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NAO - humanoider Roboter

NAO - der humanoide Roboter
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NAO: Der interaktive, humanoide Lernroboter

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Er kann sich frei im Raum bewegen, mit seiner Umwelt interagieren, verbal und nonverbal kommunizieren und vieles mehr: Der humanoide Roboter NAO (gesprochen: now) ist eine der derzeit fortschrittlichsten Lernplattformen für Informatik und Technik.

 

Die NAO Evolution Academic Edition der Marke SoftBank des französischen Herstellers Aldebaran Robotics wurde speziell für Schulen und Universitäten entwickelt. Die humanoiden NAO werden individuell programmiert – und bietet den Lernenden einen besonders hohen Motivationsfaktor, indem sie lernen, einen Roboter durch Programmierung selbst zu steuern.

 

In Vertriebspartnerschaft mit Technik-LPE GmbH ist NAO Evolution Academic Edition der Marke SoftBank jetzt bei Conrad online erhältlich.

Was kann NAO Evolution Academic Edition?

Annähernd alles, was man ihm beibringt: Der ca. 58 cm große und 5,4 kg leichte Roboter ist vollgepackt mit Sensoren, die ihm freie Bewegungen, Kommunikation via Audio- und Videoverarbeitung, Reaktionen auf äußere Reize, Balanceregelung und Orientierung ermöglichen. NAO bewegt sich zielsicher durch den Raum, antwortet auf Fragen und reagiert auf Berührungen und Objekte. Da NAO einen integrierten Akku, WiFi- und Ethernet-Schnittstellen besitzt, kann er autark agieren – ohne dauerhafte Kabelverbindung mit einem Computer.
 

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Menschliche Bewegungen

NAO besitzt 25 Bewegungsgrade, die ihm realistische, menschliche Bewegungsabläufe ermöglichen – davon jeweils fünf in Armen und Beinen. Insgesamt 14 Motoren stecken in den Gelenken, ein 3-Achsen-Gyrometer misst mit 5%iger Genauigkeit Drehbewegungen.

Ein integrierter, austauschbarer Lithium-Ionen-Akku versorgt NAO bei aktiver Benutzung für ca. 60 Minuten mit Energie, bei normaler Nutzung für ca. 90 Minuten. Die Aufladung des Akkus erfolgt bei maximal 240 Volt und 60 Hz am normalen Stromnetz und dauert ca. drei Stunden. Das Ladekabel ist selbstverständlich im Lieferumfang enthalten.
 

Von den fünf Sinnen inspirierte Sensoren

Optische, akustische und kinetische Sensoren lassen den humanoiden NAO mit der Umwelt interagieren. So kann NAO beispielsweise mit Hilfe von insgesamt acht Drucksensoren auf Berührungen reagieren, greifen, fassen und Objekte aus dem Weg räumen. Auch komplexe Bewegungsabläufe wie beim Tanzen oder Fußball spielen sind mit entsprechender Programmierung möglich. Durch die integrierte Balanceregelung mit Hilfe eines Schwungmassensensors, kann NAO selbstständig aufstehen, wenn er fiel.

Mit zwei Frontkameras, die im Kopf verbaut sind, erkennt NAO Objekte und Menschen. Je zwei Ultraschall-Entfernungsmesser und Infrarot-Sender/Empfänger sowie vier Mikrofone unterstützen die Richtungserkennung und Orientierung.

Kommunizieren kann NAO nicht nur durch seine vier Mikrofone, sondern auch durch zwei seitlich am Kopf verbaute Lautsprecher mit bis zu 20 kHz Frequenzband. Die automatische Spracherkennung und Umwandlung von Text in gesprochene Sprache funktioniert in 19 Sprachen, darunter Deutsch, Englisch und Chinesisch (für vollständige Liste siehe Tabelle).

Datenschutzrechtlich sind Sie dabei auf der sicheren Seite, denn von NAO werden keine Audio- und Videodaten an eine Cloud übertragen, sondern nur lokal im Roboter selbst gespeichert.
 

Dauerhaftes Lernen

NAO kann individuell programmiert werden. Als Basis beinhaltet er bereits ab Werk ein eigenes GNU/Linux-System auf Gentoo-Basis, das kompatibel zu Windows, Linux und Mac ist. Die Software-Lizenz für die hauseigene Suite namens SoftBank Robotics Software Suite (beinhaltet Choregraphe, Monitor und SDK) ist für bis zu zehn Benutzer inklusive.

Die Programmierung erfolgt mit C++ und Python sowie Remote mit .NET, Java und MatLab. Durch je eine Ethernet- und WiFi-Schnittstelle muss NAO nicht dauerhaft per Kabel mit dem Computer verbunden sein, während er programmiert wird.

Damit NAO nicht nur Profis vorbehalten bleibt, sind im Lieferumfang vier Online-Lehrbücher mit umfangreichen Informationen rund um den Roboter und seine Programmierung enthalten.

Onboard besitzt NAO einen 2 GB Speicher (Flash Memory), 1 GB Arbeitsspeicher und einen 1,6 GHz schnellen Atom-Prozessor. Zusätzlich erweitert eine MicroSDHC-Schnittstelle den Speicher.

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Übrigens:

Haben Sie bei der Einrichtung Ihres neuen NAO alles richtig gemacht, lauten seine ersten Worte „Ognak Gnouk“, was in der Robotersprache Bidi nichts anderes als „Hallo“ heißt.

Spezifikationen von Hardware und Software im Überblick 

Hardware Spezifikationen

Lieferumfang

  • NAO Evolution Academic Edition humanoider Roboter 
  • Ladekabel 
  • 4 Online-Lehrbücher über Robotik und Programmierung 
  • Software-Lizenz für 10 Benutzer
  • 2 Jahre Garantie  

Maße (H x B x T)

574 x 275 x 311 mm

Gewicht 5,4 kg

Integrierter Akku Lithium-Ionen (austauschbar)
Schnittstellen
  • WiFi
  • Ethernet  
Onboard-Speicher und Rechenleistung 
  • 2 GB Flash Memory 
  • 1 GB RAM 
  • 1,6 GHZ Atom Z530 Prozessor 
  • 8 GB MicroSDHC
Sensoren (Auswahl) 

Video und Audio: 

  • 2 Frontkameras mit 1,22 Megapixel Auflösung  
  • 4 Mikrofone 
  • 2 Lautsprecher 

 

Orientierung und Bewegung:

  • 3-Achsen-Gyroskop mit 2 Gyrometern
  • Ultraschall-Entfernungsmesser
  • Infrarot-Sender/Empfänger
  • Schwungmassensensor
  • Beschleunigungsmesser
  • Drucksensoren
  • Wegesensoren mit 36 MRE (Magnetic Rotary Encoder)
  • Kontaktsensoren an Kopf, Brust, Füßen und Händen
  • LEDs an Kopf, Augen, Ohren, Brust, Füßen
  • 25 Bewegungsgrade
Automatische
Spracherkennung und Text-to-Speech
Deutsch, Englisch, Tschechisch, Dänisch, Niederländisch, Finnisch, Französisch, Italienisch, Japanisch,
Koreanisch, Polnisch, Portugiesisch, Spanisch, Schwedisch, Russisch, Türkisch,
Arabisch, Brasilianisch, Chinesisch 

Software Spezifikationen

Programmierung
  • grafisch
  • C++, Python (embedded)
  • .NET, Java, MatLab (Remote)
Software
  • Open NAO (embedded GNU/Linux Distribution auf Gentoo-Basis) 
  • SoftBank Robotics Software Suite (Choregraphe, Monitor, SDK)
Software-Kompatibilität Windows, Linux, Mac
Software-Lizenz 10 Benutzer für SoftBank Robotics Software Suite inklusive 

NAO in der Lehre

Nicht ohne Grund wurde NAO speziell für Schulen, Hochschulen und Universitäten entwickelt. Der kleine, vom Menschen inspirierte Roboter animiert Schüler und Studenten spielerisch dazu, sich mit Technik und Informatik auseinanderzusetzen. Die menschlichen Bewegungsabläufe und das freundliche Aussehen von NAO bringen Robotik auf eine greifbare, verständliche Ebene und verdeutlichen die vielfältigen Einsatzgebiete dieser Technologie.

 

Doch nicht nur die Hardware steht bei NAO im Vordergrund, sondern gerade ihr Zusammenspiel mit Software: Ohne Programmierung ist NAO nichts. In Teams wird das Lernziel von NAO festgelegt, Code erstellt und das Ergebnis getestet: Stimmt die Balance? Sagt und handelt NAO entsprechend der Zielsetzung oder steckt vielleicht ein Fehler im Code? Sind die Bewegungen flüssig und realistisch? Immer wieder aufs Neue werden die Schüler und Studenten so angehalten, sich in Teams zu organisieren, im Kontext zu denken und Fehler zu beseitigen. Wenn alles funktioniert hat: Ognak Gnouk, NAO!

 

 

Lernende erleben mit dem humanoiden NAO die praktischen Auswirkungen ihrer theoretischen Programmierarbeit und können sogar mit ihr interagieren – dies ist ein enormer Motivationsfaktor für das Erlernen abstrakten Wissens wie Informatik.

Möchten auch Sie Ihre Schüler oder Studenten mit Hilfe des NAO unterrichten, gelangen Sie hier zur Übersicht.