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NAO est un robot humanoïde programmable de 58 cm de haut intégrant les composants suivants :
Corps avec 25 degrés de liberté (DDL) dont les principaux éléments sont des moteurs et actionneurs électriques.
Réseau de capteurs : 2 caméras, 4 microphones directionnels, télémètre sonar, 2 émetteurs et récepteurs IR, 1 carte inertielle, 9 capteurs tactiles et 8 capteurs de pression.
Différents dispositifs de communication incluant synthétiseur vocal, lampes LED et 2 haut-parleurs haute-fidélité.
Processeur Intel ATOM 1,6 GHz (situé dans la tête) exploitant un noyau Linux et supportant le middleware exclusif d'Aldebaran (NAOqi).
Second CPU (situé dans le torse)
Batterie de 48,6 watt-heure conférant à NAO 1,5 heures ou plus d'autonomie, en fonction de l'usage.
Ses 25 degrés de liberté lui donnent une grande agilité. La programmation de mouvements complexes et de véritables chorégraphies sont définitivement à sa portée. Chaque motoréducteur a été spécialement conçu pour Nao. Les engrenages sont en polymère chargé à 30% de fibres de carbone pour éviter tout besoin de lubrification et assurer une meilleure résistance à l’usure. Au-delà des moteurs, des capteurs magnétiques de position (Magnetic Rotary Encoder) équipent chacune des articulations et donnent une information très précise sur l’angle de celles-ci. L’asservissement se fait toutes les millisecondes et les données articulaires (position et courant) sont remontées toutes les 10ms au processeur central.
Les deux mains de Nao sont équipées de 3 doigts interdépendants qui constituent une pince capable de saisir et de soulever des petits objets. Les moteurs des doigts et des poignets sont réversibles. Nao peut porter jusqu’à environ 300 grammes en utilisant ses deux mains.
Nao est équipé d’une centrale inertielle, composée d’un accéléromètre (3 axes) et d’un gyromètre (2 axes). Les valeurs transmises par la centrale sont récupérées et utilisées pour donner à Nao un sens de l’équilibre. L’analyse des données de la centrale lui permet aussi de savoir s’il est soulevé du sol, couché sur le dos ou sur le ventre et ainsi d’initier une cinématique pour se relever. Il peut aussi ajuster l’angle de son bassin s’il évolue sur un plan incliné.
Le Gestionnaire de chute protège NAO en cas de chute. Sa principale fonction est de détecter le moment où le centre de masse (CdM) de NAO sort du polygone de sustentation. Le polygone de sustentation est défini par la position du pied ou des pieds en contact avec le sol. Dès qu'une chute est détectée, toutes les tâches de mouvement sont tuées et, en fonction de la direction, les bras de NAO prennent une position de protection, le CdM est abaissé et la rigidité du robot est ramenée à zéro.
Equipé de deux paires d’émetteurs/récepteurs à ultra-sons sur le torse, Nao reçoit en retour l’information sur plusieurs échos. Nao a ainsi conscience de la proximité ou pas, d’un ou plusieurs obstacles. Les valeurs renvoyées par ces capteurs peuvent également être utilisées pour détecter un mouvement ou le passage d’un objet devant lui et même s’il est sur sa gauche ou sur sa droite. Si un obstacle est trop bas pour être détecté au niveau du torse (petite marche, objet posé au sol…) des capteurs mécaniques placés à l’extrémité des pieds lui donnent une information absolue sur le contact avec cet obstacle, et il peut alors démarrer un comportement de contournement par exemple.
Chacune des semelles de NAO sont équipées de 4 capteurs de pression (FSR). Les valeurs transmises permettent de déterminer la position du centre de pression du pied et ainsi de réagir de façon appropriée pour affiner l’équilibre de NAO.
Nao est doté de 4 microphones répartis dans la tête et d’un système d’analyse et de reconnaissance vocale. Il reconnaît un corpus de mots prédéfinis que vous pouvez enrichir avec vos propres termes. Ces mots permettent de déclencher les comportements de votre choix. Disponible en Anglais et en Français à ce jour, nous travaillons sur la mise au point de 7 langues supplémentaires (Néerlandais, Allemand, Italien, Espagnol, Mandarin, Coréen). Nao est également capable de détecter la provenance d’un son par triangulation puis d’initier un mouvement pour faire face à cette source.
Nao peut s’exprimer en lisant à voix haute n’importe quel fichier texte résidant localement dans son espace de stockage ou récupéré depuis un site web ou un flux RSS. Doté de 2 hauts parleurs disposés de chaque coté de la tête, son système de synthèse vocale est paramétrable et permet des modifications de la voix telles que la vitesse ou la tonalité. Il est disponible en français et en anglais et nous développons en parallèle d’autres langues pour cette synthèse vocale.
Il est bien évidemment possible d’envoyer un fichier de musique à Nao et le lui faire jouer. Il accepte les formats _.wav et _.mp3 afin que vous puissiez ponctuer vos comportements de musique ou de sons personnalisés.
Nao voit à travers deux caméras CMOS 640x480 capables de capter jusqu’à 30 images par seconde. La première placée au niveau du front, est pointée vers son horizon, alors que la seconde placée au niveau de la bouche, scrute son environnement immédiat. Le logiciel permet de récupérer des photos de ce que voit Nao et même le flux vidéo.
Mais que seraient des yeux sans la perception et l’interprétation de l’environnement ? Pour cela, Nao embarque un ensemble d’algorithmes de détection et de reconnaissance de visage, de formes, qui lui permettent de reconnaître son interlocuteur, de localiser une balle… et à terme des objets bien plus complexes. Ces algorithmes sont en particulier développés avec le souci constant d’occuper le moins de ressources processeur.
Placé au sommet de son crâne, Nao est doté d’un capteur capacitif, divisé en trois sections. Il est ainsi possible de donner des informations à Nao par le touché : effectuer des pressions simples pour le gronder par exemple ou encore utiliser ce capteur comme une série de boutons permettant le déclenchement d’une action associée. Le système est accompagné de leds qui indiquent s’il y a contact. Par ailleurs, il est possible de programmer des séquences complexe.
Nao peut communiquer de plusieurs manières : en local, les émetteurs/récepteurs infra-rouges placés dans ses yeux lui permettent de se connecter avec les objets de son environnement et d’agir comme une télé-commande. Mais Nao peut aussi se connecter par Wi-Fi à votre réseau local et ainsi être piloté et programmé facilement par un ordinateur, ou tout autre objet équipé d’une connexion Wi-Fi.
