這次他做了一個萌萌的桌麵小機器人
發布（bù）時間（jiān）：2022-03-22 00:42:47瀏覽次數：51
那個華為的天才少年，靠一己（jǐ）之力製（zhì）作機械臂、自動駕（jià）駛自行車的稚暉君，時隔三個月又在b站發視（shì）頻了，這次，用他的文（wén）案講，是（shì）一個又萌又硬的桌麵小機器（qì）人。
稚暉君表示（shì），UP的主線項目都是自我挑戰和學習的內容，工作量（liàng）很大，為了緩解拖更（gèng）的尷尬，設計一些支線項目，而這個桌麵小（xiǎo）機器人就（jiù）是他的一個支線項目，他表示，這（zhè）個項目（mù）總體難度不大，可複現（xiàn）性強。
稚暉君戲稱這個支線項目是「撿到一個鼠標墊，想配一台電腦的故事」。
稚暉君熱衷於收集各式各樣的屏幕。這次，他看上了一塊圓形的LCD屏幕。
簡單的手表、掛件已經滿足（zú）不了他了。這次他打算（suàn）做一個「又萌（méng）又（yòu）硬」的機器人。
這（zhè）個靈感（gǎn）一部分來自於早些年很火的（de）Anki Vector、豐田推出的對話機器人Kirobo Mini、索尼曾經推出的（de）音樂蛋（dàn）Rolly，還有（yǒu）外形酷似阿（ā）童木的迷你機器人Robi等。
但是稚暉君說這些（xiē）機器人功能太單（dān）一，擴展性和開放性不強。並且受限（xiàn）於體積等因素，本（běn）身計算能力並不強。想要實現稍微智能點的交互，還得依賴手機的芯片。稚暉君覺得「不夠優雅，也不夠實用」。
他打算自己設計一台（tái）桌麵型的迷你機（jī）器人。
這台機器人「無（wú）需充電、隨時待機（jī）、有強大（dà）計算能（néng）力」。
怎麽實現呢？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（yòng）程序、擁有其強大（dà）的（de）算力、還能時（shí）刻連著USB充電。也就是把（bǎ）它（tā）變成一台「電腦的配件（jiàn）」。
話不多說，來看看稚暉君的這（zhè）台機器人的最（zuì）終造型和設計方案（àn）吧。
作（zuò）為（wéi）一台機器人，他得能動吧，那就需要配備執行單元。
還希（xī）望在小巧（qiǎo）的機身（shēn）內運動的自由度盡可（kě）能的多，那就需要對傳統舵機進行改造。
之後（hòu）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（fāng）麵，為了配（pèi）合圓形屏幕，稚（zhì）暉君設（shè）計為圓潤可愛的科（kē）技風，還自信的說「你永遠可以（yǐ）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，也是相當可愛了。
稚暉君（jun1）表示，這是他第一次嚐試用T-Spline曲麵建模。機器（qì）人雙臂可動，分別有兩個自由度；身體和頭部各有一個自（zì）由度。
他希望機器（qì）人（rén）的手臂可以同時前後和左右旋轉，而手臂的位置（zhì）不足以塞下一個舵機，因（yīn）此隻（zhī）能把舵機都（dōu）裝到肚子裏去。
同時，稚暉君還（hái）希望手臂的兩個角度可以進行反驅，所以彈簧（huáng）扭簧這種東西就隻能pass了。
為了讓6個舵機塞到小小的機身裏，稚暉君想了很多有創意的傳動方案。
他設計（jì）了一（yī）種獨特的結構，解決了在狹小的機身中把動力從舵機傳遞到手臂，還要能（néng）實現（xiàn）動力雙向傳遞的問題。
機器人的（de）底座則使用鋁CNC進行加工（gōng）。
稚暉君（jun1）使用（yòng）了Cortex-M4內核MCU，STM32F4。用於驅動屏幕和控製舵機以及USB通信。
由於芯片（piàn）本身（shēn）的USB功能隻支持全速或是低速的（de）USB，稚暉君（jun1）在電路上（shàng）添加了高速的USB-PHY芯片，成功將理（lǐ）論通信（xìn）速率提高到了400Mbps。而最後實際的（de）最高通信速率也有300Mbps。
主控（kòng）板的設計相對就比較簡單了，兩層PCB就搞定了。這樣體積就做到了最小（xiǎo），和屏幕的麵積（jī）保持一致。
機（jī）器人的身體內（nèi）部也有一個傳感（gǎn）器的板子，包括一個攝像頭，還有一個紅（hóng）外手勢傳感器和一塊驅動板（bǎn）。
因為市麵上（shàng）的舵機隻能接收（shōu）pwm信號（hào），進行角度控製。在這種情況下（xià）隻能（néng）發送指令，讓舵機運動，卻不能接收指令。同時，想要（yào）讓舵機進行（háng）反驅，就必須能讓舵機隨（suí）時進行輸出力矩的切換。
傳統舵機是做（zuò）不到這一（yī）點的，稚暉君對傳統3g舵機魔改了一通，設計了一個（gè）迷你的舵機驅動器。
這個小驅動器支持總線通信、PID閉環控製、位置回傳（chuán），還能設置最大的輸出力矩（jǔ）、斷電儲存參數等（děng）。
這樣一來， 6個（gè）普通舵機變身6個智能舵機。
看完（wán）組裝過（guò）程，不得（dé）不感歎稚暉（huī）君的（de）這雙巧手，一般人真搞不定。
稚暉君給這台小機器（qì）人起名叫Electron（電子（zǐ））。
換句話說（shuō），機器人叫「電子」，那通過USB連（lián）接的計算機就是「電子」的「腦子」，簡稱「電腦」！？
製作過（guò）程如此（cǐ）複雜，這個機器人（rén）和之前提到的那些機器人有什麽差別（bié）呢？
稚暉君設計他的（de）初心就是作為一個工具（jù）機器人兼電腦配件。
他給電子開發了一套完整的、多層次（cì）的開放SDK。
最上層是Electron Studio，屬於純圖形（xíng）化的交（jiāo）互。
如果（guǒ）想用自己寫的程序控製電子的話，稚暉君還提供了Electron Player庫。隻（zhī）用簡單的代碼，便可鏈接和控製機器人，還可以（yǐ）設置播放內容。
如果還想以更硬核的方式進（jìn）行二次開發，稚暉君還提供了更底層的Electron Low Level庫。
比如，稚暉（huī）君通過（guò）調節機器人右手實現（xiàn）控製（zhì）電腦音（yīn）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。
當擺出不同手勢類型，就可以打開預先設定好（hǎo）的程序，或者切（qiē）換桌麵。
稚暉君還基於OpenPose開發了一個程序，用於單目的（de）人體關鍵點檢測（cè）。
也就是說，如果有2台（tái）「電子」的話，就可以視頻了，與普通攝像（xiàng）頭不（bú）同時（shí）的是，他不僅（jǐn）可以采集圖（tú）像，還可以摳臉顯示在圓形（xíng）LCD中，甚至同步動作。
本次項目（mù）電子的本體硬件固件、上位機源（yuán）碼（mǎ）、SDK庫、SDK庫的源碼都（dōu）是開源的，同時給出了（le）開源地址：https://github.com/peng-zhihui/ElectronBot
2020年，彭誌輝，也就是稚暉君，發（fā）明的一台可（kě）以處理圖像、也可以當語音助（zhù）手和服務器，外（wài）觀卻隻有硬幣大小的迷你小電（diàn）腦的視頻。之（zhī）後（hòu），他陸續發布了可以打遊（yóu）戲（xì）的（de）充電寶、用螃蟹做的火星車，帶電子墨水屏（píng）幕的智能門（mén）禁卡等。在不僅之前（qián），彭誌輝發明的“無人駕駛自（zì）行車”，踢開腳撐，不用人扶，可以金雞獨立，穩如泰山，還可主動規劃行程。還有可以給葡萄縫合的機械臂……
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（zuò）過程，稚暉君又一次展示了一個天才少年的實力。
但就像稚暉君說的，「知（zhī）識的積（jī）累並不是一蹴而就的，要始終保（bǎo）持菜鳥的心態，持續學習成（chéng）長；學以致知，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樣的人才（cái）能為中國創造貢獻（xiàn）自（zì）己的力量。
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