofzuigrobots op de markt en die nemen een foto van het plafond (waarvan ze dan veronderstellen dat dit ongeveer het grondplan is) om zo beter de navigatie door de kamer uit te uitrekenen. Hierdoor heeft hij minder tijd nodig dan eerder willekeurig door de kamer te rijden. Deze robots zijn wel een stuk duurder. Ik heb al enkele jaren lang dergelijke huisgenoot en hij doet prima zijn werk. Nu nog eentje voor de strijk, opruimen,... ;-)
 

Dan kan ik jullie nog alleen een gelukkige kerst en een robotastic 2012 wensen!

 

 

Geschreven in Robots | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

13. December 2011, 09:28

Robotica bestaat iets meer dan 50 jaar. In 1961 werd de eerste industriële robotarm Unimate in gebruik genomen door General Motors, nu zijn ze niet meer weg te denken uit de fabrieken. De komende 50 jaar zullen meer en meer robots een rol in onze dagelijkse maatschappij opnemen in tal van toepassingen. De internationale organisatie RoboCup beweert zelfs dat in 2050 een team voetbalrobots gaat winnen van de dan heersende wereldkampioen. Vaak krijg ik de vraag wat de toekomst gaat brengen. Dan is het eenvoudigst om Niels Bohr te parafraseren: “voorspellen is moeilijk, zeker als het de toekomst betreft”.  Bovendien zorgden de science fiction schrijvers dat het breed publiek een fout verwachtingspatroon heeft. We staan nog heel ver af van robots met de capaciteiten en intelligentie van een mens. Om voorspellingen te maken lineariseren we vaak de ontwikkelingen uit het verleden om dit zo te projecteren naar de toekomst.

Vaak verloopt de ontwikkeling echter exponentieel. De meest gekende is de wet van Moore. De wet in 1965 opgesteld door Gordon Moore, co-stichter van Intel, luidt dat "Het aantal transistoren dat op een chip kan geplaatst worden, elke 18 maand verdubbelt." Deze eerder technologische vaststelling heeft verstrekkende economische en maatschappelijke gevolgen. Want verdubbeling is in het begin niet echt spectaculair. Zo vond ook de Indiase koning Shirham die de uitvinder van het schaakbord, Sissa ben Dahir, wilde belonen. De slimme Sissa vroeg als beloning: “Majesteit, geef me één graankorrel om op het eerste vakje te leggen, twee om op het tweede vakje te leggen en verdubbel zo voor elk volgend vakje tot het ganse schaakbord is bedekt.” De koning was stomverbaasd over zo’n bescheiden verzoek, niet meer dan een zak rijst zou voldoende zijn! Je mag zelf nagaan dat dit gelijk is aan 2 tot de macht 64 min 1, of uitgeschreven: 18.446.744.073.709.551.615 rijstkorrels. Hiermee kan je België en Nederland met enkele meters rijst bedekken.

Ray Kurzweil stelde dat deze wet toepasbaar was op verschillende technologische ontwikkelingen zoals de ontwikkeling van telefonie, internet-bandbreedte, prijs van computerkracht en ga zo maar door. In het Humane Genome Project, dat de structuur van het menselijke DNA volledig ontrafelde, was bij de start van het 15-jarig project maar 1/10.000ste van de genomen bekend met de dan beste technologie voorhanden. Halverwege was 1% van de sequenties bekend. De sceptici wilden het project afvoeren want lineariseer je deze ontwikkeling heb je nog decennia lang nodig. Verdubbel je dit echter jaarlijks dan heb je nog 7 jaar extra nodig. Uiteindelijk werd het project ruim op tijd afgeleverd met een kleiner budget.



Googles bestuurderloze auto en de Kinect spelconsole.


Van deze exponentiele evolutie maakt de robotica dankbaar gebruik: sensoren die de robot nodig heeft om zijn omgeving waar te nemen zijn piepklein en spotgoedkoop. Kijk naar welke sensoren er in je smartphone zitten: touchscreen, kompas, tiltsensor, 2 camera’s, microfoon, gps, communicatie,… Bovendien biedt de toenemende computerkracht de robot de mogelijkheid om steeds slimmer in ongekende omgevingen te werken. Al die sensoren genereren heel wat informatie. Maar net zoals we met onze ogen fotonen omzetten in elektrische signalen, worden we pas in de hersenen bewust van wat we zien. Zo ook met de camera van de robot, de duizenden pixels zien de drie basiskleuren, maar moeten verwerkt worden in krachtige processoren waaruit berekend wordt wat de robot waarschijnlijk ziet. Uitdaging bij robots is om alle data realtime te verwerken zodanig dat de robot onmiddellijk op zijn omgeving kan reageren. James Kuffner, die algoritmen maakte om bijvoorbeeld humanoïde robots door complexe omgevingen te loodsen, vertrouwde mij toe dat hij door de nieuwe computers ideeën die 10 jaar geleden onmogelijk waren, nu wel kon uitvoeren. De voor mij twee markantste recentste ontwikkelingen zijn de Kinect en de voorstelling van de Google Car.

Kinect
De Kinect sensor maakt gebruik van een normale kleurencamera gecombineerd met een camera die dieptes meet voor de verschillende pixels om zo de bewegingen van personen te volgen. Het Belgisch bedrijf Softkinect heeft trouwens een verbeterde 3D-camera ontwikkeld en produceert software om er bijvoorbeeld gebaren mee te herkennen. Van de Kinect werden er 8 miljoen verkocht in de eerste 60 dagen, dat maakte dat dit het snelst verkopend product ooit was. Oorspronkelijk werd de Kinect verkocht als product om een nieuwe manier van videogames te spelen waar je zelf de controller bent, maar het heeft heel wat andere toepassingen in petto: niet meer hoeven te zoeken naar je afstandsbediening maar een keer zwaaien om naar het volgende tv-kanaal te gaan. Voor robots is de sensor revolutionair en sommige spreken zelfs dat de sensor even belangrijk gaat worden als de muis voor de computer. Robots gaan ermee beter begrijpen wanneer je communiceert met gebaren en zijn omgeving waarnemen. Onmiddellijk werd de software gehackt en open source drivers zijn beschikbaar op het internet om zelf programma’s te schrijven. Hierdoor zijn zowel de ruwe data, de skelet-data en de audio-info zoals de lokalisatie van de geluidsbron beschikbaar. Youtube staat vol met leuke toepassingen.



Robotauto
Een andere indrukwekkende evolutie is die van het robotvoertuig. DARPA, het Defense Advanced Research Projects Agency is een instituut van het Amerikaanse ministerie van defensie dat verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van militaire technologie. Ze doen dit vooral door onderzoeksgelden te verdelen. Het grootste deel van de ontwikkeling van de robots in Amerika heeft trouwens DARPA als financieringsbron alsook de ontwikkeling van autonome voertuigen. De ontwikkeling werd gepusht door er een wedstrijd van te maken. De eerste wedstrijd vond plaats in 2004 in de Mojave woestijn. The Red Team van Carnegie Mellon University (CMU) geraakte het verst: 11.78km, slechts 5% van het totale geplande parcours. In 2006 vond de 2de editie opnieuw plaats in de woestijn. Vlak voor de wedstrijd kregen de teams een set GPS-coördinaten. De opgegeven GPS-coördinaten blind volgen was echter niet voldoende. Het opgegeven parcours lag immers soms net naast de weg, voor een gedeelte zelfs in ravijnen. Daarom wordt de auto ook uitgerust met laserscanners, camera’s en andere sensoren om de weg te herkennen. Vijf voertuigen geraakten uiteindelijk tot de finish. In 2007 werd de wedstrijd nog moeilijker, er moest namelijk gereden worden in een nagemaakte stad: de Darpa Urban Challenge. De prijzenpot voor de winnaar bedroeg 2 miljoen dollar, dus geen wedstrijd voor hobbyisten, enkel bekende onderzoekscentra verschenen aan de start.

De wedstrijd was dan ook aartsmoeilijk. Daar waar alles in de woestijn stilstaat, reden er andere auto’s rond in een stad. En jawel ook de robotauto’s moesten braaf de verkeersregels volgen. Zes teams voltooiden het parcours. De winnaar van de 2005 DARPA Grand Challenge, Sebastian Thrun van het AI-lab van Stanford en andere excellente onderzoekers zoals James Kuffner werden door Google aangenomen om in het grootste geheim de robotvoertuigen verder te ontwikkelen. Alleen de politie was op de hoogte, de rest dacht dat een nieuwe versie van de Google Street Car aan het rondrijden was in de straten van San Francisco. Met verschillende Toyota Priusen en een Audi TT hebben ze ondertussen duizenden kilometers autonoom afgelegd. Doelstelling is het aantal verkeersdoden terug te brengen alsook het energieverbruik en de beschikbare ruimte op de wegen beter te benutten.

Afgeleide technologieën zoals bijvoorbeeld de automatische remassistent wanneer de bestuurder niet reageert wanneer er een obstakel opduikt is nu reeds commercieel beschikbaar in verschillende merken. Een droom die amper 10 jaar geleden door velen als nog onmogelijk werd bestempeld, is nu met verschillende werkende prototypes aangetoond.

Geschreven in Robots | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken