這次他做了（le）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，靠一己之力製作機械臂、自動駕駛自行車（chē）的稚暉君（jun1），時隔三個月又在（zài）b站發視頻（pín）了，這次，用他的文案講，是一個又萌又（yòu）硬的桌麵（miàn）小機器人。
稚暉君表示，UP的主線項目都是自我挑戰（zhàn）和（hé）學習的內容（róng），工作（zuò）量很大，為了緩解拖更的尷尬，設計一些（xiē）支線項目（mù），而這個（gè）桌麵小機器人就是他的一個支線項（xiàng）目，他（tā）表（biǎo）示，這個項目總體難度不大，可複現（xiàn）性（xìng）強。
稚暉君戲稱這個支線項目（mù）是「撿到一個鼠標墊，想配一台電腦的故事」。
稚（zhì）暉君熱衷於收集各式各樣的（de）屏幕。這次，他看上了一塊圓形的LCD屏幕（mù）。
簡單的手表（biǎo）、掛件（jiàn）已經滿足不了他了。這次他打算做一個「又萌又硬」的機器人。
這個靈感一部分來（lái）自於早（zǎo）些年很火的Anki Vector、豐田推（tuī）出的對話機器人Kirobo Mini、索尼曾經推出的音樂蛋（dàn）Rolly，還有外形酷似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，擴展性（xìng）和開放（fàng）性不強。並且受限於體積等因素，本身計算能力並不（bú）強。想要實現稍微智能點（diǎn）的交互，還得依賴手機的芯（xīn）片。稚暉君覺得「不夠優雅，也不夠實用」。
他（tā）打算自己設（shè）計一台桌麵型的迷你機器人。
這台機器人「無需（xū）充電、隨時待機、有強大（dà）計算能力」。
怎麽實現（xiàn）呢？就（jiù）是把這台機器人設（shè）計成一台電腦的配件。那（nà）麽就可以獲得電腦上的應用程序（xù）、擁有（yǒu）其強大的算力、還能時刻連著USB充電。也就（jiù）是把它（tā）變成一台「電（diàn）腦的配件」。
話不多說，來看（kàn）看稚暉君的這台機器（qì）人（rén）的（de）最終（zhōng）造型和設計方案（àn）吧。
作（zuò）為一台機器人，他得能動吧，那就需要配備執行單元。
還（hái）希望在小巧的機身內運動的自由度盡可能的多，那就需（xū）要對傳統舵機進（jìn）行（háng）改造。
之後就是取電和通信（xìn）了，需要開發USB高速協議的接口並訂製驅動程序。
結構方麵，為了配合圓形屏幕，稚暉君（jun1）設計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（nǐ）信不信，反正我（wǒ）是信了，這個小機器人，也是相當可愛了。
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（gè）自由度；身體和頭部各有一個自由（yóu）度。
他希望機器人的手臂可以同時前後和左右旋轉，而手臂的位置（zhì）不足以塞下（xià）一個舵機，因此隻能把舵機都裝到肚子裏去。
同時，稚（zhì）暉（huī）君還希望（wàng）手臂的兩個角（jiǎo）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（dào）小小的（de）機（jī）身裏，稚暉君想了很多（duō）有創意的傳動方案。
他設計了一種獨特的結構，解決了在狹小的（de）機身（shēn）中把動力從舵機傳遞（dì）到手臂，還要（yào）能實現（xiàn）動（dòng）力雙（shuāng）向傳遞的問題（tí）。
機器人的（de）底座則使用鋁CNC進（jìn）行加（jiā）工。
稚暉君使用了Cortex-M4內核MCU，STM32F4。用（yòng）於（yú）驅動屏幕和控（kòng）製舵機以及USB通信。
由於芯片本身（shēn）的USB功能隻支持全速或是低速的USB，稚暉君在電路上添加了高速的USB-PHY芯片，成功（gōng）將理論通信速率提高到了400Mbps。而最後實際的最（zuì）高（gāo）通信速率也有300Mbps。
主控板的設（shè）計相對就比較簡單了，兩層PCB就搞定了。這樣體（tǐ）積就做到（dào）了最小，和屏幕的麵（miàn）積保持一（yī）致。
機器人（rén）的身體內部也有一個傳感器（qì）的板子，包括一（yī）個（gè）攝（shè）像頭，還有（yǒu）一個紅外手勢（shì）傳感器和一塊驅（qū）動板。
因為市麵上的（de）舵機隻（zhī）能接收pwm信號，進行角度控製。在這種情況下（xià）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，就必須能讓舵機（jī）隨時進行輸出力（lì）矩的切換。
傳統（tǒng）舵機是做不到這一點的（de），稚暉（huī）君對傳統3g舵（duò）機魔（mó）改了一通，設計了一（yī）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（zhì）回傳，還能設置最大的輸出力矩、斷電儲存參數等（děng）。
看完組裝過程，不得不感歎稚暉君的這雙巧手，一般人真（zhēn）搞不（bú）定。
稚暉君給（gěi）這台小機器人起名叫Electron（電子）。
換句話說，機器人（rén）叫「電子」，那通過USB連接（jiē）的計算機就是「電子」的「腦子（zǐ）」，簡稱（chēng）「電腦」！？
製作過（guò）程如此複雜，這個機器人和之前（qián）提到的那些機（jī）器人有（yǒu）什（shí）麽（me）差別呢？
稚暉君設計他的初心就是作為一個工（gōng）具機器人兼（jiān）電腦配件。
他給（gěi）電子（zǐ）開發了一套（tào）完整的、多層次的開放SDK。
最上層是Electron Studio，屬於純圖形化的交互。
如果想用自己（jǐ）寫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（zhì）播放內容。
如果還想以更硬核的（de）方式進行（háng）二次開發，稚暉君還提（tí）供了更（gèng）底層的Electron Low Level庫（kù）。
比如（rú），稚暉君通過調節機器人（rén）右手實現控製（zhì）電腦音量和亮度。
利用機器人（rén）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（shì）的程（chéng）序。
當擺出不（bú）同手勢（shì）類型，就可以打開預先設定好的程序，或者切換桌麵。
稚暉（huī）君還基於OpenPose開發了一（yī）個程（chéng）序，用於（yú）單目的人體（tǐ）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（yǔ）普通攝像頭不同時的是，他不僅可以采集（jí）圖像，還可以摳臉顯示在圓形（xíng）LCD中，甚至（zhì）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（mǎ）都是開（kāi）源的，同時給出了開源地址：https://github.com/peng-zhihui/ElectronBot
2020年，彭（péng）誌輝（huī），也就是稚暉君，發（fā）明（míng）的一台可以處理圖像、也可以當語音助手和服務器，外觀卻隻有硬幣大小的迷你小電腦的視頻。之（zhī）後，他（tā）陸續發布了可以打遊戲的充電寶、用螃蟹做（zuò）的火星車，帶電子墨水屏幕的（de）智能門禁卡（kǎ）等。在不僅（jǐn）之前，彭誌輝發明的“無人駕駛自行（háng）車”，踢開腳撐，不用人扶，可以金雞獨立，穩如泰山，還可主動規劃行程。還有可（kě）以給葡萄縫合（hé）的機械臂……
不得不說，這次的支（zhī）線項目從（cóng）結構設計、電路設計到建模、編程、組裝的製作（zuò）過程，稚暉君又一次展示了一個天才少年的實力。
但就像稚（zhì）暉君（jun1）說的（de），「知（zhī）識的積累並不是一蹴而就的，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」。
在高科技賦能（néng）的時代，期待更多像（xiàng）稚暉君一樣的人才（cái）能為中國創造（zào）貢獻自己的力量。
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