這次他做了一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
那個華為的天（tiān）才少年，靠一己（jǐ）之力製作機械臂、自動駕駛自行車的（de）稚暉（huī）君，時隔三個月又在b站發視頻了，這次，用他的文案講，是一個又萌又硬的桌麵小機器人。
稚暉君表示，UP的主（zhǔ）線項目都是自我挑戰（zhàn）和學習的內容，工作量很大，為了緩解（jiě）拖更的尷尬，設計一些支線項目，而這個（gè）桌（zhuō）麵小機器人就是他的一個支線項目，他表示，這（zhè）個項目總體難度不大，可複現性強。
稚暉君（jun1）戲稱這個支線項目是「撿到一個鼠（shǔ）標（biāo）墊，想配一台（tái）電腦的故事」。
稚暉君熱衷於收集各式各樣的屏幕。這次，他看（kàn）上了一塊圓形的LCD屏幕（mù）。
簡單的（de）手表、掛件已經滿足不了他了。這次他打算做一個「又萌又硬」的機器人（rén）。
這個靈感一部分來自於早些（xiē）年（nián）很火的（de）Anki Vector、豐田推出的對話機器人Kirobo Mini、索尼曾經推出的音樂蛋Rolly，還有外（wài）形酷（kù）似（sì）阿童木的迷你機器人Robi等。
但是稚暉君說這些機器人功能太單一，擴（kuò）展性（xìng）和開放性不強。並且受（shòu）限於體積等因素，本身（shēn）計（jì）算能力並不強。想要實現稍微智能點的交互，還得依賴手機的芯片。稚（zhì）暉君覺得「不（bú）夠優雅（yǎ），也不夠實用」。
他打算自己設計一台桌麵型（xíng）的迷你機器人。
這台機器人「無需充電、隨（suí）時待（dài）機、有強大計算能力」。
怎麽實現呢？就是把這台機器（qì）人設計成一台電腦的（de）配件。那麽就可以獲得電腦上的（de）應用程序（xù）、擁有其強大的算力（lì）、還能時刻連（lián）著（zhe）USB充電（diàn）。也就是把它變成一台「電腦的配件」。
話不多說（shuō），來看看稚暉（huī）君的這台機器人的最終造型和（hé）設（shè）計方案吧。
作為一台（tái）機器人，他得能動（dòng）吧，那就需（xū）要配備執行單元。
還希望（wàng）在小巧的機身內（nèi）運動的自（zì）由（yóu）度盡可（kě）能的多，那就需要對傳統舵機進行改（gǎi）造。
之後（hòu）就是取電和通信（xìn）了，需要開發USB高速（sù）協議的接口並訂製驅動（dòng）程序。
結構方麵，為了配合圓形屏幕，稚暉（huī）君設計為圓（yuán）潤可愛的（de）科技風，還自信的說「你永遠可以相信稚暉君的審美」，不管你信不信，反正我是信了，這個小機器人，也是（shì）相當可愛了。
稚（zhì）暉君表示，這是他第一次嚐試用T-Spline曲（qǔ）麵建模。機器人雙臂可動，分別有兩個自由度；身體和頭部（bù）各有一個自由度。
他（tā）希（xī）望機器人的手臂可以（yǐ）同時前後（hòu）和左右旋轉，而（ér）手（shǒu）臂（bì）的位置不足以塞下一個舵（duò）機，因此隻能把（bǎ）舵機都裝（zhuāng）到肚子裏去。
同時，稚（zhì）暉君（jun1）還希（xī）望手臂的兩個角度可以進行反（fǎn）驅，所以彈（dàn）簧扭簧（huáng）這（zhè）種東西（xī）就隻能pass了。
為了讓6個舵機（jī）塞到小小的機身裏，稚暉君想了很多有創意的傳動方案（àn）。
他設計了一種獨特的結構，解決（jué）了在狹小的機身中把動力從舵（duò）機傳遞到手臂，還要能實現動力雙向傳遞的問題。
稚暉君使用了Cortex-M4內核MCU，STM32F4。用於驅動屏幕和控（kòng）製舵機以及USB通（tōng）信。
由於芯（xīn）片本身的USB功能隻支持全速或是低速的USB，稚暉君在電（diàn）路上（shàng）添加了高速的USB-PHY芯片，成功將理論通信速（sù）率提高到了400Mbps。而最後實際（jì）的最高（gāo）通信速（sù）率（lǜ）也（yě）有300Mbps。
主控板的設（shè）計相（xiàng）對就比較簡單了，兩層（céng）PCB就搞（gǎo）定了。這樣體積就做到了（le）最小，和（hé）屏幕的麵積保持一致。
機器人的身（shēn）體內部也有一個傳感器的板子，包括一個攝像頭，還有一個紅外手勢傳感器和一塊驅動板。
因為市麵上的舵機隻能接（jiē）收pwm信號，進行角度控製。在這種情況（kuàng）下隻（zhī）能發送指令，讓舵（duò）機運動（dòng），卻不能接收指（zhǐ）令。同（tóng）時，想要讓舵機進（jìn）行反驅，就必須能讓舵機隨時進行輸出力矩的切換。
傳統舵機是做不到這一點的，稚暉君對傳統3g舵機魔改了一通，設計了一個迷你的舵機驅動器。
這個小驅動器支持總線通信、PID閉環（huán）控製、位置回傳，還能設置（zhì）最大的輸出力矩、斷電儲存參數等。
這樣一來， 6個（gè）普通舵機變身（shēn）6個智能舵機。
硬件和電路設（shè）計完成後，接下來就剩組裝了。
看完組裝過程，不得不感（gǎn）歎稚（zhì）暉君的（de）這雙巧手（shǒu），一般人真搞不定。
稚暉（huī）君給這台小機（jī）器人起名叫Electron（電子）。
換句話說，機器（qì）人叫「電子」，那通過USB連接的計算機就是（shì）「電子」的「腦子」，簡稱「電腦」！？
因為「電子」，感覺電腦有被冒（mào）犯到，哈哈！
製作過程如此複雜，這個機器（qì）人和之前提到的那些機器人有什麽差別呢？
稚暉君設計他的初（chū）心（xīn）就是作為一個工具（jù）機器人兼電腦配件。
他給電子開發了一套完整的、多層次的開放（fàng）SDK。
最上層是Electron Studio，屬於純圖形化的交互。
如果想用自己寫的（de）程序控製電子的話，稚暉君還提供了Electron Player庫。隻用簡單的代碼，便（biàn）可鏈接和（hé）控製（zhì）機器人，還可以（yǐ）設（shè）置播放內容。
如果還想以更硬核的（de）方式進行二次開發，稚暉君還提供了更底層（céng）的Electron Low Level庫。
比如（rú），稚暉君通過調節機器人右手實現（xiàn）控製電腦音量和亮（liàng）度（dù）。
利用機（jī）器人機身搭載（zǎi）的攝像頭和紅外手（shǒu）持傳（chuán）感（gǎn）器，開發了通（tōng）過AI算法識別手（shǒu）勢的程序。
當擺（bǎi）出不（bú）同手勢類型，就可以打開（kāi）預先設定好的程序，或者切換桌麵。
稚暉君（jun1）還基於OpenPose開發了一個程序，用於單目的人體關鍵點檢測。
也就是說，如果（guǒ）有2台「電子」的話，就可以視頻了，與普通攝像頭不同時的是，他不（bú）僅可以采集圖像，還可以（yǐ）摳臉顯示在圓形LCD中，甚至同步動作。
本次項目（mù）電子的本體硬件固件（jiàn）、上位機源碼、SDK庫、SDK庫的源碼都（dōu）是（shì）開源（yuán）的，同時給出了開源地址（zhǐ）：https://github.com/peng-zhihui/ElectronBot
2020年，彭誌輝，也（yě）就是稚暉君，發明的一台可以（yǐ）處理圖像、也可以當語音助手（shǒu）和服務器，外觀卻（què）隻有硬幣大小（xiǎo）的迷你（nǐ）小（xiǎo）電（diàn）腦的視頻。之後，他陸續發布了可以打遊戲（xì）的充電寶、用螃蟹做（zuò）的火星車，帶（dài）電子墨水屏幕的智能門禁卡等。在不（bú）僅之前，彭（péng）誌（zhì）輝發明的“無人駕駛自行車”，踢開腳（jiǎo）撐（chēng），不用人扶，可以金雞獨立，穩如泰山，還可主動規劃行程。還有（yǒu）可以給葡（pú）萄縫合的機械臂……
不得不說，這次的支線（xiàn）項目從結（jié）構設計、電路設（shè）計到建模、編程、組裝的製（zhì）作過程（chéng），稚暉君又一次展示了一個天才少年的實力。
但就像稚暉君說的，「知識的積累（lèi）並不（bú）是一蹴而就的，要始終保持菜鳥的心態（tài），持（chí）續學習成長；學（xué）以致知，才能（néng）學以致用」。
在高科技賦（fù）能的時代（dài），期待更多像稚暉君一樣的人才能為中（zhōng）國創造貢獻自己的力量。
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