這次他做了一（yī）個萌萌的桌麵小機器人
發布時間：2022-03-22 00:42:47瀏覽次數：51
那個（gè）華為的天才少年，靠一己之力製（zhì）作（zuò）機械臂（bì）、自（zì）動駕駛自行車的稚暉君，時隔三（sān）個月又在（zài）b站發視頻了，這次，用他的文案講，是一個又萌（méng）又硬的桌麵（miàn）小機器人。
稚暉君表（biǎo）示，UP的主線項目都是自（zì）我挑戰和學習（xí）的內容，工作（zuò）量很大（dà），為了緩解拖更的尷尬，設計一些支線項（xiàng）目，而這個（gè）桌（zhuō）麵小機器人就是他的（de）一個支線項目，他表示（shì），這個項目總體難度不大，可複現性（xìng）強。
稚（zhì）暉君戲稱這個支線項目是「撿到一個（gè）鼠標墊，想配一台電腦的故事（shì）」。
稚暉君熱衷（zhōng）於收（shōu）集各（gè）式（shì）各樣的（de）屏幕（mù）。這次，他看上了一塊圓形的LCD屏幕。
簡（jiǎn）單的手表、掛件（jiàn）已經滿足不了他了。這次他打算做（zuò）一個（gè）「又萌又硬」的機器人。
這（zhè）個靈感一部（bù）分（fèn）來（lái）自於早些（xiē）年很火的（de）Anki Vector、豐田推出的對話機器（qì）人（rén）Kirobo Mini、索尼曾經推出的音樂蛋Rolly，還有外形酷似阿童木的迷你機器人（rén）Robi等。
但是稚暉君說這些機器（qì）人功能太單一（yī），擴展性和開放性不強。並且受限於（yú）體積等因素，本身（shēn）計算能力並不強。想要（yào）實現稍微智（zhì）能點的交互（hù），還得依賴手機的芯片。稚（zhì）暉君覺得「不夠優（yōu）雅，也不（bú）夠（gòu）實用」。
他打算自己設計一台（tái）桌麵型的（de）迷你機器人。
這台（tái）機器人「無需充電、隨（suí）時（shí）待機、有強大計算能力」。
怎麽實現呢？就是把這台機器人設計成一台電腦（nǎo）的配件。那麽就可以獲得（dé）電（diàn）腦上的應（yīng）用程序、擁有其強（qiáng）大的算（suàn）力、還能時刻連著USB充電。也就是把它變成一台「電腦的配（pèi）件」。
話不多說，來（lái）看看稚暉君（jun1）的（de）這台機器人的最終造型和設計方案吧。
作為（wéi）一台機器人，他得能動吧，那就需要配備執行單元。
還希望在（zài）小巧的機身內運（yùn）動的自由度盡可能的多，那（nà）就需要對傳統舵機進行改造。
之後就是取電（diàn）和（hé）通信了，需要開發USB高速協議的（de）接口並訂製驅動程序。
結（jié）構方麵，為了配合圓（yuán）形屏幕，稚（zhì）暉君設計為圓潤可愛的科技風，還自信的說「你永遠（yuǎn）可以相信稚暉君的（de）審美」，不管你信不信，反正我是信了，這（zhè）個小（xiǎo）機器人，也是（shì）相當可愛了。
稚暉君表示，這是他第一次嚐試用T-Spline曲麵建模。機器人雙臂可動，分別有兩個自由度；身體和頭部（bù）各有一（yī）個自由度。
他希望機器人的手臂可（kě）以同時前後和左右旋轉，而手臂的位置不足（zú）以塞下一個舵機，因此隻能把舵機都裝到肚（dù）子裏去。
同時，稚暉君還希望手臂的兩個角度可以進行反驅，所以彈簧扭簧這種東西就隻能pass了（le）。
為了讓6個舵機塞到小小的（de）機身裏，稚暉君想了很多有創意的傳動（dòng）方案。
他設計了一種獨特的結構，解（jiě）決了在狹小（xiǎo）的機身中（zhōng）把動力從舵機傳遞到手臂，還要能實現動力雙（shuāng）向傳遞的問題。
稚暉君使用（yòng）了Cortex-M4內核MCU，STM32F4。用於驅（qū）動屏幕和控製舵機以及USB通信。
由（yóu）於芯片本身的（de）USB功能（néng）隻支持全速或是低速的（de）USB，稚暉君在電（diàn）路上添加了高速的USB-PHY芯片，成功將（jiāng）理論通信速率（lǜ）提高到了400Mbps。而最後實（shí）際的最高通信速（sù）率也（yě）有（yǒu）300Mbps。
主控板的設計相對就（jiù）比較簡單（dān）了，兩（liǎng）層PCB就搞定了。這（zhè）樣體積就做（zuò）到了最小，和屏幕的麵積保持一致。
機器人的（de）身體內部也有一個傳感器的板子，包括一個攝像（xiàng）頭，還有一個紅外手勢傳感器和一塊驅動板（bǎn）。
因為市麵上的舵機（jī）隻能接收pwm信號，進行角（jiǎo）度控製。在這種情況下隻能發送指令，讓舵機運動，卻不能接收指令。同時，想要讓舵機進行反驅，就（jiù）必須能讓舵機隨（suí）時進行輸出（chū）力矩的切換。
傳（chuán）統舵機是做不到（dào）這一點的，稚暉君對傳（chuán）統3g舵機魔改（gǎi）了一通，設計了一個迷你的舵機驅動器（qì）。
這個小驅動（dòng）器支持總線通信、PID閉環（huán）控製、位置回傳，還能設置最大的輸出力矩、斷電（diàn）儲存參數等。
這樣一來， 6個普通舵機變身6個（gè）智能（néng）舵機。
硬（yìng）件和電路設計完成後，接（jiē）下來就剩組裝了。
看（kàn）完（wán）組裝過程（chéng），不得不感歎稚暉君的這雙巧手，一般人真搞不定（dìng）。
稚暉（huī）君給這台小機器人起名叫Electron（電子）。
換句話說，機器人（rén）叫「電（diàn）子」，那通過USB連（lián）接的計算機就是「電子」的「腦子」，簡稱「電腦」！？
因為「電子」，感覺電腦有被冒（mào）犯（fàn）到，哈哈！
製作過程如此複雜，這個機器人和之前提（tí）到的那些機器人有什麽差別呢？
稚暉君設（shè）計他的初（chū）心就是作為一（yī）個（gè）工具機器人兼電腦配件。
他給電子（zǐ）開發了一（yī）套完整的、多層次的開放SDK。
最上層是（shì）Electron Studio，屬於純圖形（xíng）化的交互。
如（rú）果想用自己寫的程序控製電子的話，稚暉（huī）君還提供了（le）Electron Player庫。隻用簡單的（de）代碼，便可鏈接和控製（zhì）機器人，還可以設置播放內容。
如果還（hái）想（xiǎng）以更（gèng）硬核的方式進行（háng）二次開發，稚（zhì）暉君還提供（gòng）了更（gèng）底層的Electron Low Level庫。
比（bǐ）如，稚暉君通過調節機器人右手實現控製電腦音量和亮度。
利用機器人機身搭載的攝像頭和紅外手持傳感器，開發了通過AI算法識別手勢的程序。
當（dāng）擺出不同手勢類（lèi）型，就可以（yǐ）打開預先設定好的程序，或者切換桌麵（miàn）。
稚暉君還基於OpenPose開發了一個（gè）程序，用於單目的人體關鍵點檢測（cè）。
也就是說，如果有2台「電（diàn）子」的（de）話，就可以視（shì）頻了，與普（pǔ）通攝像頭（tóu）不同時（shí）的是，他不僅可（kě）以采集圖像，還可以摳臉顯示在圓形LCD中，甚（shèn）至同步動作。
本次項目電子的本體硬件固件、上位機源碼、SDK庫、SDK庫的源碼都是開源的，同時給出了開源地址：https://github.com/peng-zhihui/ElectronBot
2020年，彭誌輝，也就（jiù）是稚暉君，發明的一台可以處理（lǐ）圖像、也（yě）可以當語音助手和服務器，外觀卻隻有硬幣大小的迷你小電腦的視（shì）頻（pín）。之後，他陸續發布了可以打遊戲的充電寶（bǎo）、用螃蟹做的火星車，帶電子墨水屏幕的智能門禁卡等。在不僅（jǐn）之前，彭誌（zhì）輝發明的“無（wú）人駕駛自行車”，踢（tī）開腳（jiǎo）撐，不用人（rén）扶，可以金（jīn）雞獨立，穩如泰山，還可主動規劃行程。還有可以給葡萄縫合（hé）的機械臂……
不得不說，這次的支線項目從結構設計、電路設計到建模、編程、組裝的製作過程（chéng），稚暉君又（yòu）一次展示了一個天（tiān）才少年的實力。
但就像稚暉君說的，「知識的積累並不是（shì）一蹴而就的，要始終保持菜（cài）鳥的心態，持續學習成長；學（xué）以致知，才能學以致用」。
在高科技賦（fù）能的時代，期待更多像稚暉君一（yī）樣的人才能為中國創造貢獻自己的力量。
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