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（wéi）的天才少年，靠一己之力製（zhì）作機械臂、自動駕駛自行車的稚暉（huī）君，時隔三個月又在b站發視頻（pín）了，這次，用他的文案講，是一個又萌又硬的（de）桌麵小機器人。
稚暉君表示，UP的主線項目都是（shì）自（zì）我挑戰和學習的（de）內容，工作量（liàng）很大（dà），為了緩解拖（tuō）更的尷（gān）尬，設（shè）計一些支線項目（mù），而這個桌麵小機器人就是他的一個（gè）支線項目，他表示，這個項（xiàng）目總體難度不大，可複現性強。
稚（zhì）暉君對這個項（xiàng）目的簡介（jiè）是
稚暉君戲稱這（zhè）個支線（xiàn）項目是「撿到一個（gè）鼠標墊（diàn），想配一台電腦（nǎo）的故事」。
稚暉君熱衷於收集各式各樣的（de）屏幕。這次（cì），他看上了一塊圓形的LCD屏幕。
簡單的手表、掛件已經滿（mǎn）足不了他（tā）了。這次（cì）他打算做一個「又萌又硬」的機器人。
這個靈感一部分來自於早些年（nián）很火的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，還有外形酷似阿（ā）童木的迷你機器人Robi等。
但是稚暉（huī）君說（shuō）這些機器人功能（néng）太單一，擴展性和開放性（xìng）不強。並且受限（xiàn）於體積等因素，本身（shēn）計算（suàn）能力並不強（qiáng）。想要實現（xiàn）稍微智能點（diǎn）的交互，還得依（yī）賴手機的（de）芯片。稚（zhì）暉君（jun1）覺得「不夠優雅，也不夠實用」。
這台機器人「無需充電、隨時待機（jī）、有強大（dà）計（jì）算能力」。
怎（zěn）麽（me）實現呢？就是把這台機器人設計成（chéng）一台電腦的配件。那麽就可以獲得電腦上的應用程序、擁（yōng）有其強（qiáng）大的（de）算力、還能時刻連著（zhe）USB充電。也就（jiù）是把它（tā）變成一台「電腦的配件」。
話不多說，來看看稚暉君的這台機器人的最終造（zào）型和設計方案吧。
作（zuò）為一台機器人，他得能動吧，那就需要配備執行（háng）單元。
還希望在小巧的機身內運（yùn）動的自由度盡可（kě）能的多，那就需要對傳統舵機進行改造。
之後就是取電和通信了，需要開發USB高速協議的接口並訂製驅動程序。
結構方麵，為了配合圓形（xíng）屏幕，稚暉君設計（jì）為圓潤可愛的科技風，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（shì）信了，這個小機器人，也是相（xiàng）當可愛了。
稚暉君表示，這是他（tā）第一次嚐試用T-Spline曲麵建模。機（jī）器人雙臂可動（dòng），分別有兩個自由度；身（shēn）體（tǐ）和頭部各有一個自由度。
他希望機器人的手臂可（kě）以同時前後和左右旋轉，而（ér）手臂的位（wèi）置不（bú）足以塞下一個舵機，因此隻（zhī）能把舵機都裝到肚子裏去（qù）。
同時，稚（zhì）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。
為了讓6個舵機塞到小小（xiǎo）的機（jī）身裏，稚暉君想了很多有創意的傳動方案（àn）。
他設計了一（yī）種獨特的結（jié）構，解決了在狹小的機身中把動力從舵機（jī）傳遞到手臂，還（hái）要能實現動力雙（shuāng）向傳遞的問題。
機器人的（de）底（dǐ）座則使用鋁CNC進行加（jiā）工。
稚暉（huī）君使用了Cortex-M4內核MCU，STM32F4。用於驅動屏幕和控製舵機以及（jí）USB通信（xìn）。
由於芯片本身的USB功能隻支持（chí）全速或是低速的USB，稚暉君在電路上添加了高速的（de）USB-PHY芯片（piàn），成功將（jiāng）理論通信速率提高到了400Mbps。而最後實際的最高通信速（sù）率也有300Mbps。
主控板的設計相對就比較簡單了，兩層PCB就搞定了。這樣（yàng）體積就做到了最小，和（hé）屏（píng）幕的麵積保持一致。
機器人的身體內部也有一個傳感（gǎn）器的（de）板子，包括一個攝像頭，還有一個紅外手勢傳感器和一塊（kuài）驅動板（bǎn）。
因為市麵上的舵機隻能接收pwm信號，進行角度控製。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（jī）進行反驅，就必須能讓舵機隨時（shí）進行輸出力矩的切換。
傳統舵機是做不到這一點的，稚暉（huī）君對傳統3g舵機魔（mó）改了一通，設計了一個迷你的舵機驅動器。
這個（gè）小驅動器支持總線通信、PID閉環控（kòng）製、位（wèi）置回傳，還能設置最大的輸出（chū）力矩、斷電儲存參數等。
這樣一來， 6個普通舵（duò）機（jī）變身6個智（zhì）能舵機。
硬件和電（diàn）路設計完成後，接下來就剩組裝了（le）。
看完組（zǔ）裝過程，不（bú）得不感歎稚暉君的這雙巧手，一般人真搞不定。
稚暉（huī）君給這台小機器人起名（míng）叫Electron（電子）。
換句話說，機器人（rén）叫「電子」，那通過USB連接的計算機就是「電子」的「腦子」，簡稱「電腦」！？
製作過程如此複雜，這個機器人和之前提到（dào）的那些機器人有什麽差別呢？
稚（zhì）暉君設計他的初心就是作為一個工具機器人（rén）兼電腦配件（jiàn）。
他給電子開發了一套完整的、多（duō）層次（cì）的開放SDK。
最上層是Electron Studio，屬於純圖形化（huà）的交互。
如（rú）果想用自己寫（xiě）的程序控製電子的話，稚暉君還提供了Electron Player庫。隻用簡單的代碼，便可鏈接和控製機器人，還可以設置播放內容。
如果還想以更（gèng）硬核的方式進行（háng）二次開發，稚暉君還提（tí）供了更底層的（de）Electron Low Level庫。
比如，稚暉君通過調節機器人右手實（shí）現控製電腦音量和亮度。
利用（yòng）機器人機身搭（dā）載的攝（shè）像頭和（hé）紅外手持傳感器，開發了通（tōng）過AI算（suàn）法識（shí）別手（shǒu）勢的程序。
當擺出不同手勢（shì）類型，就可以打開預先設定好的程序，或（huò）者切換桌麵。
稚暉君還基於OpenPose開發了（le）一個程序（xù），用於單（dān）目的人體關鍵點檢測。
也就是說，如果有2台「電子」的話，就可（kě）以視（shì）頻了，與普通攝像頭不同（tóng）時的（de）是，他不僅可以采集圖像，還可以摳臉顯示在圓形LCD中，甚至同步動作。
本次項目電子的本體硬（yìng）件固件、上位機源碼、SDK庫、SDK庫的源碼都是開源的，同時給出（chū）了開源地址：https://github.com/peng-zhihui/ElectronBot
2020年，彭（péng）誌輝，也（yě）就是稚暉君，發明的一台可以處理圖像、也可以當語音助手和服務器，外觀卻隻有硬幣（bì）大小的（de）迷你小電腦的視頻。之後，他陸續發布了可以打遊戲（xì）的充電寶、用螃蟹做的火星車，帶電子墨水屏幕的智能門禁卡等。在不僅之前，彭誌輝發明的（de）“無人駕駛自行車”，踢開腳撐，不用人扶，可以金雞獨立，穩如泰山，還可主動規劃行（háng）程。還有可以給葡萄縫合的機（jī）械臂……
不得不說，這次的支（zhī）線項目從結構設計、電路設計到建（jiàn）模、編程、組裝的製作過程（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，「知識的積累並不是（shì）一蹴而就的，要始終保持菜鳥的心態，持續學習成長；學以致知，才能學（xué）以致用」。
在高（gāo）科（kē）技賦能的時代，期待更多像（xiàng）稚（zhì）暉君一樣的人才能為中國創造貢獻自己的力量。
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