Как в домашних условиях собрать робота: Самодельный простые роботы домашних условиях. Как сделать робота в домашних условиях для ребенка

▶▷▶▷ как сделать руку робота в домашних условиях схема

Интерфейс	Русский/Английский
Тип лицензия	Free
Кол-во просмотров	257
Кол-во загрузок	132 раз
Обновление:	01-05-2019

как сделать руку робота в домашних условиях схема — Как сделать из бумаги руку — YouTube wwwyoutubecom watch?vyVbzkQGEryg Cached В принципе все просто и понятно из видео — рука скелета ( еще делают руку железного человека) делается из как сделать — YouTube wwwyoutubecom playlist?listPLwiEaeEinFwG20607 Cached Делаем своими руками разные поделки — это просто! В домашних условиях , с минимальными необходимыми Рука-манипулятор своими руками: как сделать? fbruarticle237461ruka-manipulyator-svoimi-rukami-kak Cached А это в свою очередь позитивно может сказаться на их будущей жизни Сложно ли будет сделать кран-манипулятор своими руками? Это не так проблемно, как может показаться на первый взгляд Как сделать робота, Робот своими руками, Самодельные роботы timerobotsruroboty-svoimy-rykamihtml Cached Разнообразие роботов не ограничивается конкретными шаблонами, по которым эти роботы создаются Людям постоянно приходят в голову оригинальные интересные идеи, как сделать робота Сделай робота сам — roboticsua roboticsuabuild_robotmedium_robots Cached В этой инструкции показано подробно, как сделать своими руками робота -рыбу из обычной водопроводной трубы, который сможет плавать в воде и даже использоваться в промышленных целях Как сделать робота самостоятельно — Для дома и быта radio-hobbyorgmodulesnewsarticlephp?storyid594 Cached На рисунке приведены монтажная и принципиальная схемы робота , и если Вы еще не очень хорошо знакомы с условными обозначениями, то, исходя из двух схем, несложно понять принцип обозначения и соединения элементов Как сделать гидравлический манипулятор своими руками wwwpopmechrudiynews-345272-kak-sdelat Cached Как сделать гидравлический манипулятор своими руками Сегодня канал The Q поделится секретом того , как самостоятельно изготовить из подручных приспособлений миниатюрный , но весьма Как сделать робота из бумаги двигающиеся chuggington-shoprucvetnoy-kartonkak-sdelat-robota-iz Cached Схема , которая приведена в нашей статье, самая простейшая, в сети можно отыскать намного сложнее Мы надеемся, что наша статья о том, как сделать робота из бумаги, вам помогла Простой робот для начинающих Pykodelkiru pykodelkiruprostoy-robot-dlya-nachinayushhih Cached Схема робота , избегающего препятствия Как сделать простейшего робота в домашних условиях ; Как сделать простого робота на одной микросхеме; Как создать робота с логической схемой Робот: Как сделать робота? Робот — своими руками Самодельный robotpaccbetru Cached По данной схеме легко ориентироваться в том, что еще необходимо для робота , что предстоит сделать или достать Формат: jpg, Размер: 142Кб Блок- схема робота Первоначальная версия блок-схемы Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 23,300

Я частенько делаю роботов или игрушки на основе Arduino или подобных плат. Самоделки по теме радиоте
хника и электроника, собираем своими руками различные схемы. На голове робота с помощью маркера или красок необходимо нарисовать глаза, рот и нос. Такие же пластиковые трубки будут выполнять функцию
красок необходимо нарисовать глаза, рот и нос. Такие же пластиковые трубки будут выполнять функцию ног и рук робота. 1,5 литра питьевой газированной воды. Лаймон Ричард — Странствующий цирк вампиров 18. Небольшой пучок свежей мяты. Четверть стакана яблочного сока. От: Коварная Сосиска. От: Аудиокниги Audiobooks. Smart TV и STB. Вернуться в старый дизайн Больше не показывать. Нестерова Светлана (Свет-Коляда) В друзья Добавить в друзья Написать сообщение. Существует один вид сварки, используемый чаще всего домашними мастерами точечная сварка. Основная масса схем сборки аппарата небольшие схемы точечной сварки, которые содержат минимальное количество нужных деталей. Материал книги дает возможность самостоятельно построить робот, находящий выход из лабиринта, робот, ориентирующийся на источник света и звука, ультразвуковой дальномер и компас и многое другое.
. Хочу поделиться с вами очень полезным авторским видеоуроком о том, как нанести изображение на ткань в домашних условиях. Вы удивитесь, насколько просто и доступно это сделать, ещё и самостоятельно (почти)… quot;Популярная механикаquot; — журнал. Статьи о технологиях, истории, оружии, архив номеров, условия подписки. В сегодняшней подборке не будет никаких именитых тюнинговых ателье, которые знает весь мир. Наоборот речь пойдёт о неизвестных… А) Постройте окружность, проходящую ровно через 12 узлов клетчатой бумаги. б) Постройте окружность, проходящую ровно через 6 узлов клетчатой бумаги. в) Постройте окружность, проходящую ровно через 5 узлов клетчатой бумаги.

оружии

используемый чаще всего домашними мастерами точечная сварка. Основная масса схем сборки аппарата небольшие схемы точечной сварки

вам помогла Простой робот для начинающих Pykodelkiru pykodelkiruprostoy-robot-dlya-nachinayushhih Cached Схема робота
как может показаться на первый взгляд Как сделать робота
избегающего препятствия Как сделать простейшего робота в домашних условиях ; Как сделать простого робота на одной микросхеме; Как создать робота с логической схемой Робот: Как сделать робота? Робот — своими руками Самодельный robotpaccbetru Cached По данной схеме легко ориентироваться в том

как сделать руку робота в домашних условиях схема Картинки по запросу как сделать руку робота в домашних условиях схема Другие картинки по запросу как сделать руку робота в домашних условиях схема Жалоба отправлена Пожаловаться на картинки Благодарим за замечания Пожаловаться на другую картинку Пожаловаться на содержание картинки Отмена Пожаловаться Видео Как сделать робота своими руками? Diy за минут Байки PRO роботов YouTube июн г Как сделать очень простого ШАГАЮЩЕГО РОБОТА своими руками BROSЭР YouTube апр г Как сделать простого робота в домашних условиях, даже без Vladimir Yachmennikov YouTube нояб г Все результаты Как сделать робота своими руками Схемы, чертежи, видео Похожие Пошаговые инструкции с фото и видео по созданию роботов своими руками в домашних условиях Проекты, программы, чертежи, схемы как сделать Схемы простейших роботов Роботы с программированием Книги Схемы как сделать простого робота своими руками Пошаговые Похожие Уроки робототехники для начинающих Инструкции с фото, как создать очень простого робота в домашних условиях Как сделать самого простого Робот своими руками Создание роботов в домашних условиях О том, как сделать робота в домашних условиях , используя только одну видоизменив схему робота , можно сделать так, чтобы он бегал за рукой или КАК СДЕЛАТЬ РОБОТА СХЕМЫ, МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ Как сделать робота в домашних условиях своими руками Добавив к схеме вашего самодельного робота пару светодиодов, можно добиться, чтобы он Роботы для начинающих ! SERVODROID Центр робототехники wwwservodroidrunewsrobototekhnika_dlja_nachinajushhikh_svoimi Похожие ПУЛЬТОИД это простой робот , которым можно управлять с помощью робот , который выполнен на основе схемы робота БИбот рекомендациям делает его легко повторяемым в домашних условиях Создаем робота своими руками по видео урокам в статье для начинающих робототехников Создаем робота в домашних условиях Хабр Habr нояб г Создаем робота в домашних условиях ая нога МК подтянут резистором R к плюсу источника питания это нужно делать обязательно! На схеме ты так же можешь увидеть электролит на мкФ, он спасает от Скайнет собственными руками версия а! Самодельные роботы и кибернетика своими руками Как сделать автоматического робота пылесоса своими руками Всем доброго Данная самоделка неплохо подходит для дома , гаража с гладкими Роботы своими руками сделай сам Про роботов wwwprorobotru Все статьи Похожие Как сделать робота своими руками ? Можно разработать в гаражеподвале или на чердаке Подробные фото и видео инструкции для того, чтобы Как сделать своими руками робота в домашних условиях Bebilv янв г Материалы для изготовления робота в домашних условиях и разные системы управления движением, сенсоры Видео и фото уроки Как сделать робота, Робот своими руками, Самодельные роботы robot_uborhsik_робот_уборщик Не всегда есть время и желание на уборку дома , но современные технологию позволяют создавать роботов уборщиков Как сделать робота, простые роботы своими руками beamrobotru Роботы и робототехника для начинающих Как сделать робота в домашних условиях Самодельные BEAM роботы своими руками Простой робот из подручных средств Про роботов wwwprorobotru Статьи о роботах Простой робот из подручных средств Похожие дек г Мы поставили перед собой задачу сделать робота из подручных средств за минут всегда можно найти под рукой или выкорчевать из старой техники Для удобства запайки и дальнейшей сборки схемы оба транзистора мы Для сверления и всяких домашних дел очень удобно Давайте делать роботов СВОИМИ РУКАМИ ! ВКонтакте Похожие Давайте делать роботов СВОИМИ РУКАМИ ! запись закреплена сборке робота на фестивале Arctic Wave от SERVODROID видео Robogeek Как собрать робота своими руками roboliverukaksozdatrobotasvoimirukami мар г Как собрать робота своими руками в домашних условиях Идея сделать робота своими руками под названием RoboTech, Возможность трансляции видео изображения с бортовой камеры на базовую станцию Как сделать робота в домашних условиях пошаговый план действий Инструкции по созданию роботов своими руками в домашних условиях статьи будут рассмотрены все они, а также описана общая схема разработки Создаем робота своими руками Форум обсуждения систем Умный дом cyberplaceru Форум умного дома Сделай сам Робототехника Похожие окт г Благодаря этой основе можно сделать робота в домашних условиях за рекордно короткий срок и за небольшие деньги Схема сборки Как сделать робота в домашних условиях InDevicesru новейшие indevicesruhitechkaksdelatrobotavdomashnihuslovijahhtml Как сделать робота в домашних условиях ? Инструкция, фото и видео помогут вам сделать веселого робота своими руками Робот своими руками, или Сотвори себе друга Neuronuscom Собрать робота своими руками Сделать робота очень просто! Asimo купить нельзя желающие завести себе дома подобного робота могут придется попотеть, чтобы собрать воедино сложную схему SolarSpeeder Простой робот, как сделать в домашних условиях фото, схема wwwsamisvoimirukamiru Электроника Робот Мастер класс, фото и схема , как сделать простого робота своими руками в домашних условиях Робот пылесос своими руками в домашних условиях особенности Бытовая техника Пылесос Перейти к разделу Как сделать чертёж Современные интернетресурсы позволяют провести сборку робота пылесоса без чертежей и иных схем Как сделать робота своими руками Хайтек агрегатор июн г Для того, чтобы сделать робота своими руками , не понадобится знание ядерной физики Это можно сделать и в домашних условиях из СОЗДАНИЕ РОБОТИЗИРОВАННОЙ РУКИ СТАРТ В НАУКЕ Тогда то я и решил построить самостоятельно собственную робота руку учащимся школы по созданию робо руки в домашних условиях Перед тем, как начать делать своего робота , я озадачился вопросом а электронная схема управления, которая регулирует скорость вращения электродвигателя Простой робот, как сделать в домашних условиях фото, схема Роботы для начинающих ходячий робот из банки Кокаколы и моторов Простой робот , как сделать в домашних условиях фото, схема Сами Как Роботпылесос своими руками схема, видео, инструкция по сборке О роботах апр г Пошаговая инструкция, позволяющая сделать робот пылесос своими руками идеи сборки робота пылесоса в домашних условиях Роботпылесос своими руками описание и схемы сборки Рейтинг , голоса Перейти к разделу Схема сборки робота пылесоса в домашних условиях Чтобы правильно сделать робот пылесос своими руками Как сделать руку робота из подручных материалов дома izobreteniyanetkaksdelatrukurobotavdomashnihusloviyah июн г Показали на видео , как изготовить руку робота , используя подручные материалы Для приведения в движение потребуется arduino Как правильноСоздать огромного боевого робота Абсурдопедия absurdopedianetwikiКак_правильноСоздать_огромного_боевого_робота Как правильноСоздать огромного боевого робота никто коекто не схавал, собрать огромного боевого робота в домашних условиях , что жизненно Схема сгибательного механизма ноги огромного боевого робота Чтобы сделать корпус огромного боевого робота своими руками , возьмите огромную Как своими руками на базе Arduino сделать робота, обходящего Технологии Ардуино Автор рассказывает как сделать робота из Ардуино Уно своими руками на кусочке Чтобы сделать робота в домашних условиях вам понадобится Подключение компонентов происходит согласно схеме на рисунке Как сделать роботазмею своими руками Журнал Популярная мая г Как сделать робота змею своими руками системами мониторинга, можно сконструировать и в домашних условиях Хотите узнать Как сделать робота в домашних условиях СВОИМИ РУКАМИ Как сделать робота в домашних условиях своими руками , я покажу на видео и будет еще немного текста В отличие от первого электронного бота, Как сделать робота в домашних условиях своими руками Лучшие wwwtiptoptechnetкаксделатьроботавдомашнихусловияхсвоимируками Похожие дек г Как сделать робота в домашних условиях своими руками На рисунке приведены монтажная и принципиальная схемы робота , и если Робот трансформер из крышек бутылок своими руками февр г Робот трансформер из крышек пластиковых бутылок своими руками На сайте Секрет Мастера рассмотрено много поделок из Как сделать роботпылесос своими руками Техникаэксперт tehnikaexpertdlyachistotyiporyadkapylesosrobotsvoimirukamihtml Изготовление робота пылесоса в домашних условиях своими руками в домашних условиях потребует затрат времени и терпения, но схема создания Собери робота Mindstorms LEGOcom Похожие Эти роботы дадут тебе возможность в полной мере познакомиться с серией EV В комплекте идут инструкция по сборке, задания для Роботпаук Мастеркласс своими руками Игры и игрушки Похожие Рейтинг голосов сент г Робот паук сделай сам мастеркласс своими руками нужно внимательно посмотреть видео ролик и понять принцип работы даль или хотябы как у тя маторчик сделан и конструкция хочу такой же сделать сделанных из подручных материалов и предметов в домашних условиях Как сделать робота своими руками ? Liveissueru liveissuerukaksdelatjrobotasvoimirukamihtml июн г Как сделать робота своими руками и может ли с этой работой справиться новичок ? Сегодня не трудно найти в интернете схемы с подробным описанием этапов Как сделать домашнего робота ? или из пакета Лизун,сделанный дома из подручных средств вода,клей,крахмал как сделать руку для робота своими руками todoferdistribucionescomcouserfileskaksdelatrukudliarobotasvoimirukamixml апр г vuzNOhlJGvFw Cached Как сделать из ТРУБОЧЕК РУКУ РОБОТА своими мы покажем в нашем видео Как сделать РОБО РУКУ ИЗ Как сделать робота , Как сделать своими руками робота в домашних условиях как сделать робота своими руками ютуб Western Garden Birds wwwwesterngardenbirdscomauimageskaksdelatrobotasvoimirukamiiutubx апр г vsxAGIRSo Cached В этом видео я покажу, как можно сделать мини редуктор с фото и видео по созданию роботов своими руками в домашних условиях Проекты, программы, чертежи, схемы как сделать Как Как из подручных средств сделать робота Схемы как сделать Перейти к разделу Как сделать робота в домашних условиях пошаговый план действий Как сделать робота в домашних условиях , чтобы всё Инструкции по созданию роботов своими руками в домашних условиях как сделать своего робота в домашних условиях схема и размеры wwwhshsvskkaksdelatsvoegorobotavdomashnikhusloviiakhskhemairazme как сделать своего робота в домашних условиях схема и размеры он Вскоре Покорит Весь Мир Схемы как сделать простого робота своими руками Роботпылесос своими руками виртуальная стена, как сделать в Робот пылесос своими руками в домашних условиях реально ли это Как сделать самодельный бытовой прибор Виртуальная стена и ее Примерная схема расположения деталей на чертеже При применении чертежа Полезные самоделки своими руками в домашних условиях electroshemaru Похожие руками для повторения в домашних условиях металлоискатели, схемы , как починить наушники, получить бензин в домашних условиях , сделать Arduinoробот жук Ringo Занимательная робототехника edurobotsruprojectarduinorobotzhukringo Похожие мая г мобильная робототехническая платформа, которую можно сделать своими руками Построение робота Ringo отличный способ это исправить Схема подключения ИКприемника к Arduino UNO система РИС Сервовыключатель света для умного дома Робот рыба на Arduino DOC Принципы конструирования гидравлического манипулятора mgkolimpiadarumediaworkGidravlicheskaya_rukadocx_pasportdocx Мы собираемся собрать манипулятор в домашних условиях , а также показать и расказать Именно это мы и хотим сделать , что бы потом выяснить на сколько Гидравлическая рука это своеобразная модель руки робота с быту, например, Манипулятор Рабочий цикл гидромашины зависит от схемы , Применение роботов в современном мире в каких областях и окт г Сегодня роботы используются в самых разных сферах деятельности Главная Новости Статьи Обзоры Видео Электроды фиксируют сигнал и отправляют импульс по проводам в процессор внутри протеза руки в условиях повышенной радиации и экстремальных температур Как сделать самоходный снегоуборщик своими руками Коммунальная Снегоуборщик мар г Бензиновый снегоуборщик своими руками существенная экономия вашего бюджета где находится подробное видео о том, как сделать шнек для Снегоуборочная бензиновая машина, сделанная в домашних условиях , готова и правил эксплуатации этого робота снегоуборщика Работа на дому мошенничество Википедия мошенничество Похожие Перейти к разделу Работа руками предлагается заняться ручной работой в домашних условиях Самые распространённые из таких схем Как сделать тиски своими руками фото основных правил sdelajrukamirutiskisvoimirukami Как сделать полноценные прочные и надежные тиски своими руками типы слесарных тисков; Работа по изготовлению слесарных тисков в домашних условиях Схемы , чертежи, советы по подбору материалов фото Вместе с как сделать руку робота в домашних условиях схема часто ищут как сделать робота своими руками для детей робот своими руками из подручных средств для детей как сделать робота человека как сделать робота который ходит как сделать робота за минут как сделать мини робота как сделать робота из подручного материала как создать робота андроида Навигация по страницам

Я частенько делаю роботов или игрушки на основе Arduino или подобных плат. Самоделки по теме радиотехника и электроника, собираем своими руками различные схемы. На голове робота с помощью маркера или красок необходимо нарисовать глаза, рот и нос. Такие же пластиковые трубки будут выполнять функцию ног и рук робота. 1,5 литра питьевой газированной воды. Лаймон Ричард — Странствующий цирк вампиров 18. Небольшой пучок свежей мяты. Четверть стакана яблочного сока. От: Коварная Сосиска. От: Аудиокниги Audiobooks. Smart TV и STB. Вернуться в старый дизайн Больше не показывать. Нестерова Светлана (Свет-Коляда) В друзья Добавить в друзья Написать сообщение. Существует один вид сварки, используемый чаще всего домашними мастерами точечная сварка. Основная масса схем сборки аппарата небольшие схемы точечной сварки, которые содержат минимальное количество нужных деталей. Материал книги дает возможность самостоятельно построить робот, находящий выход из лабиринта, робот, ориентирующийся на источник света и звука, ультразвуковой дальномер и компас и многое другое. . Хочу поделиться с вами очень полезным авторским видеоуроком о том, как нанести изображение на ткань в домашних условиях. Вы удивитесь, насколько просто и доступно это сделать, ещё и самостоятельно (почти)… quot;Популярная механикаquot; — журнал. Статьи о технологиях, истории, оружии, архив номеров, условия подписки. В сегодняшней подборке не будет никаких именитых тюнинговых ателье, которые знает весь мир. Наоборот речь пойдёт о неизвестных… А) Постройте окружность, проходящую ровно через 12 узлов клетчатой бумаги. б) Постройте окружность, проходящую ровно через 6 узлов клетчатой бумаги. в) Постройте окружность, проходящую ровно через 5 узлов клетчатой бумаги.

Как сделать робота дома из подручных средств. Создаем робота в домашних условиях

Одним из очень трудоёмких и увлекательных занятий является постройка собственного робота.

Каждый, от подростка до взрослого, мечтает сделать или маленького и симпатичного, или большого и многофункционального робота, сколько людей столько различных модификаций робототехники. А вы хотите сделать робота?

Перед таким серьёзным проектом следует прежде убедиться в своих возможностях. Построение робота занятие не из дешевых и не самых простых. Подумайте, какого робота вы хотите сделать, какие функции он должен выполнять, возможно, это будет просто декоративный робот из старых деталей или это будет полнофункциональный робот со сложными, двигающимися механизмами.

Я встречал много народных умельцев, создающих декоративных роботов из старых, отработавших свой век механизмов, таких как часы, будильники, телевизоры, утюги, велосипеды, компьютеры и даже автомобили. Эти роботы делаются просто для красоты, они, как правило, оставляют очень яркие впечатления, особенно они, нравятся детям. Подросткам вообще интересны роботы как нечто загадочное, ещё неизведанное.

Детали декоративных роботов крепятся различными способами: на клею, сваркой, на винтах. В таком занятии лишних деталей не бывает в ход идут любые детали, от маленькой пружинки до самого большого болта. Роботы могут быть маленькими, настольными, а некоторые умельцы умудряются сделать декоративных роботов в человеческий рост.

Намного сложнее и не менее интересно сделать действующего робота. Не обязательно робот должен быть похож на человека, это может быть консервная банка с рожками и гусеницами:) тут можно проявлять фантазию до бесконечности.

Раньше роботы были в основном механические, все движения контролировались сложными механизмами. Сегодня большинство грубых механических узлов можно заменить на электрические схемы, а «мозгом» робота может быть всего одна микросхема, в которую через компьютер вводят нужные данные.

Сегодня компания «Лего» выпускает специальные наборы для конструирования роботов, пока такие конструкторы стоят дорого и доступны не всем.

Лично мне интересно сделать робота своими руками из подручных материалов. Самая большая проблема, возникающая при строительстве, это нехватка знаний в области электрики. Если по механике можно ещё что-то сделать без проблем, то с электрическими схемами дела обстоят сложнее, часто требуется совместить несколько разных электрических узлов, тут и начинаются сложности, но всё это поправимо. При создании робота могут возникнуть проблемы с электродвигателями, хорошие моторчики стоят дорого, приходится разбирать старые игрушки, это не очень удобно. Так же стали дефицитными многие радиодетали, всё больше техники делается на сложных микросхемах, а тут нужны серьёзные знания. Несмотря на все трудности многие из нас продолжают создавать удивительных роботов для самых разных целей. Роботы могут стирать, убирать пыль, чертить, двигать предметы, веселить нас или просто украшать рабочий стол.

На сайте я периодически буду публиковать фотографии своих новых роботов, если вас тоже интересует эта тема, то обязательно присылайте свои истории с фотографиями или напишите о своих изобретениях на форуме.

Сегодня мы расскажем, как сделать робота из подручных средств. Получившийся «высокотехнологичный андроид» хоть и будет небольшого размера и навряд ли сможет помочь вам по хозяйству, но пренепременно развеселит как детей, так и взрослых.

Необходимые материалы

Для того, чтобы сделать робота, не понадобится знание ядерной физики.

Можно и в домашних условиях сделать робота из обычных материалов, которые постоянно есть под руками. Итак, что нам понадобится:

2 куска провода
1 моторчик
1 батарейка AA
3 канцелярские кнопки
2 кусочка пенокартона или похожего по свойствам материала
2-3 головки старых зубных щеток или несколько скрепок

1. Прикрепляем батарейку к мотору

С помощью клеящего пистолета прикрепляем кусочек пенокартона к корпусу мотора. Затем к приклеиваем к нему батарейку.

Этот шаг может показаться не совсем понятным. Однако, чтобы сделать робота, необходимо заставить его двигаться. Надеваем на ось мотора маленький продолговатый кусочек пенокартона и закрепляем его с помощью клеевого пистолета. Такая конструкция придаст мотору дисбаланс, что и приведет робота в движение.

На самый конец дестабилизатора капните пару капель клея, или прикрепите какой-нибудь декоративный элемент — это добавит роботу индивидуальности и увеличит амплитуду его движений.

3. Ноги

Теперь необходимо снабдить робота нижними конечностями. Если вы будете использовать для этого головки зубных щеток, то приклейте их к нижней части мотора. В качестве прослойки можно использовать всё тот же пенокартон.

Следующим шагом прикрепим два наших отрезка провода к контактам моторчика. Можно их просто прикрутить, но ещё лучше будет припаять их, это сделает робота более долговечным.

5. Подключение батарейки

Используя термопистолет, приклеем провод к одному из концов батареи. Можете выбрать любой из двух проводов и любую сторону батареи — полярность в данном случае роли не играет. Если у вас хорошо получается паять, в этом шаге также можно воспользоваться пайкой вместо клея.

6. Глаза

В качестве глаз робота вполне подойдет пара бусинок, которые прикрепляем термоклеем к одному из концов батарейки. На этом шаге можно проявить фантазию и придумать внешний вид глаз на своё усмотрение.

Чтобы создать своего робота, необязательно получать высшее или читать массу . Достаточно воспользоваться пошаговой инструкцией, которую предлагают мастера робототехники на своих сайтах. В Интернете можно найти много полезной информации, посвящённой разработке автономных роботизированных систем.

10 ресурсов для начинающего робототехника

Информация на сайте позволяет самостоятельно создать робота со сложным поведением. Здесь можно найти примеры программ, схемы, справочные материалы, готовые примеры, статьи и фотографии.

Новичкам на сайте посвящён отдельный раздел. Создатели ресурса делают немалый упор на микроконтроллеры, разработку универсальных плат для робототехники и пайку микросхем. Здесь также можно найти исходные коды программ и множество статей с практическими советами.

На сайте есть специальный курс «Шаг за шагом», в котором детально описан процесс создания простейших BEAM-роботов, а также автоматизированных систем на основе микроконтроллеров AVR.

Сайт, где начинающие создатели роботов смогут найти всю необходимую теоретическую и практическую информацию. Здесь также размещается большое количество полезных тематических статей, обновляются новости и можно задать вопрос опытным робототехникам на форуме.

Данный ресурс посвящён постепенному погружению в мир сотворения роботов. Начинается всё с познания Arduino, после чего начинающему разработчику рассказывают о микроконтроллерах AVR и более современных аналогах ARM. Подробные описания и схемы очень доступно объясняют, как и что делать.

Сайт о том, как сделать BEAM-робота своими руками. Здесь есть целый раздел, посвящённый основам, также приведены логические схемы, примеры и т. д.

На этом ресурсе очень доходчиво расписано, как самостоятельно создать робота, с чего начать, что нужно знать, где искать информацию и необходимые детали. Сервис также содержит раздел с блогом, форумом и новостями.

Огромнейший живой форум, посвящённый созданию роботов. Здесь открыты темы для новичков, рассматриваются интересные проекты и идеи, описываются микроконтроллеры, готовые модули, электроника и механика. А главное — можно задать любой вопрос по роботостроению и получить развёрнутый ответ от профессионалов.

Ресурс робототехника-любителя посвящён в первую очередь его собственному проекту «Самодельный робот». Однако здесь можно найти очень много полезных тематических статей, ссылок на интересные сайты, узнать о достижениях автора и обсудить различные конструкторские решения.

Аппаратная платформа Arduino является наиболее удобной для разработки роботизированных систем. Информация сайта позволяет быстро разобраться в этой среде, освоить язык программирования и создать несколько несложных проектов.

Наденьте термоусадочные трубки на колесо мотора. Отрежьте кусок трубки, чтобы она была немного длиннее каждого колеса, наденьте на колесо и затяните ее с помощью зажигалки или паяльника. Вы можете сделать несколько слоев, чтобы увеличить диаметр и создать «шины».

Приклейте переключатели к задней части гнезда для батареек. Приклейте переключатели к задней части гнезда для батареек на его ровную поверхность. Это должна быть сторона, из которой торчат провода. Положите их под углом в углы так, чтобы самые дальние от рычага контакты касались центральной линии устройства.

Рычаги должны быть снаружи, рядом с проводами.

Положите металлическую полоску. Положите кусок алюминия размеров 2,5см на 7,5см за переключателем по центру и согните лишний кусок на 45 градусов. Приклейте его, используя горячий клей. Дайте клею остыть полностью, перед тем как продолжать.

Закрепите моторы к металлическим крыльям. Используя горячий клей, приклейте моторы к согнутой части металла, чтобы «шины» касались земли. Вам стоит обратить внимание на отметки зарядки на моторах, так как «шины» должны крутиться в противоположном направлении. Убедитесь, что один мотор перевернут по сравнению с другим.

Сформируйте заднее колесо. Вам понадобится заднее колесо, чтобы робот не таскал по земле свою заднюю часть. Возьмите большую скрепку и сформируйте ее, чтобы у вас получился ТАРДИС или дом с бусиной среднего размера на вершине. Положите ее на противоположной проводам стороне и закрепите на месте, приклеив края горячем клеем к сторонам гнезда для батареек.

Спаяйте робота. Вам понадобится паяльник и спайка, чтобы соединить все электрические провода между компонентами робота. Это должно делаться аккуратно, чтобы оно заработало. Есть несколько соединений, которые вам нужно сделать:

Сначала спаяйте соединение обоих переключателей.
Дальше спаяйте маленький провод между двумя центральными соединениями на переключателях.
Спаяйте два провода, один из отрицательного мотора и один из положительного мотора, для конечного соединения переключателя.
Спаяйте провод длиннее между оставшимися соединениями мотора (соединив оба мотора вместе).
Спаяйте провод длиннее между задним соединением между мотором и задней частью гнезда для батареек, где отрицательный и положительный разряд соединяются.
Возьмите положительный провод из гнезда для батареек и припаяйте его к центру, касаясь соединений переключателей.
Отрицательный провод гнезда для батареек пойдет к центральному соединению на один из переключателей.

Создайте антенны робота. Отрежьте резиновые/пластиковые концы от запасных разъемов, выпрямите две скрепки (пока они не будут напоминать усики насекомых) и соедините запасные разъемы к антеннам, используя термоусадочные трубки.

Как сделать робота в домашних условиях, чтобы всё получилось? Нужно начинать с простого и постепенно усложнять! Инструкции по созданию роботов своими руками в домашних условиях буквально заполонили интернет. Не останется в стороне от этого и автор статьи. В целом этот процесс можно разделить на три части: теоретическую, подготовительную и непосредственно сборку. В рамках статьи будут рассмотрены все они, а также описана общая схема разработки чистильщика.

Создание робота в домашних условиях

Чтобы разработать с нуля, необходимы знания о токе, напряжении, функционировании различных элементов как то триггеры, конденсаторы, резисторы, транзисторы. Также следует научиться паять всё это на схемах и использовать соединительные провода. Необходимо проработать каждый аспект движения и выполнения действий, добиваясь максимальной детализации действий для достижения своей цели. И эти знания необходимы, если вас действительно интересует, как сделать робота в домашних условиях, а не просто праздное любопытство.

Подготовительные процессы

Прежде чем приступать к выяснению, как сделать робота в домашних условиях, необходимо хорошо позаботиться об условиях, в которых он будет собираться. Для начала следует подготовить рабочее место, где будет создаваться желаемое устройство. Необходимо где-то поместить саму конструкцию и составляющие её детали. Следует продумать и вопрос удобного размещения паяльника, канифоли и припоя. Рабочее место должно быть максимально оптимизированным, чтобы оно предоставляло удобство при взаимодействии с конструкцией.

Сборка

Необходимо продумать «костяк» конструкции, на котором всё будет строиться. Обычно выбирают одну деталь, и уже к ней припаиваются все остальные. Говоря о качестве пайки, следует сказать, что места, где она будет проводиться, должны быть очищены. Также, зависимо от толщины используемых проводов и ножек, необходимо подобрать достаточное количество припоя, чтобы элементы не отпадали во время эксплуатации. Для упрощения процессов передачи сигналов и недопущения возможности замыкания можно вытравить Затем на неё наносятся все необходимые элементы, получившаяся конструкция подключается к источнику питания и при необходимости осуществляется доработка устройства.

Простой робот

Как сделать в домашних условиях что-то не сложное? Да ещё и полезное? Свой дом необходимо держать в чистоте, и данный процесс желательно автоматизировать. Конечно, создать полноценного робота-уборщика сложно, но минимальная конструкция, которая обеспечит собирание пыли с полов комнат — это вполне по силам. Если честно — то будет рассмотрен который работает на одном месте и одновременно убирает мелкий мусор, расположенный в зоне дислокации. Чтобы создать такую конструкцию, необходимо иметь следующие материалы:

Пластиковую тарелку.
Три небольшие щетки, которые используются, чтобы чистить обувь или пол.
Два вентилятора, которые можно взять из отживших своё компьютеров.
Батарея на 9В и разъем для неё.
Стяжка или хомуты, которые могут сами защелкиваться.
Болты и гайки.

Просверлите на равном расстоянии отверстия для щеток. Прикрепите их. Желательно, чтобы все щетки размещались на равной удалённости от других и центра тарелки. Используя болты и гайки, к каждой из них следует прикрепить регулировочное крепление, да и они сами фиксируются с их помощью. Ползунки регулировочных креплений следует установить в среднее положение. Для движения будем использовать вентиляторы. Их подключаем к батарейке и размещаем параллельно, чтобы они обеспечивали вращение робота по кругу. Данная конструкция будет использоваться в качестве вибромотора. Накиньте клеммы и конструкция уже готова к использованию. Если во время процесса чистки робот будет уходить в сторону, поработайте с регулировочными креплениями. Представленная в статье конструкция не требует значительных денежных затрат или наличия навыков и опыта. При создании робота использовались недорогие материалы, достать которые не является значительной проблемой. При желании усложнить конструкцию и заставить её целенаправленно двигаться понадобятся улучшения в виде дополнительных моторов и микроконтроллеров. Вот как сделать робота в домашних условиях. А только подумайте, сколько можно здесь усовершенствовать! Широчайшее поле для конструкторской деятельности.

Узнаем как изготовить робота в домашних условиях: пошаговый план действий

Создание робота в домашних условиях

Подготовительные процессы

Сборка

Необходимо продумать «костяк» конструкции, на котором всё будет строиться. Обычно выбирают одну деталь, и уже к ней припаиваются все остальные. Говоря о качестве пайки, следует сказать, что места, где она будет проводиться, должны быть очищены. Также, зависимо от толщины используемых проводов и ножек, необходимо подобрать достаточное количество припоя, чтобы элементы не отпадали во время эксплуатации. Для упрощения процессов передачи сигналов и недопущения возможности замыкания можно вытравить печатную плату. Затем на неё наносятся все необходимые элементы, получившаяся конструкция подключается к источнику питания и при необходимости осуществляется доработка устройства.

Простой робот

Как сделать в домашних условиях что-то не сложное? Да ещё и полезное? Свой дом необходимо держать в чистоте, и данный процесс желательно автоматизировать. Конечно, создать полноценного робота-уборщика сложно, но минимальная конструкция, которая обеспечит собирание пыли с полов комнат – это вполне по силам. Если честно – то будет рассмотрен простой механизм, который работает на одном месте и одновременно убирает мелкий мусор, расположенный в зоне дислокации. Чтобы создать такую конструкцию, необходимо иметь следующие материалы:

Пластиковую тарелку.
Три небольшие щетки, которые используются, чтобы чистить обувь или пол.
Два вентилятора, которые можно взять из отживших своё компьютеров.
Батарея на 9В и разъем для неё.
Стяжка или хомуты, которые могут сами защелкиваться.
Болты и гайки.

Сделать робота в домашних условиях самостоятельно? Легко! Как сделать робота в домашних условиях: пошаговый план действий.

Сейчас уже мало кто помнит, к сожалению, что в 2005 году были Chemical Brothers и у них был замечательный клип — Believe, где роботизированная рука гонялась по городу за героем видео.

Тогда у меня появилась мечта. Несбыточная на тот момент, т. к. ни малейшего понятия об электронике у меня не было. Но мне хотелось верить — believe. Прошло 10 лет, и буквально вчера мне удалось впервые собрать своего собственного робота-манипулятора, запустить его в работу, затем сломать, починить, и снова запустить в работу, а попутно найти друзей и обрести уверенность в собственных силах.

Внимание, под катом спойлеры!

Всё началось с (привет, Мастер Кит, и спасибо, что разрешили написать в вашем блоге!), который был почти сразу найден и выбран после статьи на Хабре. На сайте говорится, что собрать робота — под силу даже 8-летнему ребёнку — чем я хуже? Я точно так же только пробую свои силы.

Сначала была паранойя

Как истинный параноик, сразу выскажу опасения, которые у меня изначально были относительно конструктора.

В моём детстве сперва были добротные советские конструкторы, потом рассыпающиеся в руках китайские игрушки… а потом детство кончилось:(

Поэтому из того, что осталось в памяти об игрушках, было:

Пластмасса будет ломаться и крошиться в руках?
Детали будут неплотно подходить друг к другу?
В наборе будут не все детали?
Собранная конструкция будет непрочной и недолговечной?

И, наконец, урок, который был вынесен из советских конструкторов:

Часть деталей придётся допиливать напильником
А части деталей просто не будет в наборе
И ещё часть будет изначально не работать, её придётся менять

Что я могу сказать сейчас: не зря в моем любимом клипе Believe главный герой видит страхи там, где их нет. Ни одно из опасений не оправдалось : деталей было ровно столько, сколько нужно, все они подходили друг к другу, на мой взгляд — идеально, что очень сильно поднимало настроение по ходу работы.

Детали конструктора не только отлично подходят друг к другу, но также продуман тот момент, что детали почти что невозможно перепутать . Правда, с немецкой педантичностью создатели отложили винтиков ровно столько сколько нужно , поэтому терять винтики по полу или путать «какой куда» при сборке робота нежелательно.

Технические характеристики:

Длина: 228 мм
Высота: 380 мм
Ширина: 160 мм
Вес в сборке: 658 гр.

Питание: 4 батарейки типа D
Вес поднимаемых предметов: до 100 гр
Подсветка: 1 светодиод
Тип управления: проводной дистанционный пульт
Примерное время сборки: 6 часов
Движение: 5 коллекторных моторов
Защита конструкции при движении: храповик

Подвижность:
Механизм захвата: 0-1,77″»
Движение запястья: в пределах 120 градусов
Движение локтя: в пределах 300 градусов
Движение плеча: в пределах 180 градусов
Вращение на платформе: в пределах 270 градусов

Вам понадобятся:

удлинённые плоскогубцы (не получится обойтись без них)
боковые кусачки (можно заменить на нож для бумаги, ножницы)
крестовая отвёртка
4 батарейки типа D

Важно! О мелких деталях

Кстати о «винтиках».

Если вы сталкивались с подобной проблемой, и знаете, как сделать сборку ещё удобнее — добро пожаловать в комментарии. Пока что поделюсь своим опытом.

Одинаковые по функции, но разные по длине болты и шурупы достаточно чётко прописаны в инструкции, например, на средней фото внизу мы видим болты P11 и P13. А может P14 — ну, то есть, вот опять, я снова их путаю. =)

Различить их можно: в инструкции прописано, какой из них сколько миллиметров. Но, во-первых, не будешь же сидеть со штангенциркулем (особенно если тебе 8 лет и\или у тебя его попросту нет), а, во-вторых, различить их в итоге можно только, если положить рядом, что может не сразу прийти на ум (мне не пришло, хе-хе).

Поэтому заранее предупрежу, если надумаете собирать этого или похожего робота сами, вот вам подсказка:

либо заранее присмотритесь к крепёжным элементам;
либо купите себе побольше мелких винтов, саморезов и болтов, чтобы не париться.

Также, ни в коем случае не выбрасывайте ничего, пока не закончите сборку. На нижней фотографии в середине, между двумя деталями от корпуса «головы» робота — небольшое кольцо, которое чуть не полетело в мусор вместе с прочими «обрезками». А это, между прочим, держатель для светодиодного фонарика в «голове» механизма захвата.

Процесс сборки

К роботу прилагается инструкция без лишних слов — только изображения и чётко каталогизированные и промаркированные детали.

Детали достаточно удобно откусываются и зачистки не требуют, но мне понравилась идея каждую деталь обработать ножом для картона и ножницами, хотя это и не обязательно.

Сборка начинается с четырёх из пяти входящих в конструкцию моторов, собирать которые настоящее удовольствие: я просто обожаю шестерёночные механизмы.

Моторчики мы обнаружили аккуратно упакованными и «прилипшими» друг к другу — готовьтесь ответить на вопрос ребёнка, почему коллекторные моторчики магнитятся (можно сразу в комментариях! 🙂

Важно: в 3 из 5 корпусов моторчиков нужно утопить гайки по бокам — на них в дальнейшем мы посадим корпуса при сборке руки. Боковые гайки не нужны только в моторчике, который пойдёт в основу платформы, но чтобы потом не вспоминать, какой корпус куда, лучше утопите гайки в каждом из четырёх жёлтых корпусов сразу. Только для этой операции будут нужны плоскогубцы, в дальнейшем они не понадобятся.

Примерно через 30-40 минут каждый из 4х моторов оказался снабжён своим шестереночным механизмом и корпусом. Собирается всё не сложнее, чем в детстве собирался «Киндер-сюрприз», только гораздо интереснее. Вопрос на внимательность по фото выше: три из четырёх выходных шестерёнок черные, а где белая? Из её корпуса должны выходить синий и чёрный провод. В инструкции это всё есть, но, думаю, обратить на это внимание ещё раз стоит.

После того, как у вас на руках оказались все моторы, кроме «головного», вы приступите к сборке платформы, на которой будет стоять наш робот. Именно на этом этапе ко мне пришло понимание, что с шурупами и винтами надо было поступать более вдумчиво: как видно на фото выше, двух винтов для скрепления моторчиков вместе за счет боковых гаек мне не хватило — они уже были где-то мною же вкручены в глубине уже собранной платформы. Пришлось импровизировать.

Когда платформа и основная часть руки собраны, инструкция предложит вам перейти к сбору механизма захвата, где полно мелких деталей и подвижных частей — самое интересное!

Но, надо сказать, что на этом спойлеры закончатся и начнутся видео, так как мне нужно было ехать на встречу с подругой и робота, которого не удалось успеть закончить, пришлось захватить с собой.

Как стать душой компании при помощи робота

Легко! Когда мы продолжили сборку вместе, стало понятно: собирать робота самостоятельно — очень приятно. Работать над конструкцией вместе — приятно вдвойне. Поэтому смело могу рекомендовать этот набор для тех, кто не хочет сидеть в кафе за скучными разговорами, но хочет повидаться с друзьями и хорошо провести время. Более того, мне кажется, и тимбилдинг с таким набором — например, сборка двумя командами, на скорость — практически беспроигрышный вариант.

Робот ожил в наших руках сразу, как только мы закончили сборку. Передать вам наш восторг, я, к сожалению, не могу словами, но, думаю, многие меня здесь поймут. Когда конструкция, которую ты сам собрал вдруг начинает жить полноценной жизнью — это кайф!

Мы поняли, что жутко проголодались и пошли поесть. Идти было недалеко, поэтому робота мы донесли в руках. И тут нас ждал ещё один приятный сюрприз: робототехника не только увлекательна. Она ещё и сближает. Как только мы сели за столик, нас окружили люди, которые хотели познакомиться с роботом и собрать себе такого же. Больше всего ребятам понравилось здороваться с роботом «за щупальца», потому что ведёт он себя действительно как живой, да и в первую очередь это же рука! Словом, основные принципы аниматроники были освоены пользователями интуитивно . Вот как это выглядело:

Troubleshooting

По возвращении домой меня ждал неприятный сюрприз, и хорошо, что он случился до публикации этого обзора, потому что теперь мы сразу обговорим troubleshooting.

Решив попробовать подвигать рукой по максимальной амплитуде, удалось добиться характерного треска и отказа функциональности механизма мотора в локте. Сначала это меня огорчило: ну вот, новая игрушка, только собрана — и уже больше не работает.

Но потом меня осенило: если ты сам её только что собрал, за чем же дело стало? =) Я же прекрасно знаю набор шестерёнок внутри корпуса, а чтобы понять, сломался ли сам мотор, или просто недостаточно хорошо был закреплён корпус, можно не вынимая моторчика из платы дать ему нагрузку и посмотреть, продолжатся ли щелчки.

Вот тут-то мне и удалось почувствовать себя настоящим робо-мастером!

Аккуратно разобрав «локтевой сустав», удалось определить, что без нагрузки моторчик работает бесперебойно. Разошёлся корпус, внутрь выпал один из шурупов (потому что его примагнитил моторчик), и если бы мы продолжили эксплуатацию, то шестерёнки были бы повреждены — в разобранном виде на них была обнаружена характерная «пудра» из стёршейся пластмассы.

Очень удобно, что робота не пришлось разбирать целиком. И классно на самом деле, что поломка произошла из-за не совсем аккуратной сборки в этом месте, а не из-за каких-то заводских трудностей: их в моём наборе вообще обнаружено не было.

Совет: первое время после сборки держите отвёртку и плоскогубцы под рукой — могут пригодиться.

Что можно воспитать благодаря данному набору?

Уверенность в себе!

Мало того, что у меня нашлись общие темы для общения с совершенно незнакомыми людьми, но мне также удалось самостоятельно не только собрать, но и починить игрушку! А значит, я могу не сомневаться: с моим роботом всегда всё будет ок. И это очень приятное чувство, когда речь идёт о любимых вещах.

Мы живём в мире, где мы страшно зависим от продавцов, поставщиков, сотрудников сервиса и наличия свободного времени и денег. Если ты почти ничего не умеешь делать, тебе за всё придётся платить, и скорее всего — переплачивать. Возможность починить игрушку самому, потому что ты знаешь, как у неё устроен каждый узел — это бесценно. Пусть у ребёнка такая уверенность в себе будет.

Итоги

Что понравилось:

Собранный по инструкции робот не потребовал отладки, запустился сразу
Детали почти невозможно перепутать
Строгая каталогизация и наличие деталей
Инструкция, которую не надо читать (только изображения)
Отсутствие значимых люфтов и зазоров в конструкциях
Лёгкость сборки
Лёгкость профилактики и починки
Last but not least: свою игрушку собираешь сам, за тебя не трудятся филиппинские дети

Что нужно ещё:

Ещё крепёжных элементов, прозапас
Детали и запчасти к нему, чтобы можно было заменить при необходимости
Ещё роботов, разных и сложных
Идеи, что можно улучшить\приделать\убрать — словом, на сборке игра не заканчивается! Очень хочется, чтобы она продолжалась!

Вердикт:

Собирать робота из этого конструктора — не сложнее, чем паззл или «Киндер-сюрприз», только результат гораздо масштабнее и вызываЛ бурю эмоций у нас и окружающих. Отличный набор, спасибо,

Сейчас появилось великое множество возможностей, которые позволяют начать создавать роботов не имея каких-то супер-пупер особенных таких знаний. И это великолепно! Потому что запускает лавину познания.

Причём начинать нужно не со знаний. Не знания должны быть паровозом. Знания это багаж, который едет в этом поезде. А что же тогда паровоз? А паровоз — это как раз незнание того, как бы так сделать, чтобы нечто делалось само собой. Строительство робота — это как раз обретение такого знания.

Чтобы не погрязнуть в примерах давайте возьмём один только пример. Самый тривиальный пример. Пусть робот перемещается по комнате не впечатываясь в стены. Что нужно знать:

1. Какой будет механика перемещений. (У большинства роботов есть механика, но бывают и бестелесные роботы, например, биржевые.) Если у вас нет знаний в этой области, то сразу начинайте их приобретать. Какие есть механизмы для перемещения, по ровной поверхности, по неровной, шагающие, на колёсах… Если на можете сделать такой механизм, найдите готовый. Разберите и соберите его заново, если это возможно.

2. Как робот будет взаимодействовать с внешним миром. Тут хорошо бы иметь знания в радиоэлектронике и/или информационных технологиях, чтобы понимать как считывать звуковые, оптические, механические сигналы, как получать информацию из сети (последнее особенно важно для бестелесных роботов). Минимальные знания уже подойдут, недостающие нужно немедленно начать восполнять. Благо вы можете использовать огромное количество модульных элементов и датчиков, сопрягаемых с уже готовыми контроллерами, которые превращают сигналы этих датчиков просто в числа. (если интересно, можно в комментариях обсудить/обменяться ссылками/адресами, где всё это приобретается)

3. (самое важное) Как робот будет думать. Надо определиться в чём заключается его «мыслительная» деятельность. Для выбранного примера это всего лишь умение в нужные моменты времени включать и выключать N электродвигателей в зависимости от измеренного расстояния до стены впереди (как минимум). Для мыслительной деятельности роботу нужен программируемый блок с микропроцессором. Есть множество готовых платформ для конструирования роботов (Arduino, Матрёшка, Strawberry Pi, Iskra, Troyka и др. Опять приглашаю в комментарии: делитесь ссылками, спрашивайте)

Сразу возникает вопрос: значит надо знать программирование? Строго говоря да. Но среди перечисленных платформ есть такие, в которых программирование осуществляется в визуальной среде без использования какого-либо конкретного языка программирования. (Т.е. внимание! Не обязательно знать программирование чтобы начать. Но естественно обязательно знать, чтобы продолжить)

Вот три основных косточки, на которых надо иметь сухожилия начальных знаний и навыков, доступных даже ребёнку, и на которых потом наращивать мясо высших инженерных знаний:

строить механизмы из конструктора — в перспективе это весь спектр «механических наук»: физика (механика), детали машин и механизмов, сопромат, гидравлика и т.п.
знать, как обеспечивается взаимодействие с внешним миром (даже детские конструкторы сегодня снабжены модулями-датчиками) — в перспективе это программирование, сетевые протоколы, физика (электричество, оптика, акустика, радиолокация, и т. д.)
иметь начальное представление о программировании: переменные, алгоритмы — в перспективе программирование (разные языки и парадигмы программирования), алгоритмы и структуры данных, базы данных. Выбор языка программирования не принципиален, выбор очень широк, от визуальных сред для детей, но ассемблера конкретного микропроцессора. Вы сами можете выбирать в зависимости от имеющихся знаний

Ну, и напоследок, для вдохновения посмотрите (и это не реклама, я к этому производителю не имею отношения (поделитесь другими примерами)) какие есть детские инструменты для создания роботов

Внимание, под катом спойлеры!

Всё началось с (привет, Мастер Кит, и спасибо, что разрешили написать в вашем блоге!), который был почти сразу найден и выбран после этой статьи на Хабре. На сайте говорится, что собрать робота — под силу даже 8-летнему ребёнку — чем я хуже? Я точно так же только пробую свои силы.

Сначала была паранойя

Как истинный параноик, сразу выскажу опасения, которые у меня изначально были относительно конструктора. В моём детстве сперва были добротные советские конструкторы, потом рассыпающиеся в руках китайские игрушки… а потом детство кончилось:(

Поэтому из того, что осталось в памяти об игрушках, было:

Пластмасса будет ломаться и крошиться в руках?
Детали будут неплотно подходить друг к другу?
В наборе будут не все детали?
Собранная конструкция будет непрочной и недолговечной?

И, наконец, урок, который был вынесен из советских конструкторов:

Часть деталей придётся допиливать напильником
А части деталей просто не будет в наборе
И ещё часть будет изначально не работать, её придётся менять

Что я могу сказать сейчас: не зря в моем любимом клипе Believe главный герой видит страхи там, где их нет.

Ни одно из опасений не оправдалось : деталей было ровно столько, сколько нужно, все они подходили друг к другу, на мой взгляд — идеально, что очень сильно поднимало настроение по ходу работы.

Технические характеристики:

Длина: 228 мм
Высота: 380 мм
Ширина: 160 мм
Вес в сборке: 658 гр.

Вам понадобятся:

удлинённые плоскогубцы (не получится обойтись без них)
боковые кусачки (можно заменить на нож для бумаги, ножницы)
крестовая отвёртка
4 батарейки типа D

Важно! О мелких деталях

Кстати о «винтиках».

Поэтому заранее предупрежу, если надумаете собирать этого или похожего робота сами, вот вам подсказка:

либо заранее присмотритесь к крепёжным элементам;
либо купите себе побольше мелких винтов, саморезов и болтов, чтобы не париться.

Процесс сборки

Как стать душой компании при помощи робота

Troubleshooting

Вот тут-то мне и удалось почувствовать себя настоящим робо-мастером!

Совет: первое время после сборки держите отвёртку и плоскогубцы под рукой — могут пригодиться.

Что можно воспитать благодаря данному набору?

Уверенность в себе!

Итоги

Что понравилось:

Собранный по инструкции робот не потребовал отладки, запустился сразу
Детали почти невозможно перепутать
Строгая каталогизация и наличие деталей
Инструкция, которую не надо читать (только изображения)
Отсутствие значимых люфтов и зазоров в конструкциях
Лёгкость сборки
Лёгкость профилактики и починки
Last but not least: свою игрушку собираешь сам, за тебя не трудятся филиппинские дети

Что нужно ещё:

Ещё крепёжных элементов, прозапас
Детали и запчасти к нему, чтобы можно было заменить при необходимости
Ещё роботов, разных и сложных
Идеи, что можно улучшить\приделать\убрать — словом, на сборке игра не заканчивается! Очень хочется, чтобы она продолжалась!

Вердикт:

Любители электроники, люди интересующиеся робототехникой не упускают возможность самостоятельно сконструировать простого или сложного робота, насладиться самим процессом сборки и результатом.

Не всегда есть время и желание на уборку дома, но современные технологию позволяют создавать роботов уборщиков. К таковым можно отнести робота пылесоса, который ездит часами по комнатам и собирает пыль.

С чего начать если возникло желание создать робота своими руками? Конечно же первые роботы должны быть просты в создании. Робот, о котором пойдет речь в сегодняшней статье, не займет много времени и не требует особых навыков.

Продолжая тему создание роботов своими руками, предлагаю попробовать сделать танцующего робота из подручных средств. Для создания робота своими руками потребуются простые материалы, которые найдутся наверное практически в каждом доме.

Разнообразие роботов не ограничивается конкретными шаблонами, по которым эти роботы создаются. Людям постоянно приходят в голову оригинальные интересные идеи, как сделать робота. Одни создают статичные скульптуры роботов, другие создают динамичные скульптуры роботов, о чем и пойдет речь в сегодняшней статье.

Сделать робота своими руками может любой, даже ребенок. Робот, описание которого пойдет ниже, прост в создании и не требует много времени. Попробую привести описание этапов создания робота своими руками.

Порой идеи создания робота приходят совсем неожиданно. Если поразмышлять на тему, как заставить робота из подручных средств двигаться, возникает мысль о батарейках. Но, что если всё гораздо проще и доступнее? Давайте попробуем сделать робота своими руками используя мобильный телефон в качестве основной детали. Для создания вибро робота своими руками понадобятся следующие материалы.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Трансформеры своими руками, или К чему приводят «дурацкие» мечты

Алексей Гаврюшенко — изобретатель, диджей и владелец домашней студии звукозаписи — говорит, что собирать роботов никогда не намеревался. Все получилось спонтанно, а началось — со столика для рисования.

Закатать рукава

«У меня так в жизни получается, что все всегда делаю своими руками: дом отремонтировать, машину починить, техобслуживание провести — все стараюсь максимально сам, может, потому, что и удовольствие от этого получаешь, и уверенность, что ты сделал качественно, да еще и сэкономил. Например, зачем платить сборщику мебели, если я сам могу», — говорит Алексей.

Он заведует хозяйством в компании, где много объектов недвижимости, которые в основном сдаются в аренду. Его задача — сделать так, чтобы здания бесперебойно эксплуатировались и все в них функционировало.

«Мне это по душе, я не люблю сидеть на одном месте в офисе, хотя и документооборот, и офисная работа также присутствуют. Могу, если надо, сам закатать рукава», — говорит Алексей.

Алексей Гаврюшенко

А с роботами вышло так. Несколько лет назад супруга Анна с сыном Артемом уехали к бабушке в Краснодар на лето, у Алексея из-за работы поехать не получилось, и он решил к возвращению семьи сделать сыну сюрприз — собрать столик для рисования.

Столешницу должен был держать робот ростом с человека. Использовал пластик — не грубо и безопасно в домашних условиях. Сыну изобретение очень понравилось.

«Потом пришел ко мне одноклассник, у него в Ухте свой магазин компьютерной техники. Когда увидел этого робота, загорелся, в голове все сопоставил и попросил собрать такого, чтобы установить его возле магазина. Завезли материал, я собрал, поставили, и это, что называется, зашло: город у нас маленький, мало что происходит, людям понравилось. После этого пришел другой знакомый, у него магазин детской одежды. Он попросил и ему собрать «что-то в этом духе», — вспоминает Алексей.

Первого «автобота» в народе окрестили Бамблби (персонаж мультсериала «Вселенная Трансформеров») — из-за желтого цвета. Хотя Алексей старался сделать свое, чтобы не нарушать ничьи авторские права.

Второго робота ухтинцы прозвали Оптимусом Праймом (главный персонаж мультсериалов, комиксов, фильмов, книг и видеоигр о трансформерах). Он получился мощнее — высотой до четырех метров и около тонны весом. Сейчас в голове у изобретателя третья задумка — сделать робота наподобие отрицательного персонажа мультфильма «Трансформеры» Мегатрона.

Алексей Гаврюшенко с трансформером Бамблби

«Бизнесом назвать это нельзя, не готовы много платить за работу. Готовы компенсировать все расходы по электроэнергии, по материалам и добавить мне чуть-чуть сверху, символическую плату. Я иду людям навстречу», — говорит ухтинец.

Избавиться от железа

Заказ на «Оптимуса Прайма» совпал с личными намерениями Алексея. «Мы собираемся из Ухты переехать в Краснодар, и я, ввязавшись во второго робота, как раз собирался максимально избавиться от лишнего металла в гараже. Но поездка у нас отложилась, жена снова за голову схватилась: «Снова ты со своей авантюрой, с роботами». Если сейчас все получится с третьим роботом, то всю зиму я буду собирать, весной мы его установим. Думаю, это произойдет в любом случае — желающих становится все больше», — говорит Алексей, показывая свою мастерскую, оборудованную в гараже.

Здесь у него одновременно и студия звукозаписи. Музыка — еще одно большое увлечение Алексея. В 20 лет он работал диджеем в ночных клубах, а затем сам начал писать музыку.

Теперь он делит свободное время между нотами и техникой, стараясь сделать так, чтобы не в обиде была и его семья.

«Аккуратно время выкраиваю, например, в выходные в семь утра бегу в гараж на два-три часа, там быстро что-то делаю, смотрю на часы: «Ага, надо бежать домой, заниматься с детьми или пойти с ними на улицу погулять».

Поначалу супруга меня сдерживала, потом смирилась. Да и люди говорили, чтобы я не опускал руки и продолжал собирать, многие меня поддерживают, из разных городов мне писали, чтобы не бросал. Жена поменяла свое мнение», — отмечает Алексей.

Некоторые его друзья советуют увольняться с работы и поставить сборку роботов на поток. «Говорят, в больших городах эта тема набирает популярность, а в Ухте ты будешь первооткрывателем, и конкуренции никакой», — признается изобретатель.

Совершенствоваться

У первого робота Алексея просто горят глаза, у второго двигается голова, он умеет говорить несколько крылатых фраз.

«Третий должен превосходить их чем-то. Например, при встрече подавать руку, это возможно. С автоматикой я дружу, представляю, как можно воплотить идею в железке. Когда поставили первого, все подходили, спрашивали: а что он умеет? Некоторые ожидали большего. Значит, третий робот должен быть еще «аппетитней», иначе народ не поймет», — считает мастер.

Первый автобот простоял пару лет и уже лишился нескольких деталей. «Второй робот мощнее. Год у меня на него ушел от предложения до готовой модели», — делится мастер.

Трансформер «Оптимус Прайм”

Робот возле компьютерного магазина держит флешку. Второму, «Оптимусу Прайму», не стали ничего придумывать, поставили его как игрушку, причем, как оказалось, в очень удачном месте — рядом с детской поликлиникой.

Алексей спокойно относится к тому, что его творения могут исчезнуть.

«Модели — собственность владельцев, магазин сегодня есть, завтра — нет, робота на кран зацепят и увезут. Обидно мне не будет. Я изначально готов был к тому, что это хоть и творческий, но заказ. Я выполнил его и как ножницами отрезал», — говорит мастер.

Антивандальные и безопасные

Главные два пункта в его работе — антивандальность и безопасность моделей, отвечает Алексей на мои вопросы, а в это время вокруг «Оптимуса Прайма», несмотря на проливной дождь, носятся дети.

«Чтобы все светилось и двигалось, роботы подключены к сети 220 вольт. Поскольку они установлены на улице, я изначально максимально все продумывал по безопасности, чтобы нигде ничего не сломалось, не замкнуло. «Оптимус» приварен к основанию в асфальте и к стене. А «Бамблби» пришлось городить на каркас, который уходит под землю. Мне привезли два двигателя от «БМВ», от них остались «кости» большие, «черепа», так и возникла идея, что робот как раз на них и встанет, как на фундамент. Собрать-то быстро, но с учетом безопасности приходится тщательно все продумывать», — говорит он.

То, что нужно делать именно роботов, было ясно сразу: это современно и актуально практически для всех.

«Бредовые» идеи из детства

Вообще-то конструктором-изобретателем Алексей мечтал стать, сколько себя помнит. Он закончил Ухтинский технический госуниверситет, по образованию — инженер-механик нефтяного и газового промысла. Сопромат, теормех — что-то оттуда пригодилось и в жизни.

«В детстве у меня постоянно были всякие бредовые идеи, маленькие изобретения, например, письменный стол с выдвижными ящиками: у меня старший брат, за которым все приходилось донашивать. А мне хотелось что-то свое. Я не люблю, когда на моей территории кто-то ходит, распоряжается, берет что-то без спроса. Был у нас стол, я моторчики поставил, магниты закрепил, получалось, что открыть ящик невозможно, пока магнит не положить в одном месте», — рассказывает Алексей.

В школьные годы он много возился с велосипедом, собрал нечто наподобие спортивного с переключателем скоростей и детской рацией, в продаже таких в то время еще не было. Мастерил, будучи и постарше. Из обычного струйного принтера сделал сигнализацию на работе.

Голова, оставшаяся от первого робота со столешницей

Алексей считает, что ручной труд — это семейное. «Папа у меня с руками. Один дедушка был кузнецом, второй с деревом возился — плотник высокого класса. Думаю, что от них и передалось. Родители рады за меня, гордятся. Может, вначале были у них сомнения, но они их не высказывали. Все переживали за первого робота со столешницей, которого я разобрал, а голова до сих пор в гараже, — показывает Алексей на красно-черно-фиолетовую конструкцию. — Родители говорили, может, надо было кому-то отдать. Больше меня переживали, что труд пропал».

Сейчас у него уже несколько заказчиков, некоторые шутят, что Ухта однажды может превратиться в город трансформеров. Главное, говорит Алексей, чтобы азарт не пропал.

«Это тяжеловато — собирать не день-два, а целый год. Работаю на улице на площадке рядом с гаражом, зимой условия не всегда позволяют, в мороз провода колом встают, работать невозможно… Но это желание детское изобретать, видимо, не будет давать мне покоя никогда», — улыбается на прощание Алексей.

Наталия Казаковцева

Простой робот, как сделать в домашних условиях — фото, схема

Здесь рассказывается о том, как своими руками в домашних условиях сделать небольшое подобие простого робота на трех колесах.


	Для начала сборки такого простейшего робота своими руками нужно найти все необходимые, нижеперечисленные детали и компоненты: 1. Спичечный коробок 2. Два колеса со старой игрушки, или две пробки из пластиковой бутылки 3. Два моторчика (желательно одинаковой мощности и напряжения) 4. Выключатель 5. Переднее третье колесо, его можно взять как со старой игрушки, так и с пластиковой бутылки 6. Светодиод можно брать по желанию, так как в этой модели особого значения он не имеет (хотя если у вас бессонница, то свет ночью очень даже не помешает) 7. Два гальванических элемента по полтора вольта – две батарейки по 1.5 в 8. Изоляционная лента Должен сказать, что лента имеет очень большое значения, потому что все компоненты скрепляются с обеих сторон к картонному коробку и их вибрация недопустима.
	Простейший робот своими руками в домашних условиях Нам нужны колеса или в случае их отсутствия прикрепить к стержням моторчиков. Конечно, лучше всего это сделать клеем, ну или вдеванием головки в отверстие.
	Напомню, что эти действия нужно сделать на обоих моторчиках. Еще один немало важный момент, колеса должны быть идентичны, ну иди хотя бы одинаковых размеров.
	Теперь при помощи клейкой ленты нужно один из моторчиков прикрепить к спичечной коробке. Крепление должно быть лишь на половину размера основы, так как на другой части будет еще и второй моторчик.
	Конечно, можно было сделать все и на одном моторчике, не мучаясь с разными вариантами крепления, но сделать это намного сложнее. Для одного моторчика используется небольшая металлическая трубка, по центру которой находится колесике, и на моторчике в свою очередь тоже находится соответствующее колесико, которое при соприкосновении могут взаимодействовать. Если у вас есть такие установки, то конструкции сделать намного проще, ну а если нет, то лучше брать два моторчика.
	В этом шаге нужно подумать о питании для робота своими руками, поскольку моторчики находятся в нижней части коробка, то на верхнюю нужно поместить батарейки, естественно скрепив все клейкой лентой. От двух моторчиков выходит четыре проводника, два с одного и два с другого. Получается шесть проводков вместе с питанием, их нужно параллельно подсоединить, добавив к питанию выключатель.
	На картинке видно плюс и минус питания. К плюсу подключены первые два соединения, а к минусы вторые. К обратной стороне батареек припаян выключатель.
	На обратной стороне он его контакт также подключен к плюсу и минусу.
	Ну, вот в принципе и все. Теперь как вы видите на картинке нужно скрепить все лентой, придав конструкции надежного вида, и запускать.
	Будут вопросы, пишите в комментарии, всем отвечу!

5 домашних роботов, которые изменят вашу жизнь :: Дизайн :: РБК Недвижимость

Если вам нужна помощь в приготовлении обеда или уборке — купите робота. Редакция «РБК-Недвижимости» выбрала пять самых интересных домашних помощников, которые упростят жизнь

Фото: zenbo.asus.com

Современные роботизированные машины умеют заказывать продукты, заботиться о домашних животных, вызывать скорую, мыть полы, убирать детские игрушки и находить потерянные ключи. Если совсем недавно мы только мечтали о роботах-домработницах из фантастических фильмов, то сегодня их можно заказать через интернет. Похоже, будущее наконец настало. Мы выбрали пять самых интересных и полезных моделей электронных помощников для дома.

Спойлер: некоторые из них стоят дешевле, чем новый iPhone 11.

Asus Zenbo: робот-домохозяйка

Asus Zenbo напоминает робота-уборщика Wall-E из одноименного мультфильма Pixar. Это мобильный домашний робот, который обеспечит вам дружескую поддержку, поможет по дому и развлечет семью, когда это потребуется. Кроме того, робот способен управлять домашними устройствами и освещением и ухаживать за пожилыми людьми. Например, он напоминает о назначениях врача и очередном приеме лекарств. Если нет времени прочитать детям сказку, Zenbo сделает это за вас. А еще споет, станцует и поиграет с ними в игры. Пока вы дома, он учится и адаптируется к вашему поведению. Когда вас нет — превращается в домашнюю систему безопасности.

Если в дом проникнут грабители, робот тут же сообщит об этом хозяевам и перейдет в режим дистанционного управления — через его встроенную камеру вы сможете осмотреть жилище. Zenbo передвигается с помощью двух колес и откликается на голосовые команды, а его эмоции и реакции отражаются на специальном сенсорном экране, выполненном в виде лица. Несмотря на многочисленные умения Zenbo, это одна из самых бюджетных моделей роботов. Он стоит дешевле смартфона — всего $599. «В течение десятилетий люди мечтали о таком компаньоне. Поэтому мы стремимся к тому, чтобы роботы были доступны каждому», — рассказал председатель правления Asus Джонни Ши.

Amazon Echo: голосовой помощник на все случаи жизни

Amazon Echo — многофункциональный голосовой помощник. Он стал хитом в США и породил конкурентов от Google, «Яндекс» и других крупных технологических компаний. Умная колонка умеет воспроизводить музыку и аудиокниги, информирует о курсе биткоина и делится последними новостями в стране и мире. Кроме того, среди ее возможностей — управление умным домом. Смарт-динамик от Amazon способен контролировать все: от света до стиральной машины. А еще он помогает приготовить обед, подбирает вино под ваше настроение, заказывает пиццу и играет в популярные игры с помощью голосовых команд. Например, в Skyrim или «Камень, ножницы, бумага».

Echo разбудит вас, вызовет такси, забронирует столик в ресторане и напомнит о том, когда необходимо покормить собаку. Все настройки и дополнительные «навыки» голосового ассистента устанавливаются в специальном приложении. Единственный минус — умный прибор пока знаком только с тремя языками. Это английский, немецкий и японский. Цена колонки стартует с $99. Некоторые варианты Echo также позволяют совершать видеозвонки, просматривать изображение с видеокамер, управлять приложениями стриминговых платформ и делать покупки на Amazon. Правда, некоторые владельцы Echo опасаются, что колонку можно использовать как полноценное шпионское устройство.

Varram Pet Fitness Robot: компаньон для животных

Вы наверняка волнуетесь из-за того, что в ваше отсутствие домашний питомец скучает и мало двигается? Попробуйте купить ему Pet Fitness Robot от Varram. Он незаменим для всех занятых владельцев кошек и собак. Если у вас плотный график и животное подолгу остается в одиночестве, устройство за $149 позаботится о нем. Робот-компаньон передвигается по любым напольным покрытиям, увлекая за собой собак и кошек и заставляя их больше двигаться. Pet Fitness Robot изготовлен из ударопрочного нетоксичного поликарбоната и силикона и оборудован специальными инфракрасными датчиками, благодаря которым он легко объезжает препятствия и не застревает в узком пространстве.

В разработке устройства участвовали опытные ветеринары и кинологи. Поэтому, даже когда фактор новизны исчезнет, животному не наскучит его «электронный друг». Во-первых, чтобы привлечь внимание питомца, робот издает различные звуки. Во-вторых, он угощает животное его любимыми лакомствами, которые помещаются в специальный контейнер. При движении Pet Fitness Robot будет периодически подбрасывать их питомцу. С помощью приложения от Varram вы сможете дистанционно устанавливать расписание игр и режим кормления, а также отслеживать активность животного. Кстати, скорость, звуки и маршрут движения фитнес-робота тоже регулируются.

Aeolus Robotics: новый член семьи

Домашний помощник от Aeolus Robotics — это даже не робот, а полноценный член семьи. Он помогает во всем: от заказа еды до уборки и поиска потерянных носков. К тому же выглядит робот почти как человек и весит как 12-летний ребенок. По словам производителей, возможности их разработки пока тоже на детском уровне, но сотрудники американского стартапа намерены превратить робота во «взрослого». Находясь рядом, машина изучает каждую деталь из жизни семьи, учится воспринимать окружающую обстановку и адаптируется к вашему поведению. На основании этих данных она постоянно совершенствует качество своей службы. Например, каждый раз возвращает вещи на место.

Программное обеспечение робота регулярно обновляется. А чем больше вы его используете, тем увереннее он становится. Если вы потеряли ключи, робот поможет их найти. Для этого ему достаточно «вспомнить», где он их видел в последний раз. Нужно сделать перестановку? Разработка Aeolus Robotics легко передвинет мебель. А еще она вымоет посуду, принесет прохладительные напитки и вызовет скорую, если кому-то станет плохо. Управлять устройством можно с помощью голосовых и текстовых команд. Умный помощник способен интегрироваться с другими интеллектуальными домашними устройствами. Например, с Amazon Echo. Правда, кому-то его функционал кажется пугающим.

Autonomous Tidying-up Robot System: робот-уборщик

В прошлом году компания Preferred Networks Inc показала роботизированную машину для уборки, использующую возможности глубокого обучения. В отличие от аналогов, которые работают на заводских линиях, она умеет реагировать на сложные и динамичные ситуации, возникающие в быту. По словам разработчиков, это первый робот, который автоматически поддерживает чистоту и порядок в квартире. Благодаря системе компьютерного зрения он быстро и точно идентифицирует тип и местоположение предметов, захватывает и раскладывает по местам разбросанные игрушки, ручки, тапки и другие предметы. Для этого у робота есть складывающийся манипулятор.

Полностью автономная машина понимает разговорный язык и планирует свои действия, придерживаясь человеческих рекомендаций. Например, она заранее выбирает, какой объект и каким образом лучше поднять и положить в нужное место. Кроме того, Autonomous Tidying-up Robot System запоминает планировку комнат и расположение мебели. Максимальная скорость движения робота — 800 м/ч. Разработкой «тела» робота занимались специалисты компании Toyota Motor Corp. По замыслу авторов, он должен стать хорошим персональным помощником для пожилых людей и инвалидов. Начало массовых продаж запланировано на 2023 год. Первыми его смогут опробовать жители Японии.

Начните собирать робота прямо сейчас. Вот Первый Шаг.

Робототехника — это проектирование, строительство, эксплуатация и использование роботов. Но это определение довольно скучно. Что такое робот? Что можно делать с роботами? И как построить свою?

Эта статья покажет вам:

Найди то, что ищешь

Краткая история роботов

Слово «робот» было придумано в 1920 году Йозефом Чапеком. Его брат Карел использовал этот термин для обозначения вымышленного гуманоида в пьесе 1920 года « R». UR [PDF] .

Роботы — это машины, которые могут выполнять действия (или серию действий) автоматически. Этот термин охватывает широкий спектр устройств, но в целом они могут:

контролировать свои действия
получать сенсорную обратную связь
обрабатывать информацию.

Роботы обычно программируются. Ими можно управлять с помощью устройств управления, которые являются внешними или встроенными в самого робота. Робот может быть полностью автономным или полностью подчиняться своему управляющему механизму.

Со временем роботы становились все более и более сложными. Сегодняшним роботам поручают работу, которая когда-то выполнялась людьми, но теперь считается чрезмерно повторяющейся, опасной или происходит в среде, которая была бы враждебной для человека, например, в открытом космосе или на морском дне.

Что умеют роботы?

Применений для роботов много, и не все они сложные — некоторые просто игрушки для малышей. Вот лишь несколько примеров задач, которые они выполняют:

Работа в экстремальных условиях: Военные или ядерные зоны, подводные районы и космическое пространство слишком опасны для работы людей.Роботы могут выполнять многие опасные задачи. Например, дроны позволяют вести разведку в оккупированных врагом районах во время войны, Curiosity исследует Марс, а Wally ползает по дну или океану.
Помощь по дому: Роботизированные бытовые приборы, такие как швабры и пылесосы, выполняют работу от имени своих владельцев.
Управление беспилотными автомобилями: Прототипы автономных автомобилей создавались с 1920-х годов, но, вероятно, наиболее известным посредником в исследованиях современных беспилотных автомобилей является Google.Автомобили, которые управляют сами собой, становятся умнее, и хотя они еще не стали массовыми, некоторые из них уже вышли на дороги.
Читай и учись: Исследователи из Оксфордского университета создали Мардж, «грамотного» робота, который может читать газеты и изучать факты. «Интеллект» Мардж является производным от ее программного обеспечения, и исследователи, ответственные за нее, пытаются научить ее навыкам рассуждения, присущим людям.
Помощь людям с заболеваниями или ограниченными возможностями: Роботы могут помочь людям с ограниченными физическими возможностями выполнять повседневные задачи.Например, инвалидные коляски превратились в моторизованные многоцелевые машины; например, они могут помочь пользователям с ограниченным использованием рук открыть дверцу холодильника и достать еду. Такие предметы, как протезы рук и ног, также превратились из простых устройств, похожих на колышки, в «умные» конечности, способные общаться с человеческим мозгом.

Компании по робототехнике

Вы можете получить хорошее представление о будущем робототехники, посмотрев на то, что делают сегодня робототехнические компании.

Robotics Business Review, ведущий онлайн-источник новостей и информации о робототехнике, публикует RBR50. Это список самых примечательных компаний в индустрии робототехники. Компании в этом списке были выбраны на основе их инноваций, новаторских приложений, коммерческого успеха и потенциала. Они решают вопросы в области здравоохранения, логистики и авиации.

Некоторые из наиболее известных компаний на RBR50 включают в себя:

Начало работы с роботами

Не все роботы представляют собой очень сложные машины. Некоторые из них могут быть довольно простыми, например, эта вводная робототехника для детей.Когда речь идет об элементарных проектах по робототехнике, нет предела возможностям, поэтому вот несколько ресурсов, к которым вы можете обратиться за идеями:

Ваш первый робот: Instructables предлагает вам список из 15 простых проектов робототехники, включая Солнечного таракана Вирбобота и Робота-гонщика.
Как построить простого робота: этот учебник RobotShop научит вас, как сделать собственного робота всего за десять шагов.
Создание простых роботов: изучите передовую робототехнику с помощью повседневных вещей: эта вводная книга Кэти Сечери написана на языке, понятном не инженерам. Он научит вас строить простых роботов из материалов, которые у вас, вероятно, уже есть.
Как построить робота за 10 долларов: Африканская сеть робототехники в 2012 году поставила задачу: спроектировать робота, стоимость сборки которого не превышает 10 долларов. Не все очень просто, но эти проекты — недорогой способ начать работу.

Самодельный робот на базе Arduino, колеса которого крутятся благодаря нескольким строкам кода!

Источники материалов

Когда у вас появятся идеи, вам может понадобиться приобрести дополнительные материалы, такие как электронные компоненты и микроконтроллеры.Вы можете приобрести их в местных магазинах бытовой техники, товаров для хобби или электроники или заказать их в Интернете у таких розничных продавцов, как Amazon, Maker Shed, Parallax и Robot Shop.

Проектирование и строительство роботов

Не существует определенного стандарта того, как должны выглядеть роботы, поэтому, когда дело доходит до дизайна, нет предела возможностям. Конструкции роботов могут варьироваться от ультрафункциональных (например, используемых на автомобильных производственных линиях) до элегантных машин, которые максимально эстетичны без ущерба для функциональности (например, линейка пылесосов iRobot).

Роботы могут выглядеть функциональными или стильными. Функции, которые вы хотите, чтобы ваш робот выполнял, повлияют на его окончательный дизайн.

При разработке робота вам необходимо указать:

Назначение вашего робота
Требования к вашему роботу (такие как размер, форма, источник энергии и т. д.).

Более подробно о том, как спроектировать робота, наиболее подходящего для ваших нужд, см. в разделе Процесс проектирования робототехники.

Определенные вами параметры повлияют на окончательную конструкцию вашего робота после того, как он будет сконструирован.

Управление роботами

Контроль — одна из самых больших вещей, с которыми вам придется столкнуться при проектировании и сборке робота.

Существует множество способов управления роботами, каждый из которых предлагает роботу разную степень автономии:

С одной стороны, вы можете сохранять полный контроль над роботом, позволяя ему двигаться только при наличии явных инструкций (например, с помощью пульта дистанционного управления).
С другой стороны, вы можете запрограммировать робота, чтобы он сам решал, какие его следующие движения будут основаны на сенсорном входе (например, свете или звуке), который он получает.

Вы также можете найти баланс между обоими подходами.

Дистанционное и радиоуправление

Подключение внешнего контроллера к роботу — самый простой способ начать работу. Используя контроллер, вы будете отдавать инструкции роботу, который затем будет реагировать на ваши команды. Робот, управляемый таким образом, обычно имеет мало интеллекта или вообще не имеет его.

Чтобы сделать еще один шаг вперед, вы можете переключиться с проводного управления на беспроводное, что снижает потребность в физическом соединении между человеком, управляющим роботом, и самим роботом. Такие реализации обычно включают инфракрасные передатчики и приемники, что требует прямой видимости между ними.

Однако, если вам не нужны такого рода ограничения, вы можете использовать другие способы связи, такие как пульты дистанционного управления (R/C) или Bluetooth. Последний также предлагает двустороннюю связь.

Ресурсы

Программирование вашего робота

Включив в свой робот микроконтроллер и контроллер двигателя, вы можете запрограммировать его на выполнение определенных задач.

Думайте о микроконтроллере как о крошечном компьютере, способном считывать и выполнять программу. Контроллер двигателя выступает посредником между микроконтроллером и роботом, поскольку последний не способен обеспечить достаточную мощность для двигателей робота.

Программируя своего робота, вы можете создавать все более автономные машины. Автономное управление может быть запрограммировано так, чтобы не принимать сенсорную обратную связь, ограниченную сенсорную обратную связь или сложную сенсорную обратную связь.

Ресурсы

Научитесь программировать с линейкой продуктов LEGO Mindstorms.
Raspberry Pi — это небольшой недорогой компьютер, который вы можете использовать со своими роботами. Он очень популярен, и поэтому легко найти всевозможные полезные руководства. У создателей Raspberry Pi также есть солидная учебная программа, с которой можно начать.
Robocode — это игра для программирования, в которой вы можете научиться программировать роботов на Java или с помощью .NET framework.
Вводное руководство по программированию роботов Toptal содержит множество полезных советов.

Для молодых (и молодых душой)

Есть много роботов, предназначенных для детей.Это отличные продукты и для взрослых, которые хотят поближе познакомиться с роботами:

Engino: Engino производит модульные строительные комплекты, включающие компоненты роботов; вы можете думать о его предметах как о помеси робототехники, LEGO и k’nex.
LEGO: компания предлагает множество продуктов в области робототехники. В дополнение к установленной линейке Mindstorms, LEGO запускает свою программу Boost, предназначенную для обучения детей программированию и основам робототехники.
Ozobot: Карманные роботы, предназначенные для обучения робототехнике детей в возрасте от 6 до 14 лет.
Robotis: производитель роботов и комплектов роботов от любителей и профессионалов STEM. У них есть несколько линий роботов; некоторые из них подходят для детей от пяти лет, а серия Bioloid чаще всего используется для соревнований по робототехнике.

Конференции, встречи и торговые выставки

Хотя робототехника может быть самостоятельным занятием, это не обязательно. Конференции и торговые выставки — отличный способ встретиться с единомышленниками, исследователями и другими энтузиастами.Это также отличный способ получить информацию об инновациях:

Robots for Roboticists ведет календарь всех предстоящих конференций и мероприятий по робототехнике, хотя большинство мероприятий нацелено на академическую или профессиональную аудиторию
Чтобы познакомиться с любителями и энтузиастами рядом с вами, просмотрите списки на Meetup, Eventbrite или Facebook
Вы также можете вступить в местный клуб.

Соревнования

Если вы хотите попробовать свои силы в соревнованиях по робототехнике, вы можете подать заявку на участие в RoboCup, конкурсе автономных транспортных средств SparkFun, RoboGames или SRS Robothon.

Часто задаваемые вопросы о робототехнике для учащихся

Я ошеломлен — с чего начать?

Академия Кана известна своей доступной для понимания информацией. Он содержит учебные пособия по созданию самодельных роботов. Вы также можете подумать о приобретении комплекта, предназначенного для детей школьного возраста, так как он будет включать в себя все необходимое для выполнения проекта, а также подробные инструкции (см. выше раздел «Для юных (и молодых душой)»).

Как лучше всего научиться программировать робототехнику?

Если у вас нет опыта программирования, линейка LEGO Mindstorms — отличный способ начать.Продукты легко доступны, а онлайн-уроки — первоклассные.

Робототехника дорогая?

Вы можете начать работу с очень небольшими деньгами и использовать обычные бытовые материалы, но в целом вы получаете то, за что платите, когда дело доходит до робототехники. По мере того, как вы строите все более сложные машины, вы, вероятно, обнаружите, что покупаете более дорогие материалы. Как всегда, вы можете искать специальные предложения и предложения, чтобы сэкономить деньги.

Резюме

Хотя роботы способны на впечатляющие подвиги, не все они являются сверхсложными машинами.На самом деле, многие из них представляют собой просто хобби-проекты, которые вы можете легко выполнить самостоятельно. Начать работу с робототехникой довольно просто, и, используя ресурсы, представленные в этом руководстве, у вас скоро будет собственная армия роботов.

Дополнительное чтение

Как сделать робота для детей дома

Изображение © mrzivica, по лицензии Creative Commons.

Робот — это механизм, предназначенный для выполнения задач, которые обычно выполняют люди, упрощая нам жизнь и превращая робототехнику в область, где можно получить массу удовольствия.

Мир не спонтанно научился делать робота за один день, роботы, которые мы видим сейчас, были разработаны в результате многолетних экспериментов. Начиная с 1400-х годов, Леонардо да Винчи сначала сделал несколько набросков робота, похожего на рыцаря, а между 1700-ми и 1900-ми годами было сделано больше физических разработок.

Создатели роботов по всему миру становятся все более изобретательными, используя машины для упрощения повседневных задач. Одним из примеров этого является конвейерная лента, сделанная в 1900-х годах Генри Фордом, чтобы помочь ему быстрее строить свои автомобили, и теперь она является основной частью наших поездок в магазин, а также на заводские производственные линии.Прежде чем вы это узнали, роботы и идеи на тему роботов были повсюду: вспомните Терминатор , Матрица и Франкенштейн. Затем, в 1930-х годах, на сцену вышли игрушки-роботы: «Lilliput», сделанная в Японии, была первой в своем роде заводной игрушкой-роботом высотой 15 см. От теста Тьюринга в 1950-х (чтобы проверить, могут ли роботы думать самостоятельно) до первого компьютера в 1960-х (IBM 360) и даже до роботов LEGO они все больше и больше интегрировались в общество, до такой степени, что мы не всегда их замечал! Теперь у нас есть роботы-пылесосы, сельскохозяйственная техника, спутники и многое другое, что помогает нам свободнее выполнять более приятные задачи.

Знаете ли вы, что в Японии больше роботов, чем в любой другой стране мира? Несмотря на это, первые законы о роботах фактически были созданы в Южной Корее. Роботы побывали в местах, недоступных большинству из нас, людей: двое побывали на Марсе, а другие даже побывали в некоторых довольно опасных местах в поисках бомб, от которых можно безопасно избавиться. Помимо помощи в спасении жизней, роботы очень помогают на фабриках, выполняя много тяжелой работы, чтобы делать вещи быстрее и эффективнее, оставляя людям меньше задач, чтобы они могли совершать ошибки!

Любителям робототехники понравится этот грандиозный робототехнический проект по созданию собственного робота.Следуйте инструкциям, чтобы узнать, как сделать робота для детей до десяти лет, пробуждая их воображение и вдохновляя на изобретения — что может быть лучше?

Как сделать игрушечного робота

Чтобы сделать робота:

— Бутылка с моющим средством для тела.

— Баллончик аэрозольный (с крышкой) для головы и тела.

— Пластмассовая подвеска с вырезом посередине для хвоста.

-Четыре круглых крышки для колес.

— Шашлычные шпажки, пластиковые соломинки и дюбели для колес (по 4 штуки).

-Маленькая отвертка.

— Зажигалка (или пламя свечи).

-Маркер.

— Алюминиевая фольга.

— Клеевой пистолет.

-Ремесленный нож.

Изображение © angelina_zinovieva, по лицензии Creative Commons.

Для декорирования:

-Алюминиевая фольга.

-клей ПВА.

-Маркеры.

-Наклейки.

-Ножницы.

— Пустая упаковка.

Метод:

1) Поместите крышку аэрозольного баллончика на бутылку с моющим средством, прикрепив голову робота к его телу.

2) С помощью ручки отметьте на крышке две точки ближе к низу, другую прямо напротив первой.

3) Нагрейте маленькую отвертку (на пламени свечи или зажигалки), чтобы подготовить ее к проделыванию отверстий в пластиковой крышке.

4) Используйте горячую отвертку, чтобы проколоть отверстие в нижней части крышки с обеих сторон. Это позволит шампуру для барбекю проходить через крышку с одного конца на другой.

5) Сделайте то же самое в верхней части бутылки с моющим средством, чтобы после закрытия крышки шпажка соединила их вместе, пройдя через отверстия.

6) Наденьте крышку на бутылку, выровняйте отверстия, затем проденьте шпажку через крышку и бутылку, чтобы соединить их вместе.

7) Сделайте четыре отметки на бутылке для положения колес. Сама бутылка не должна стоять на земле вместе с колесами, поэтому отметьте положение достаточно высоко, чтобы робот мог двигаться плавно.

8) Снова нагрейте отвертку на пламени свечи и проткните четыре отверстия по отметкам, сделанным на седьмом шаге.

9) При необходимости подогрейте отвертку, проткните маленькое отверстие в центре каждой из крышек, достаточно маленькое, чтобы через него прошла шпажка, но без большого пространства для маневра.

10) Возьмите шпажку и проденьте ее через одно из отверстий прямо поперек и наружу через другую сторону. Повторите то же самое с другой шпажкой и оставшимися двумя отверстиями.Это будут оси, которые соединяют два передних колеса и два задних колеса.

11) Отрежьте дюйм от пластиковой соломинки и наденьте ее на шпажку так, чтобы она касалась внешней стороны бутылки. Возьмите одно из своих колес и проткните его такой же шпажкой, чтобы колесо было прикреплено к роботу, а соломинка оказалась между ними. Соломинка предназначена для того, чтобы колесо не было слишком близко к бутылке, поэтому при необходимости отрегулируйте его, обрезав длину соломинки или отрезав более длинный кусок.

12) Повторить для оставшихся трех колес.

13) Отрегулируйте горизонтальные шпажки, торчащие из бутылки, чтобы они выступали на одинаковую величину.

14) Сосредоточившись на одном из колес и оставив за ним торчащий 1 см шпажки, обрежьте лишнюю шпажку.

15) Повторить для оставшихся трех колес.

16) Прикрепите дюбель к шпажке, торчащей на каждом колесе, чтобы скрыть шпажку. Затем снимите и снова прикрепите с помощью горячего клея из клеевого пистолета.

17) Снова нагрейте отвертку и с ее помощью сделайте отверстия для рук робота.Они должны быть достаточно большими, чтобы через них проходили концы пластиковых вешалок.

18) Вставьте концы вешалок в отверстия, чтобы увидеть, как будут выглядеть руки, затем обрежьте, если необходимо, с помощью нагретого канцелярского ножа.

19) Когда размер рук вас устроит, закрепите их клеевым пистолетом!

20) Используя клей ПВА и шпатель, оберните корпус робота фольгой (включая голову, но не колеса), чтобы придать ему металлический вид.

21) Украсьте, нарисовав некоторые детали, прикрепив дополнительные детали и, конечно же, наклейки!

Заставь своего робота двигаться!

Для детей от восьми лет и старше, которые ищут забавный проект по электронике, вы можете заставить своего робота двигаться! Пожалуйста, делайте это только в контролируемой и безопасной среде, с ответственным взрослым, который понимает, как обезопасить себя при использовании электроники.

Вам понадобится:

— Робот, которого вы только что сделали!

— Двигатель постоянного тока (редукторный).

— Батарейный блок 9 В и разъем.

-Провода (не менее 4).

— Ленты из резиновой ткани для соединения колес.

— Выключатель.

-Маленькая картонная коробка.

Метод:

Внутри корпуса робота подключите аккумулятор к двигателю, затем прикрепите его к одной из осей шампура.

Сделайте прорезь для переключателя в корпусе робота, затем с помощью проводов подключите переключатель к двигателю и аккумулятору.

Используйте полоски ткани, чтобы соединить каждую пару колес на одной стороне вместе, затем накройте электронику картоном, включите и наблюдайте за движением робота!

Советы

Лучше оставить нарезку, нагрев, электронику и сборку для взрослых, которые будут присматривать за всем, а украшение для детей.

Если шпажки слишком тонкие для созданных отверстий или в качестве осей, используйте вместо них пустую ручку или тонкий металлический стержень.

Этот простой учебник по роботам хорошо работает и с картоном! Склейте несколько полосок для тела робота с помощью клеевого пистолета или просто используйте коробку.

Алюминиевой фольгой можно покрыть корпус робота перед запуском.

Есть аэрозольная краска? Используйте его вместо алюминиевой фольги, чтобы весь робот был покрыт за считанные секунды.

С таким большим пространством для творческой свободы, не стесняйтесь прикрепить к роботу больше колес или сделать его выше, прикрепив вторую бутылку с моющим средством!

Что можно сделать из материалов, которые можно найти в доме?

Сегодня мы рассмотрим переработку вторсырья и то, как мы можем превратить повседневные материалы в нечто прекрасное.Мы будем собирать материалы со всего дома, такие как вторсырье и канцелярские товары, чтобы построить робота.

Роботы — это машины, которые могут выполнять задачу автоматически, независимо от того, управляются ли они с помощью пульта дистанционного управления или управляются встроенным кодом внутри робота. Хотя мы, возможно, не сможем построить полностью функционирующего автоматизированного робота дома, мы можем манипулировать повседневными материалами, чтобы создавать шарнирные движения, которые оживляют нашего робота.

Апсайклинг — это форма вторичной переработки, при которой мы находим способ перепрофилировать материалы, которые обычно отправляются прямо на свалку или на перерабатывающий завод, где их разбивают и превращают в новые материалы.Однако переработка по-прежнему требует много ресурсов для сбора вторсырья с мест, доставки его на завод для сортировки, отправки на другие заводы для переработки и так далее. Находя новые способы использования старых материалов, мы можем уменьшить количество мусора на наших свалках и уменьшить углеродный след.

Время разработки этого проекта займет около 5-10 минут, а время сборки может занять 30 минут и более. Этот проект подходит для всех возрастов.

Список материалов:

В то время как это список материалов мы использовали для наш бот, ваши материалы могут быть любыми! Воображение и дизайнерское мышление являются ключом к тому, чтобы заставить вашего робота работать из материалов, которые у вас есть.

Картонная коробка
Картонные детали
Картонные тубусы
Кнопки (также можно использовать латунные застежки или скрепки)
Пластиковые листы (например, разрезанный пластиковый контейнер для выпечки)
Лента или пистолет для горячего клея и клеевые палочки
Cleaners
ножницы
ножницы
Skewer (деревянный дюбель или солома может также работать)
отверстие для отверстия (полезно, но ножницы могут сделать работу, если вы осторожны)

Указания :
Этот проект во многом основан на вашем творчестве — если вы этого не хотите, никакие два робота не будут выглядеть одинаково.
Сначала соберите все материалы. Соберите как можно больше вещей! Проверьте мусорное ведро и попросите у родителей случайные предметы, которые вы можете использовать, и все остальное, что вы можете найти. Чем больше различных материалов у вас есть, тем больше способов вы можете представить и спланировать для создания своего робота.
Теперь пришло время воображать, планировать и проектировать! Какие материалы лучше всего подходят для того, что вы хотите построить? Подумайте о том, что вы хотите, чтобы ваш робот умел делать, и как вы могли бы добиться этого.Например, мы хотели, чтобы голова и руки нашего робота имели движение, поэтому мы подумали о том, как добавить детали, которые могли бы поворачиваться или выдвигаться. Нарисуйте свой план на чистом листе бумаги, в блокноте или в приложении для 3D-рисования.
Теперь приступайте к сборке своего робота. Поскольку все наши роботы могут в конечном итоге выглядеть по-разному, вот несколько советов, которые помогут вам начать работу:
Если у вас уже есть коробка нужного размера, лучше всего начать с тела или туловища робота. Если нет, вырежьте и соберите коробку по размеру тела вашего робота.Все это можно соединить скотчем или горячим клеем. На самом деле, большинство вещей, которые вам нужны для этого проекта, можно просто склеить или склеить.
Использование дюбелей или карандашей может быть отличным способом заставить предметы поворачиваться или двигаться. Например, мы хотели, чтобы голова нашего робота двигалась из стороны в сторону, поэтому мы взяли шпажку и протолкнули ее через край нашего картона — см. рисунок ниже. Затем я подумал о том, как голова будет выходить из верхней части тела робота и прорезать отверстия по бокам, где шампур мог выйти и иметь свободное движение, а сверху вырезал широкую щель, которая была шире головы, чтобы у него может быть пространство для перемещения из стороны в сторону.
Вот как можно поворачивать и выдвигать ручки:
Возьмите четыре трубки от туалетной бумаги и отрежьте две по вертикали, затем закрепите их лентой, чтобы они стали тоньше и могли поместиться внутри других трубок, не вызывая трения вдоль стены
Затем с двумя другими трубками обрежьте стороны примерно на дюйм от дна. Это будет слот для направляющей, поэтому он должен быть достаточно толстым, чтобы в него поместилась шпажка (или соломинка, палочка от эскимо)
Затем соберите рельсовую систему.В две более тонкие трубки мы собираемся вставить шпажку (или соломинку, палочку от эскимо) примерно на полдюйма от верха.
Теперь возьмите каждую из своих тонких трубок и поместите их, направляющим концом вперед, в трубки с прорезанными в них прорезями, затем осторожно заклейте концевое отверстие, не скрепляя трубки вместе. Идея состоит в том, что внутренняя труба будет скользить по дорожке, не проваливаясь. Это может потребовать проб и ошибок.
Не забудьте украсить! Весь этот процесс позволяет вам задействовать свое творческое мышление, когда вы работаете над созданием своего робота.Помните, что разработка чего-то с нуля — это повторяющийся процесс, а это означает, что вам может потребоваться переосмыслить и переработать несколько раз, прежде чем они будут завершены, и это нормально. Постарайтесь не унывать. Чем больше мы стараемся, тем больше мы узнаем, и тем больше удовольствия мы можем получить!
Как настроить для младших и старших учащихся
Для младших учащихся сосредоточьтесь на создании классного робота, даже если у него нет движущихся частей. Предложите маленьким детям включить хотя бы одну подвижную часть, например руку или голову.Даже крутящиеся пуговицы по бокам или на груди было бы весело!
Для учащихся старшего возраста: посмотрите, сможете ли вы найти какие-нибудь старые игрушки или компьютеры и открыть их (под присмотром взрослых и с помощью соответствующих инструментов), чтобы найти что-нибудь, что могло бы либо придать вашему роботу крутой вид, либо, если деталь работает, светящийся светодиод или моторизованный компонент к вашему роботу. Светодиод означает светоизлучающий диод, и у них есть анодный (+) и катодный (-) провода, которые должны быть подключены к источнику питания, чтобы загореться, обычно около 2-3 вольт, поэтому обычная батарейка поможет. У двигателей постоянного тока есть вращающийся конец оси, поэтому все, что прикреплено к этому концу, будет вращаться при подключении к источнику питания. Эта страница проекта с инструкциями немного затрагивает безопасность разборки игрушек и общие советы.
И, наконец, вот некоторые методы строительства из картона, которые могут оказаться полезными:
© Exploratorium, www.exploratorium.edu
Как сделать очень крутого (и простого) робота-зубную щетку
Фейсбук1423
Твиттер
Pinterest20356
Ищете идеи для роботов, которые можно сделать дома? Узнайте, как сделать крутых роботов-зубных щеток с помощью этих инструкций.Они недороги, просты в изготовлении и доставляют массу удовольствия.
Хочу рассказать вам об одном из самых крутых STEM-проектов — , создающем робота-зубную щетку ! Вы найдете множество идей роботов в Интернете, но ни одна из них не будет такой простой, как эта.
Эти простые роботы идеально подходят для учеников начальной школы . Вы можете сделать их вместе с ребенком дома (даже в рамках учебной программы на дому ), со своим классом в школе или даже с группой скаутов-детенышей или девочек-скаутов .
200 детей из дневного лагеря Cub Scout любили создавать своих собственных роботов.
Я дам вам тезисов для обсуждения , чтобы вы могли обсудить их с детьми, чтобы они поняли, как работают щетиноботы. Вы также найдете список расходных материалов , которые вам нужны, и пошаговые инструкции по их сборке. Это даст вам полный набор планов уроков для занятия.
Если вы хотите получить распечатанные инструкции по изготовлению робота-зубной щетки, просто прокрутите страницу вниз!
Принадлежности для робота-зубной щетки
Когда вы их покупаете, обязательно проверьте щетину зубной щетки. Зубные щетки должны иметь прямые щетинки, которые должны быть плоскими , а не изогнутыми. Наклонные заставят робота опрокинуться.
Головки зубной щетки должны быть достаточно широкими , чтобы поместились подушечка из пеноматериала и двигатель.
Это двигатели, которые я купил на Amazon. Они также доступны на eBay. Одно важное предостережение при заказе на eBay: многие поставщики базируются в Китае или Гонконге, и доставка заказов может занять несколько недель.
Вы могли бы снять моторы со старых сотовых телефонов вместо того, чтобы покупать их, но это усложнило бы проект. В зависимости от возраста детей, вы можете попробовать это — у нас это просто не сработало бы.
Стоимость изготовления робота для чистки зубов
Некоторые читатели спрашивали, сколько стоят расходные материалы для роботов-зубных щеток. Я разбил его ниже.
Примечание: Цены могут быть изменены.
Зубная щетка — 33 цента (упаковка из 3 штук за 1 доллар США)
Батарея — 50 центов (упаковка из 2 штук за 1 доллар США)
Мотор — варьируется от 35 центов до 1 доллара США.65 шт. (доставка по более низкой цене займет гораздо больше времени)
Лампы – 10 центов каждая (упаковка из 100 штук за 9,99 долларов США)
Клейкие точки – 3 цента каждая (упаковка из 112 штук за 2,99 долларов США)
от 1,41 доллара за штуку до 2,71 доллара за штуку.
Подготовка перед изготовлением роботов из щетины
Прежде чем создавать щетиноботов, вам нужно сделать две вещи.
Первый шаг — отрезать головки зубных щеток. Их не так сложно разрезать, как я сначала подумал.Их можно разрезать кухонными ножницами или кусачками. Подойдет что-нибудь более тяжелое, чем обычные ножницы.
Провода на двигателе справа уже зачищены.
Во-вторых, вам нужно снять часть пластикового покрытия с провода двигателя сотового телефона. Те, которые я купил для своего прототипа, и те, которые мы купили для лагеря, имели только небольшое количество проводов. Недостаточно было связаться с батареей.
Для меня это была самая сложная часть.Ни один из наших инструментов для зачистки проводов не был достаточно маленьким для этой работы, поэтому я попытался аккуратно обрезать провод канцелярским ножом и осторожно потянуть его. Я несколько раз полностью обрезал провод, когда пытался его освоить.
Сначала ближний к двигателю провод зажал пассатижами. Затем он осторожно провел зазубренным ножом по верхней части проводов, затем перевернул двигатель и сделал то же самое с нижней частью. Наконец, он использовал пинцет, чтобы снять пластик. Его великая идея сработала отлично!
Мы поместили все расходные материалы для одного робота в полиэтиленовый пакет.Это сэкономило нам немного времени при раздаче материалов для роботов нашим скаутам.
Примечание. Если во время их изготовления рядом с вами есть младшие братья и сестры, не забывайте, что мелкие детали могут стать причиной удушья
Обсуждение перед созданием роботов
Есть несколько вещей, которые вы должны объяснить детям о том, как работают эти роботы-зубные щетки. Это особенно важно, если вы используете это как проект STEM.
Для начала спросите детей, знают ли они кого-нибудь, кто поставил свой мобильный телефон на вибрацию.Объясните, что маленькие моторчики в их упаковках заставляют телефон вибрировать и что они заставят роботов двигаться.
Помогите им понять, что с проводами на двигателе нужно обращаться аккуратно и осторожно, чтобы не сломать их.
Спросите детей, что произойдет, если они неправильно вставят батарейки в игровой контроллер. Это поможет начать обсуждение положительных и отрицательных сторон батареи .
Мы говорили о положительном и отрицательном проводах на двигателе и на светодиодных лампах.«Нога» положительного провода на лампочке длиннее отрицательного провода.
Сборка робота для чистки зубов
Вот шаги, которые мы предприняли, чтобы собрать наших щетиноботов.
1. Снимите защитную пленку с одной стороны подушечки из клейкой пены и наклейте ее на зубную щетку. Он должен быть ближе к концу зубной щетки, напротив того места, где была ручка.
2. Снимите подложку с двигателя и приклейте ее к задней части зубной щетки (там, где была ручка) так, чтобы провода были обращены к пенопластовой прокладке.
3. Разделите провода. Согните положительный провод вверх и аккуратно прижмите отрицательный провод к верхней части клейкой площадки.
У наших двигателей был обычный положительный красный провод, но отрицательный провод был синим, а не обычным черным.
4. Поместите аккумулятор на клейкую площадку положительной стороной вверх. В зависимости от того, насколько близко красный провод находится к верхней части батареи, некоторые детёныши почувствуют вибрацию своих роботов. Они так воодушевляются этим!
Дети, чьи роботы не вибрируют, немного беспокоятся, когда вибрирует их приятель.Итак, я быстро объяснил, что все, что им нужно сделать, это заставить красный провод коснуться верхней части батареи, чтобы запустить их вибрирующий двигатель.
5. Чтобы добавить «глаза», наденьте светодиодные лампочки на боковые стороны батареи так, чтобы лампочки находились в передней части зубной щетки (сторона, противоположная мотору). Короткие «ножки» (отрицательная сторона) должны быть внизу. Вы можете использовать выпученные глаза вместо светодиодных ламп, но я думаю, что это уберет часть «крутого» фактора.
6. С помощью малярной или малярной ленты приклейте положительный провод к аккумулятору и смотрите, как робот работает!
Когда дети закончат играть со своими роботами, снимите светодиодные лампочки.Снимите ленту и загните красный провод вверх.
Поместите ленту обратно на батарею так, чтобы красный провод не касался ее. Это убережет аккумулятор от разрядки.
В нашем дневном лагере Cub Scout мы попросили их поместить роботов-разведчиков в мешки, в которых был их комплект щетиноботов. Это облегчило их возвращение домой.
Медвежонок Скаут Робототехника Приключения
Почему мы сделали роботов-зубных щеток в дневном лагере Cub Scout? Ну, кроме того, что это было очень весело, это помогло нашим медведям завершить приключение Robotics . Это было отличное исследование простой робототехники.
Когда я искал недорогой способ для разведчиков собрать самодельных роботов, я нашел много руководств по сборке роботов из щетины, но все они требовали пайки проводов. Я был счастлив, когда нашел этот классный дизайн робота, потому что нам не нужно было паять, чтобы сделать микроробота.
Если ваши скауты работают над приключением по робототехнике, им тоже понравится делать эту крутую руку робота!
Игра с Bristlebots
Сборка робота-зубной щетки не займет много времени, поэтому мы знали, что у посетителей дневного лагеря будет время поиграть со своими микроботами.У скаутов было несколько вариантов, благодаря замечательным бойскаутам-добровольцам, которые помогали мне!
Изначально мы просто собирались дать им несколько палок, чтобы построить «боевую арену» для щетиноботов, и несколько камней, чтобы использовать их в качестве препятствий. Они могли объединиться и сразиться друг с другом на маленькой настольной арене .
Но Джейми, Эли и Джей Би (бойскауты, помогающие мне) придумали еще две отличные идеи для наших крошечных боевых ботов !
Используя линейки и колья для газонов, бойскауты построили большую арену на полу .Это позволяло нескольким скаутам-детенышам сражаться одновременно, и это было потрясающе! Дети получили массу удовольствия.
Бойскауты также построили эпическую гоночную трассу для ботов . Большой изюминкой было то, что они добавили довольно много камней в качестве препятствий. Даже если ваш бот был в дюйме от финиша, вы все равно можете проиграть, если ваш бот наткнется на камень и развернется. Он вернется к линии старта!
Эти дополнения сделали игру намного веселее! Спасибо Джейми, Эли и Дж.Б. за эти потрясающие идеи!
Что вы думаете об этом? Понравится ли вашим детенышам-разведчикам этот забавный небольшой научный проект по созданию этих роботов из щетины? Какие еще научные проекты вы нашли для обучения робототехнике в увлекательной игровой форме?
Активное время 15 минут
Общее время 15 минут
Инструменты
Для подготовки:
Кухонные ножницы или кусачки
Клещи
Зубчатый нож
Пинцет
Примечания
Будьте осторожны, снимая пластик с проводов на двигателе. Их легко потянуть или отрезать.
С уважением, скаутинг,
Шерри
P.S. Ознакомьтесь со всеми заданиями STEM для Cub Scouts!
Фейсбук1423
Твиттер
Pinterest20356
Как заставить робота делать то, что вы хотите
Наконец-то он у тебя есть. Самый удивительный робот со всеми датчиками и исполнительными механизмами, о которых вы когда-либо мечтали.LIDAR, RADAR, зрение, массив микрофонов в дальней зоне, чувствительное к давлению касание, точный GPS и одометрия. Динамики, экраны, ноги, руки, руки и, может быть, даже огнемет. У этого робота есть все. Может быть, это последний релиз от Misty Robotics, а может быть, что-то, что вы собрали в своем гараже в свободное время. Какие бы ни были годы работы, исследований и переделок, потраченных на создание робота вашей мечты, который, как вы уверены, может чувствовать и делать ЧТО-НИБУДЬ.
Итак, теперь начинается настоящая работа — вам нужно каким-то образом заставить этого робота делать то, что вы хотите.
Прежде чем они научат нас, мы должны научить их.
Допустим, у вас есть задача, которую вы хотите, чтобы этот робот выполнил. Это может быть что угодно, от жонглирования 6 пылающими бензопилами до помощи жертве инсульта в выполнении упражнений или выпечки яблочного пирога. Это может быть ключом к концепции вашей прибыльной роботизированной компании или просто полезным поведением, помогающим вам по дому. Что бы это ни было, внутри вашего мозга, скрытая в вашем уме, есть политика , которая, если ее передать роботу, заставит его выполнять задачу именно так, как вы этого хотите.Проблема передачи задачи от вашего разума к роботу — это то, что мы называем Передача политики человека-робота (HRPT). И есть несколько разных подходов к нему.
Телеоперация
Первый и, как правило, самый простой способ заставить робота что-то сделать — это прямое телеоперация . То есть наличие человека, непосредственно управляющего роботом для выполнения задачи . Вам понадобится соответствующий метод управления роботом, который может быть чем угодно, от набора джойстиков до телеметрического костюма для всего тела.Вам также понадобится человек, возможно, вы (или платный эксперт), чтобы управлять роботом, или, может быть, даже целая команда людей, каждый из которых по-разному управляет своей частью робота.

Какой бы ни была система управления, идея состоит в том, что люди сами реализуют политику управления . То есть человек наблюдает за состоянием робота либо напрямую, либо через датчики, а затем сообщает роботу, как использовать его исполнительные механизмы (такие как манипуляторы, резцы, подъемники и т. д.) для выполнения задачи. При телеуправлении, хотя некоторые низкоуровневые системы (например, баланс) могут быть автоматизированы, все решения на высоком уровне принимаются человеком.

Экзоскелет верхней части тела Capio для телеопераций от Инновационного центра робототехники DFKI GmbH.
Дистанционное управление имеет множество преимуществ. Прежде всего, это избавит вас от необходимости выяснять, как четко сформулировать свои цели; то есть политика может оставаться в вашем сознании в скрытом виде. Эта функция очень помогает, если политика довольно сложная.Если учесть усилия, которые могут потребоваться, чтобы запрограммировать робота для выполнения сложной многоэтапной задачи, становится ясно, что простое управление роботом самостоятельно может выполнить работу быстрее.
Кроме того, при наличии человека в цикле адаптация к меняющейся среде может выполняться немедленно. Кроме того, поскольку решения принимает человек, на юридические и этические вопросы ответственности и ответственности ответить легче. Прекрасным примером телеоперации для HRPT является использование хирургических роботов, где точность и масштаб робота хорошо используются сложной — и невыраженной — политикой управления внутри головы человека-хирурга.
Роботизированная хирургическая система DaVinci от Intuitive Surgical.
Однако у телеуправления как подхода HRPT также много недостатков. Главный из них заключается в том, что, поскольку люди постоянно должны быть связаны с телеуправляемыми роботами, это на самом деле не реализует мечту о разработке автономных роботов. Телеуправляемый робот не освобождает людей от работы и не позволяет одному человеку увеличить свою эффективность и стать таким же продуктивным, как 10 человек. (Однако это позволяет людям избегать опасных ситуаций, в чем иногда и заключается весь смысл.)
Точно так же, поскольку человек, по сути, все еще выполняет работу с телеуправлением, все недостатки и проблемы людей проявляются. Например, телеоператоры устают и отвлекаются, опаздывают или просто совершают ошибки — все то, чего мы ожидаем (возможно, неправильно), чтобы наши роботы не делали.
В качестве инструмента первого прохода телеуправление прекрасно, поскольку оно доказывает, что задача, которую вы хотите, чтобы ваш робот выполнял, на самом деле выполнима роботом. Полезно знать, что аппаратное обеспечение робота физически способно выполнять ту задачу, которую вы от него хотите, до того, как вы попытаетесь разработать для него политику автономного управления.
Телеуправление в режиме реального времени роботом Mahru, разработанным в Корейском институте науки и технологий.
Кроме того, если вы ограничитесь только использованием информации датчиков робота во время телеуправления, вы можете доказать, что задача может быть решена роботом. То есть робот имеет доступ к достаточному количеству информации, чтобы фактически определить, что делать в ответ на поток его датчиков. Опять же, это очень полезно знать, прежде чем тратить часы/недели/месяцы/годы на попытки заставить робота выполнять задачу самостоятельно.
Допустим, вы доказали, что задача, которую должен выполнить ваш робот, на самом деле может быть решена и выполнена этим удивительным телом робота, и теперь вы хотите, чтобы робот выполнял эту задачу сам. Здорово! Как ты собираешься это сделать? Вероятно, со вторым основным подходом к HRPT…
Явное программирование
Верно. Вы собираетесь сесть и попытаться — ясно и очень подробно, на вашем любимом языке программирования написать, что именно робот должен делать , как он должен реагировать на окружающую среду, чтобы выполнить задачу. .
Программирование LEGO(R) MINDSTORMS(R) EV3.
Честно говоря, рассмотрение всех возможных ситуаций, которые потенциально могут произойти, пока ваш робот занимается своими делами, заняло бы слишком много времени (в конце концов, их бесконечное множество, и даже люди, которым платят за придумывание странных ситуаций, пропускают кучу). Таким образом, вы, вероятно, сделаете некоторые предположения о том, какие ситуации вряд ли возникнут, и проигнорируете их в своем коде. Вам вам действительно нужно подумать о том, что произойдет, если ваш робот наткнется на комбинацию инвалидной коляски, утки и метлы?
Даже если не принимать во внимание более маловероятные сценарии, требуется много работы, чтобы запрограммировать робота на выполнение чего-либо, кроме самых основных задач, в самых разных контекстах.На самом деле, для данного уровня усилий по программированию (скажем, в месяц), по мере того, как сложность задачи возрастает, дисперсия среды, в которой можно запрограммировать работу, снижается.
Конечно, легко запрограммировать простую задачу (проехать по квадрату) для выполнения в самых разных условиях (разные поверхности пола/комнаты). Примерно так же легко запрограммировать сложную задачу (накрыть на стол) в одном конкретном окружении (все тарелки/посуда и столы/стулья в фиксированных, известных местах).Но программировать сложную задачу для различных условий (сервировка стола на любой кухне) намного, НАМНОГО сложнее. Все эти усилия (проектирование, архитектурное проектирование, кодирование, отладка и тестирование) на самом деле могут оказаться намного более трудоемкими, чем простое выполнение задачи самостоятельно.
Программное обеспечение для моделирования и автономного программирования от Staubli Robotics.
Так зачем пытаться заставить робота выполнять сложные задачи самостоятельно? Потому что, как только ваша программа заработает — «если она заработает», — робот сможет выполнять задачу снова, и снова, и снова.Если повезет, вы окупите свои усилия в долгосрочной перспективе.
Почти все автономные роботы, с которыми вы, вероятно, взаимодействовали до сих пор (за исключением демонстраций в исследовательских лабораториях), прошли через этот процесс. Они были тщательно написаны командой разработчиков для выполнения определенных задач в ограниченных средах. Измените один параметр (например, высоту ступени) за пределы ограниченного диапазона, и вся система рухнет, как робот, пытающийся ходить.
Ходить намного сложнее, чем вы думаете.
Есть ли лучший способ? Возможно, и, возможно, вы слышали об этом.
Обучение
Третий основной подход к HRPT заключается в использовании обучения: робот должен выяснить, как выполнять задачу, анализируя данные.
В настоящее время существует множество различных типов машинного обучения с использованием множества различных технологий, но все они пытаются достичь одной и той же цели: найти закономерности в данных, полезные для выполнения желаемой задачи.Задачей может быть идентификация кота на изображении, предсказание фондового рынка или определение политики управления для робота. Когда дело доходит до HRPT, это именно то, что нам нужно.

Концептуально простой способ научить робота выполнять задачу состоит в том, чтобы сообщить ему, какова цель задачи, и позволить роботу поэкспериментировать, чтобы выяснить, как достичь этой цели. Это обучение с подкреплением (RL), где робот получает вознаграждение, когда задача выполнена (или платит штраф, когда задача НЕ выполнена) и пытается понять, как использовать свои возможности, чтобы достичь цели.Само вознаграждение генерируется функцией вознаграждения , которая сопоставляет состояние робота (или пары состояние-действие робота) с тем, насколько хорошо (или плохо) роботу находиться в этом состоянии (или выполнять это действие в этом состоянии). .

Награждение роботов обычно не выглядит так.

С одной стороны, RL может быть очень простым в использовании, поскольку конечное состояние или желаемую цель часто просто описать. Когда все, что имеет значение, — это простое конечное состояние, функцию вознаграждения написать легко: если на моей тарелке есть омлет, +1000, иначе 0.

С другой стороны, чтобы найти путь к желаемому конечному состоянию, роботу, возможно, придется исследовать все возможные конфигурации, в которых он и окружающий мир могут находиться (его пространство состояний ) и все возможные действия. он может выполнять (свое пространство действия ) в каждом из этих состояний. Если пространства состояний и действий большие, роботу может потребоваться очень и очень много времени, чтобы найти ЛЮБОЙ путь к цели, не говоря уже об оптимальном. Но для ограниченных ситуаций с небольшими пространствами состояний и ограниченными пространствами действий (например, смоделированные системы в мире сетки) RL часто может привести к надежным и оптимальным политикам управления.

Одним из способов ограничения проблем с RL в больших пространствах является предоставление дополнительных вознаграждений, например, за достижение роботом промежуточных состояний на пути к цели. Или разработчик может определить эвристику, чтобы вести робота к более подходящему для задачи поведению. К сожалению, предоставление этих типов информации делает функцию вознаграждения более сложной и трудной для записи, и может приблизиться к сложности явного программирования.

Обучение… на демонстрации

Другой подход к обучению обходит сложные части RL, просто позволяя людям предоставлять роботу полезные примеры или демонстрации того, что он должен делать для выполнения желаемой задачи.Этот подход называется Обучение на демонстрации (LfD) или иногда Программирование на демонстрации (PbD).

Часть обучения на демонстрации на конференции Ассоциации по развитию искусственного интеллекта 2011 года.

LfD только предполагает, что вы, человек, можете выполнить задачу, которую вы хотите, чтобы робот сделал. Интересно, что одной из наиболее распространенных форм демонстраций является дистанционное управление роботом при выполнении задачи. Использование телеопераций в целях роботизированного обучения прекрасно использует преимущества этого метода HRPT, а именно доказательство возможности выполнения задачи роботом.

Другой формой создания демонстраций является прямое кинестетическое манипулирование , при котором робот физически направляется при выполнении задачи, что опять-таки доказывает работоспособность. К сожалению, этот подход (а также дистанционное управление) может оказаться трудным, когда у робота много степеней свободы (представьте себе 2 руки, каждая с 7 суставами, а также ноги, шея и т. д.).

«Rethink Robotics» говорит очень четко — их роботы «обучаются, а не программируются», в данном случае путем прямого кинестетического манипулирования.

Очень востребованный подход LfD заключается в том, чтобы робот просто наблюдал за тем, как человек сам выполняет задачу. Если вы можете решить проблему соответствия (какие части человека соответствуют частям робота), наблюдение может стать чрезвычайно эффективным способом сбора демонстрационных данных.

Сильвен Калинон демонстрирует роботизированное обучение через наблюдение.

Допустим, у вас есть несколько хороших демонстраций того, как должно выполняться задание. Что дальше?

Недостаточно просто заставить робота воспроизвести демонстрацию, поскольку в целом не гарантируется, что мир будет вести себя точно так же, как раньше.Таким образом, вместо этого многие методы LfD строят модель демонстрационных данных, фиксируя как ожидаемое поведение , так и допустимую дисперсию вокруг него. Один из распространенных подходов состоит в том, чтобы взять демонстрации, деформировать , чтобы все они были одинаковой продолжительности во времени, а затем построить динамическую модель того, как состояние робота меняется с течением времени. Вы даже можете гарантировать стабильность системы, накладывая на нее различные ограничения. Эти системы можно использовать для некоторых довольно интересных вещей, например, для игры в мини-гольф.

Тем не менее, общая проблема с LfD заключается в том, что политика усвоенного контроля часто ограничивается тем, чтобы быть не хуже человека-демонстратора. Другой подход, называемый Inverse Reinforcement Learning (IRL), предназначен для объединения демонстрационного подхода LfD с оптимизационными возможностями RL.

В этом семействе методов вместо того, чтобы полагаться только на политику управления, полученную непосредственно из демонстраций, система сначала пытается оценить лежащую в их основе функцию вознаграждения.Используя как функцию вознаграждения, так и политику начального контроля, основанную на демонстрациях, системы IRL могут оптимизировать выполнение задач. В конце концов, такая система даже может выполнять задачу лучше, чем сами люди! Классическим примером этого является проект Stanford Autonomous Helicopter.

Цель проекта Стэнфордского университета состояла в том, чтобы продвинуть передовые достижения в автономном полете вертолета: экстремальный пилотаж под управлением компьютера.

Я мог бы продолжать и продолжать, так как в области LfD очень много интересных работ.Есть работа, направленная на обнаружение многократно используемых поднавыков из демонстраций, поэтому можно выполнять новые, разные задачи. И есть работа, направленная на предоставление обратной связи человеку во время процесса обучения, чтобы он мог генерировать более полезные данные для обучения. И еще есть моя собственная работа, в которой я рассматривал, как определить, когда существует несколько правильных способов достижения цели, или как извлечь полезную информацию из неудачных попыток демонстрации, вместо того, чтобы предполагать, что человек всегда может выполнить задачу правильно.

Как бы ни было интересно, обучение как решение HRPT все же имеет недостатки. Основная проблема, как и в любой системе обучения, заключается в том, как гарантировать ограничения поведения робота. С помощью прямого телеуправления или явного программирования вы можете с некоторой долей уверенности сказать, что робот-дворецкий никогда не подсыплет горчицы в ваш кофе (за исключением проблем с восприятием или очень усталого или злонамеренного телеоператора-человека). Однако с обученной системой никогда нельзя быть уверенным, что робот будет делать в той или иной ситуации.

Вот тут-то и начинается самое интересное.

Я считаю, что роботы должны быть социальными.

Учебные пособия по сборке робота

Далее идет мощность . Нет, солнечная энергия и поедание слизняков не сработают. Использовать батарея. При покупке батареи убедитесь, что она перезаряжаемая, имеют высокую мАч (энергоемкость) и могут в любое время выдавать не менее ампера. Подумайте о том, чтобы поставить аккумуляторы как в параллельно , так и в серии для изменения/управления общим напряжением и мАч.

Существует много типов аккумуляторов, поэтому давайте просто поговорим о трех наиболее распространенных.

Щелочные батареи являются наиболее распространенными, доступными и дешевыми. Однако они бесполезны, не покупайте их. Они имеют низкую мощность, тяжелые, имеют проблемы с подачей большого количества тока в короткие промежутки времени и дороговато постоянно менять.

Аккумуляторы NiMH (никель-металлогидридные) действительно хороши. Аккумуляторы для сотовых телефонов часто бывают NiMH (промышленность переходит на литиевые).Вы можете перезаряжать их сколько угодно, они имеют хороший выходной ток, и имеют самую высокую энергоемкость . Однако они дороже, чем две другие батареи, о которых я расскажу. я бы порекомендовал их для роботов небольшого размера и для силовых цепей. Обратите внимание, что батареи NiMH обычно работают 5-10 часов. для полной перезарядки в зависимости от различных факторов.

Аккумуляторы NiCad (никель-кадмиевые) подходят для роботов малого и среднего размера. У них есть с самым высоким выходным током , более доступны по цене, чем NiMH, и могут заряжаться в течение одного или двух часов.Аккумуляторы старых сотовых телефонов часто были никель-кадмиевыми. Однако перезарядка никель-кадмиевых аккумуляторов — это черное искусство. Вы когда-нибудь замечали, как батареи старых сотовых телефонов не так долго работает без подзарядки, как при первой покупке? Это называется эффектом памяти . NiCad, после многих зарядов может хранить все меньше и меньше энергии после каждой перезарядки. Чтобы предотвратить эффект памяти, Всякий раз, когда вы хотите перезарядить свой NiCad, вы должны сначала полностью разрядить его. Просто подключить обе батареи ведут к милому котенку, пока он не перестанет двигаться.Я думаю моторчик тоже подойдет. . . И помните, NiCad батареи содержат токсичных кадмия, так что сохраните белку и переработайте/утилизируйте ее надлежащим образом.

Моя рекомендация состоит в том, чтобы сделать робота небольшого размера и купите 2 аккумулятора NiMH 6V. Каждый около $10-$15 плюс доставка. Получите два, чтобы вы могли изолировать питание двигателя от питания схемы. Как новичок, вы не хотите, чтобы ваши моторы вмешательство или даже расплавление вашей чувствительной схемы. Поверьте мне.Одна батарея для двигателей, и один для цепей. Для схем подойдет NiMH, а также NiCad или NiMH. для двигателей, в зависимости от ожидаемых требований к мощности ваших двигателей. Твой выбор. Вы можете легко найти батареи в RadioShack или на любом веб-сайте хобби RC.

При использовании любого источника питания убедитесь, что вы используете хорошую схему регулирования мощности робота. чтобы помочь контролировать мощность вашего робота.

Хорошо, теперь вам нужна крутая схема , штука . Забудьте о собственном дизайне.Лучше всего ваш первый робот быть простой, поэтому готовая схема проще всего. Их обычно называют микроконтроллеры, самые популярные из которых PIC , Atmel/AVR , ARM и BASIC Stamp на основе. Штампы проще, но менее функциональны. Если вы знаете основы программирования, я рекомендую использовать AVR. Google для микроконтроллеров онлайн или перейдите к нашему списку запчастей для роботов. Я лично используйте микроконтроллер Cerebellum , но их много, и в последнее время выходит еще больше.Ожидайте потратить около 80-120 долларов на контроллере на любом сайте, посвященном робототехнике, еще ~30 долларов на программаторе (загружает вашу программу с вашего компьютера на чип), и для PIC предполагается потратить от бесплатных до примерно 600 долларов на специальное программное обеспечение для компиляции. Некоторые контроллеры встроенные программисты, поэтому я использовал Церебеллум. Вы также можете сделать программатор своими руками очень дешево. Просто убедитесь, что контроллер, который вы покупаете, имеет встроенный драйвер двигателя , светодиоды и множество аналоговых портов ввода/вывода.

Не беспокойтесь о том, что это за вещи сейчас, просто убедитесь, что они у него есть. Большинство будет. Учитывайте также требования к мощности. Они также должны поставляться с руководством и образцами программ , чтобы объяснить, как их использовать. Так что я не буду. Они могут выглядеть очень сложными, но на самом деле это довольно простые устройства plug and play. Просто буквально подключите аккумулятор, моторы/сервоприводы и сенсорные входы/выходы, запрограммируйте и вуаля! Твоя схема готова! Покупая свой первый контроллер, помните о простоте использования.Вы честно знаете, для чего нужны все эти дополнительные функции? Ваш первый робот должен быть связан с обучением сборке робота. не как сделать аккуратного робота.

Итак, как мне сделать моего робота хорошо, хм. . . робот? Боевой бот на самом деле не робот, поскольку у него нет датчики и не может принимать самостоятельные решения, вы хотите, чтобы это было автономно riiiight??? Однако вы можете пропустить этот раздел и использовать пульт дистанционного управления. прикреплен к вашему контроллеру, если вам нужен боевой бот. А вот автономные роботы помогут вам заполучить дам .

Итак, давайте узнаем об основном датчике:

Учебное пособие по программированию робототехники: как запрограммировать простого робота

Примечание редактора: 16 октября 2018 г. эта статья была переработана для работы с новейшими технологиями.

Посмотрим правде в глаза, роботы — это круто. Они тоже когда-нибудь будут править миром, и, надеюсь, к тому времени они пожалеют своих бедных мягкотелых создателей (они же разработчики робототехники) и помогут нам построить космическую утопию, наполненную изобилием. Я шучу, конечно, но только отчасти.

Стремясь хоть немного повлиять на этот вопрос, в прошлом году я прошел курс теории автономного управления роботами, кульминацией которого стало создание симулятора робота на основе Python, который позволил мне практиковать теорию управления на простом, мобильном, программируемом устройстве. робот.

В этой статье я собираюсь показать, как использовать среду роботов Python для разработки управляющего программного обеспечения, описать схему управления, которую я разработал для своего смоделированного робота, проиллюстрировать, как он взаимодействует с окружающей средой и достигает своих целей, а также обсудить некоторые из фундаментальные проблемы программирования робототехники, с которыми я столкнулся на этом пути.

Чтобы следовать этому руководству по программированию робототехники для начинающих, вы должны иметь базовые знания о двух вещах:

Математика — мы будем использовать некоторые тригонометрические функции и векторы
Python — поскольку Python является одним из наиболее популярных базовых языков программирования роботов — мы будем использовать основные библиотеки и функции Python

Фрагменты кода, показанные здесь, являются лишь частью всего симулятора, который опирается на классы и интерфейсы, поэтому для непосредственного чтения кода вам может понадобиться некоторый опыт работы с Python и объектно-ориентированным программированием.

Наконец, необязательные темы, которые помогут вам лучше следовать этому руководству, — это знание того, что такое конечный автомат и как работают датчики диапазона и энкодеры.

Задача программируемого робота: восприятие против реальности и хрупкость контроля

Фундаментальная проблема всей робототехники заключается в следующем: невозможно узнать истинное состояние окружающей среды. Программное обеспечение для управления роботом может только угадывать состояние реального мира на основе измерений, возвращаемых его датчиками.Он может только попытаться изменить состояние реального мира посредством генерации управляющих сигналов.

Программное обеспечение для управления роботом может только угадывать состояние реального мира на основе измерений, возвращаемых его датчиками.

Таким образом, одним из первых шагов в разработке системы управления является создание абстракции реального мира, известной как модель , с помощью которой можно интерпретировать показания датчиков и принимать решения. Пока реальный мир ведет себя в соответствии с предположениями модели, мы можем делать правильные предположения и осуществлять контроль.Однако как только реальный мир отклонится от этих предположений, мы больше не сможем делать правильные предположения, и контроль будет потерян. Часто, потеряв контроль, восстановить его уже невозможно. (Если только какая-то доброжелательная внешняя сила не восстановит его.)

Это одна из основных причин сложности программирования робототехники. Мы часто видим видеоролики о новейшем исследовательском роботе в лаборатории, демонстрирующем фантастические подвиги ловкости, навигации или командной работы, и у нас возникает соблазн спросить: «Почему это не используется в реальном мире?» Что ж, в следующий раз, когда вы увидите такое видео, обратите внимание на то, насколько строго контролируется лабораторная среда.В большинстве случаев эти роботы способны выполнять эти впечатляющие задачи только до тех пор, пока условия окружающей среды остаются в узких рамках их внутренней модели. Таким образом, одним из ключей к развитию робототехники является разработка более сложных, гибких и надежных моделей, и указанное продвижение зависит от ограничений доступных вычислительных ресурсов.

Одним из ключей к развитию робототехники является разработка более сложных, гибких и надежных моделей.

[Примечание: как философы, так и психологи отмечают, что живые существа также страдают от зависимости от собственного внутреннего восприятия того, что говорят им их чувства.Многие достижения в робототехнике связаны с наблюдением за живыми существами и наблюдением за тем, как они реагируют на неожиданные раздражители. Подумай об этом. Какова ваша внутренняя модель мира? Он отличается от муравья и рыбы? (Надеюсь.) Однако, подобно муравью и рыбе, он, вероятно, чрезмерно упрощает некоторые реалии мира. Когда ваши представления о мире неверны, вы рискуете потерять контроль над вещами. Иногда мы называем это «опасностью». Точно так же, как наш маленький робот борется за выживание в неизвестной вселенной, мы все тоже. Это мощное озарение для робототехников.]

Симулятор программируемого робота

Симулятор, который я построил, написан на Python и очень удачно назван Sobot Rimulator . Вы можете найти v1.0.0 на GitHub. В нем не так много наворотов, но он создан для того, чтобы делать одну вещь очень хорошо: обеспечить точную симуляцию мобильного робота и дать начинающему робототехнику простую основу для практики программирования программного обеспечения для роботов. Хотя всегда лучше иметь настоящего робота для игры, хороший симулятор робота Python гораздо более доступен и является отличным местом для начала.

В реальных роботах программное обеспечение, генерирующее управляющие сигналы («контроллер»), должно работать на очень высокой скорости и выполнять сложные вычисления. Это влияет на выбор того, какие языки программирования роботов лучше всего использовать: обычно для таких сценариев используется C++, но в более простых робототехнических приложениях Python является очень хорошим компромиссом между скоростью выполнения и простотой разработки и тестирования.

Программное обеспечение, которое я написал, имитирует реального исследовательского робота по имени Хепера, но его можно адаптировать к целому ряду мобильных роботов с различными размерами и датчиками.Так как я старался запрограммировать симулятор как можно ближе к возможностям реального робота, логика управления может быть загружена в реального робота Хепера с минимальным рефакторингом, и он будет выполнять те же функции, что и смоделированный робот. Реализованные специфические функции относятся к Khepera III, но их можно легко адаптировать к новой Khepera IV.

Другими словами, программирование смоделированного робота аналогично программированию реального робота. Это очень важно, если симулятор будет использоваться для разработки и оценки различных подходов к управляющему программному обеспечению.

В этом руководстве я опишу архитектуру программного обеспечения для управления роботом, которое поставляется с v1.0.0 Sobot Rimulator , и предоставлю фрагменты из исходного кода Python (с небольшими изменениями для ясности). Тем не менее, я призываю вас погрузиться в источник и возиться. Симулятор был разветвлен и использовался для управления различными мобильными роботами, в том числе Roomba2 от iRobot. Точно так же, пожалуйста, не стесняйтесь разветвлять проект и улучшать его.

Логика управления роботом ограничена этими классами/файлами Python:

моделей/руководитель.py — этот класс отвечает за взаимодействие между симулируемым миром вокруг робота и самим роботом. Он развивает конечный автомат нашего робота и запускает контроллеры для вычисления желаемого поведения.
models/supervisor_state_machine.py — этот класс представляет различных состояний , в которых может находиться робот, в зависимости от его интерпретации датчиков.
Файлы в каталоге models/controllers — эти классы реализуют различное поведение робота при известном состоянии среды.В частности, конкретный контроллер выбирается в зависимости от конечного автомата.

Цель

Роботам, как и людям, нужна цель в жизни. Задача нашего программного обеспечения, управляющего этим роботом, будет очень простой: он попытается добраться до заданной целевой точки. Обычно это основная функция, которой должен обладать любой мобильный робот, от автономных автомобилей до роботов-пылесосов. Координаты цели запрограммированы в управляющем программном обеспечении до того, как робот будет активирован, но могут быть сгенерированы из дополнительного приложения Python, которое наблюдает за движениями робота.Например, представьте, что вы проезжаете через несколько путевых точек.

Однако, чтобы усложнить ситуацию, окружение робота может быть усеяно препятствиями. Робот НЕ МОЖЕТ столкнуться с препятствием на пути к цели. Поэтому, если робот сталкивается с препятствием, ему придется найти обходной путь, чтобы продолжить путь к цели.

Программируемый робот

Каждый робот имеет разные возможности и задачи управления. Давайте познакомимся с нашим моделируемым программируемым роботом.

Первое, что следует отметить, это то, что в этом руководстве наш робот будет автономным мобильным роботом . Это означает, что он будет свободно перемещаться в пространстве и делать это под своим контролем. Это отличается, скажем, от робота с дистанционным управлением (который не является автономным) или заводского робота-манипулятора (который не является мобильным). Наш робот должен сам выяснить, как достичь своих целей и выжить в своей среде. Это оказывается удивительно сложной задачей для начинающих программистов робототехники.

Входы управления: Датчики

Существует множество различных способов оснащения робота для наблюдения за окружающей средой. Это могут быть датчики приближения, датчики освещенности, бамперы, камеры и так далее. Кроме того, роботы могут связываться с внешними датчиками, которые дают им информацию, которую они сами не могут наблюдать напрямую.

Наш эталонный робот оснащен девятью инфракрасными датчиками — более новая модель имеет восемь инфракрасных и пять ультразвуковых датчиков приближения — расположенных «юбкой» во всех направлениях. Датчиков, обращенных к передней части робота, больше, чем к задней, потому что роботу обычно важнее знать, что находится перед ним, чем то, что находится позади него.

В дополнение к датчикам приближения робот имеет пару колесиков , которые отслеживают движение колес. Они позволяют отслеживать, сколько оборотов делает каждое колесо, при этом один полный оборот колеса вперед составляет 2765 тактов. Повороты в противоположном направлении отсчитываются назад, уменьшая количество тактов, а не увеличивая его.Вам не нужно беспокоиться о конкретных числах в этом руководстве, потому что программное обеспечение, которое мы напишем, использует пройденное расстояние, выраженное в метрах. Позже я покажу вам, как вычислить его из тиков с помощью простой функции Python.

Контрольные выходы: Мобильность

Некоторые роботы передвигаются на ногах. Некоторые катятся как мяч. Некоторые даже скользят, как змеи.

Наш робот оснащен дифференциальным приводом, то есть передвигается на двух колесах. Когда оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, робот движется прямолинейно.Когда колеса движутся с разной скоростью, робот поворачивается. Таким образом, управление движением этого робота сводится к правильному управлению скоростью вращения каждого из этих двух колес.

API

В Sobot Rimulator разделение между «компьютером» робота и (симулируемым) физическим миром воплощено в файле robot_supervisor_interface.py , который определяет весь API для взаимодействия с датчиками и моторами «реального робота»:

read_proximity_sensors() возвращает массив из девяти значений в собственном формате датчиков
read_wheel_encoders() возвращает массив из двух значений, указывающих общее количество тактов с начала
set_wheel_drive_rates( v_l, v_r ) принимает два значения (в радианах в секунду) и устанавливает скорость левого и правого колес на эти два значения

Этот интерфейс внутренне использует объект робота, который предоставляет данные от датчиков и возможность перемещать моторы или колеса. Если вы хотите создать другого робота, вам просто нужно предоставить другой класс робота Python, который можно использовать с тем же интерфейсом, а остальная часть кода (контроллеры, супервизор и симулятор) будет работать из коробки!

Симулятор

Так же, как вы использовали бы настоящего робота в реальном мире, не уделяя слишком много внимания законам физики, вы можете игнорировать то, как моделируется робот, и просто сразу перейти к тому, как запрограммировано программное обеспечение контроллера, так как это будет почти то же самое между реальным миром и симуляцией.Но если вам интересно, я кратко представлю это здесь.

Файл world.py — это класс Python, представляющий смоделированный мир с роботами и препятствиями внутри. Ступенчатая функция внутри этого класса заботится об эволюции нашего простого мира:

Применение правил физики к движениям робота
Учет столкновений с препятствиями
Предоставление новых значений для датчиков робота

В конце он вызывает супервайзеров роботов, ответственных за выполнение программного обеспечения мозга робота.

Пошаговая функция выполняется в цикле, так что robot.step_motion() перемещает робота, используя скорость колеса, вычисленную супервизором на предыдущем шаге моделирования.

  # пошаговое моделирование через один временной интервал
шаг определения (сам):
дт = само.дт
# перешагнуть всех роботов
для робота в self.robots:
# пошаговое движение робота
robot.step_motion ( дт )

# применить физические взаимодействия
self.physics.apply_physics()

# ПРИМЕЧАНИЕ. Наблюдатели должны бежать последними, чтобы убедиться, что они наблюдают за «текущим» миром.
# пошагово всех супервайзеров
для супервайзера в себе.супервайзеры:
супервизор.шаг( дт )

# увеличить мировое время
self.world_time += дт

Функция apply_physics() внутренне обновляет значения датчиков приближения робота, чтобы супервизор мог оценить окружающую среду на текущем этапе моделирования. Те же принципы применимы и к энкодерам.

Простая модель

Во-первых, у нашего робота будет очень простая модель. Он будет делать много предположений о мире. Некоторые из важных включают:

Местность всегда ровная и ровная
Препятствия никогда не бывают круглыми
Колеса никогда не скользят
Ничто и никогда не сможет толкнуть робота вокруг
Датчики никогда не выходят из строя и не дают ложных показаний
Колеса всегда крутятся, когда им говорят

Хотя большинство из этих предположений разумны в среде, похожей на дом, могут присутствовать круглые препятствия.Наше программное обеспечение для предотвращения препятствий имеет простую реализацию и следует за границей препятствий, чтобы объехать их. Мы подскажем читателям, как улучшить систему управления нашего робота с дополнительной проверкой, чтобы избежать круговых препятствий.

Контур управления

Теперь мы перейдем к ядру нашего управляющего программного обеспечения и объясним поведение, которое мы хотим запрограммировать внутри робота. В этот фреймворк можно добавить дополнительные варианты поведения, и вы должны попробовать свои собственные идеи после того, как закончите читать! Программное обеспечение для робототехники, основанное на поведении, было предложено более 20 лет назад, и оно до сих пор является мощным инструментом для мобильной робототехники.Например, в 2007 году набор моделей поведения использовался в DARPA Urban Challenge — первом соревновании для автомобилей с автономным управлением!

Робот — это динамическая система. Состояние робота, показания его датчиков и воздействие его управляющих сигналов постоянно меняются. Управление ходом событий включает в себя следующие три шага:

Применить управляющие сигналы.
Измерьте результаты.
Генерировать новые управляющие сигналы, рассчитанные на то, чтобы приблизить нас к нашей цели.

Эти шаги повторяются снова и снова, пока мы не достигнем нашей цели. Чем больше раз мы можем делать это в секунду, тем лучше мы будем контролировать систему. Робот Sobot Rimulator повторяет эти шаги 20 раз в секунду (20 Гц), но многие роботы должны делать это тысячи или миллионы раз в секунду, чтобы иметь адекватный контроль. Помните наше предыдущее введение о разных языках программирования роботов для разных систем робототехники и требованиях к скорости.

В общем, каждый раз, когда наш робот производит измерения с помощью своих датчиков, он использует эти измерения для обновления своей внутренней оценки состояния мира — например, расстояния до цели.Он сравнивает это состояние с эталонным значением того, каким он хочет состояния (для расстояния он хочет, чтобы оно было равно нулю), и вычисляет ошибку между желаемым состоянием и фактическим состоянием. Как только эта информация известна, генерация новых управляющих сигналов может быть сведена к задаче минимизировать ошибку , которая в конечном итоге приведет робота к цели.

Изящный трюк: упрощение модели

Чтобы управлять роботом, которого мы хотим запрограммировать, мы должны послать сигнал на левое колесо, сообщая ему, как быстро поворачивать, и отдельный сигнал на правое колесо, сообщая ему , как быстро поворачивать. Назовем эти сигналы v L и v R . Однако постоянно думать в терминах v L и v R очень обременительно. Вместо того, чтобы спрашивать: «Как быстро мы хотим, чтобы левое колесо вращалось, и как быстро мы хотим, чтобы вращалось правое колесо?» более естественно спросить: «Как быстро мы хотим, чтобы робот двигался вперед, и как быстро мы хотим, чтобы он поворачивал или менял направление?» Назовем эти параметры скоростью v и угловой (вращательной) скоростью ω (читай «омега»).Оказывается, мы можем основывать всю нашу модель на v и ω вместо v L и v R , и только после того, как мы определили, как мы хотим, чтобы наш запрограммированный робот двигался, математически преобразовать эти два значения в v L и v R нам нужны для фактического управления колесами робота. Это известно как одноколесный велосипед модели управления.

Вот код Python, реализующий окончательное преобразование в супервизоре .ру . Обратите внимание, что если ω равно 0, оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью:

  # генерировать и отправлять правильные команды роботу
def _send_robot_commands(я):
  # ...
  v_l, v_r = self._uni_to_diff(v, омега)
  self.robot.set_wheel_drive_rates(v_l, v_r)

def _uni_to_diff(я, v, омега):
  # v = поступательная скорость (м/с)
  # омега = угловая скорость (рад/с)

  R = self.robot_wheel_radius
  L = self.robot_wheel_base_length

  v_l = ((2.0 * v) - (omega*L)) / (2.0 * Р)
  v_r = ((2,0 * v) + (омега*L)) / (2,0 * R)

  вернуть v_l, v_r

Оценка состояния: робот, познай себя

Используя свои датчики, робот должен попытаться оценить состояние окружающей среды, а также свое собственное состояние. Эти оценки никогда не будут идеальными, но они должны быть достаточно хорошими, поскольку робот будет основывать все свои решения на этих оценках. Используя только свои датчики приближения и бегущую строку, он должен попытаться угадать следующее:

.
Направление на препятствия
Расстояние до препятствий
Позиция робота
Рубрика робота
Первые два свойства определяются показаниями датчика приближения и довольно просты.Функция API read_proximity_sensors() возвращает массив из девяти значений, по одному для каждого датчика. Мы заранее знаем, что седьмое показание, например, соответствует датчику, который указывает на 75 градусов вправо от робота.
Таким образом, если это значение показывает значение, соответствующее расстоянию 0,1 метра, мы знаем, что на расстоянии 0,1 метра находится препятствие, 75 градусов левее. Если препятствия нет, датчик вернет показания максимальной дальности 0,2 метра.Таким образом, если мы покажем 0,2 метра на седьмом датчике, мы будем считать, что препятствия в этом направлении на самом деле нет.
Из-за того, как работают инфракрасные датчики (измеряют инфракрасное отражение), возвращаемые ими числа являются нелинейным преобразованием фактического обнаруженного расстояния. Таким образом, функция Python для определения указанного расстояния должна преобразовать эти показания в метры. Это делается в supervisor.py следующим образом:
# обновить расстояния, указанные датчиками приближения def _update_proximity_sensor_distances(self): себя.close_sensor_distances = [0,02-(log(readval/3960,0))/30,0 для readval в self.robot.read_proximity_sensors() ]
Опять же, у нас есть конкретная модель датчика в этой платформе робота Python, в то время как в реальном мире датчики поставляются с сопутствующим программным обеспечением, которое должно обеспечивать аналогичные функции преобразования нелинейных значений в метры.
Определение положения и направления робота (вместе известное как поза в программировании робототехники) является несколько более сложной задачей.Наш робот использует одометрию для оценки своей позы. Здесь на помощь приходят тикеры колес. Измеряя, насколько повернулось каждое колесо с момента последней итерации цикла управления, можно получить точную оценку того, как изменилась поза робота, но только в том случае, если изменение небольшое. .
Это одна из причин, по которой важно очень часто повторять цикл управления в реальном роботе, где двигатели, приводящие в движение колеса, могут быть несовершенными. Если бы мы слишком долго ждали, чтобы измерить ход колес, оба колеса могли бы сделать довольно много, и будет невозможно оценить, где мы оказались.
Учитывая наш текущий программный симулятор, мы можем позволить себе запустить вычисление одометрии с частотой 20 Гц — на той же частоте, что и контроллеры. Но было бы неплохо иметь отдельный поток Python, работающий быстрее, чтобы улавливать небольшие движения бегущих строк.
Ниже приведена полная функция одометрии в supervisor.py , которая обновляет оценку позы робота. Обратите внимание, что поза робота состоит из координат x и y и направления тета , которое измеряется в радианах от положительной оси X.Положительное x находится на востоке, а положительное y — на севере. Таким образом, заголовок 0 указывает, что робот смотрит прямо на восток. Робот всегда принимает исходную позу (0, 0), 0 .
# обновить предполагаемое положение робота, используя показания его колесного энкодера def _update_odometry(сам): R = self.robot_wheel_radius N = поплавок (self.wheel_encoder_ticks_per_revolution) # прочитать значения колесного энкодера ticks_left, ticks_right = сам.robot.read_wheel_encoders() # получаем разницу в тиках с последней итерации d_ticks_left = тики_слева - self.prev_ticks_left d_ticks_right = тики_право - self.prev_ticks_right # оцениваем движения колеса d_left_wheel = 2*pi*R*( d_ticks_left / N ) d_right_wheel = 2*pi*R*( d_ticks_right / N ) d_center = 0,5 * ( d_left_wheel + d_right_wheel ) # рассчитать новую позу prev_x, prev_y, prev_theta = self.estimated_pose.scalar_unpack() new_x = prev_x + (d_center * cos(prev_theta)) new_y = prev_y + (d_center * sin(prev_theta)) new_theta = prev_theta + ( ( d_right_wheel - d_left_wheel ) / self. robot_wheel_base_length ) # обновить оценку позы новыми значениями self.estimated_pose.scalar_update(new_x, new_y, new_theta) # сохранить текущий счетчик тиков для следующей итерации self.prev_ticks_left = тики_слева self.prev_ticks_right = тики_право
Теперь, когда наш робот может правильно оценить реальный мир, давайте воспользуемся этой информацией для достижения наших целей.
Методы программирования роботов Python: поведение на пути к цели
Высшая цель существования нашего маленького робота в этом руководстве по программированию — добраться до конечной точки.Так как же нам заставить колеса повернуться, чтобы добраться туда? Давайте начнем с того, что немного упростим наше мировоззрение и предположим, что на пути нет препятствий.
Это становится простой задачей и может быть легко запрограммировано на Python. Если мы будем идти вперед, глядя на цель, мы ее достигнем. Благодаря нашей одометрии мы знаем, каковы наши текущие координаты и направление. Мы также знаем, каковы координаты цели, потому что они были запрограммированы заранее. Поэтому, используя немного линейной алгебры, мы можем определить вектор от нашего местоположения к цели, как в go_to_goal_controller.ру :
# вернуть вектор движения к цели в системе отсчета робота def calculate_gtg_heading_vector (я): # получить инверсию позы робота robot_inv_pos, robot_inv_theta = self.supervisor.estimated_pose().inverse().vector_unpack() # вычисляем целевой вектор в системе отсчета робота цель = self.supervisor.goal() цель = linalg.rotate_and_translate_vector( цель, robot_inv_theta, robot_inv_pos ) обратная цель
Обратите внимание, что мы получаем вектор к цели в системе отсчета робота , а НЕ в мировых координатах.Если цель находится на оси X в системе отсчета робота, это означает, что она находится прямо перед роботом. Таким образом, угол этого вектора от оси X представляет собой разницу между нашим курсом и курсом, по которому мы хотим двигаться. Другими словами, это ошибка между нашим текущим состоянием и тем, каким мы хотим видеть наше текущее состояние. Поэтому мы хотим настроить нашу скорость поворота ω так, чтобы угол между нашим курсом и целью изменился к 0. Мы хотим минимизировать ошибку:
# рассчитать условия ошибки theta_d = atan2( сам.gtg_heading_vector[1], self.gtg_heading_vector[0] ) # рассчитать угловую скорость омега = self.kP * theta_d
self.kP в приведенном выше фрагменте реализации контроллера Python — усиление управления. Это коэффициент, который определяет, насколько быстро мы превращаемся в пропорцию к тому, насколько далеко мы от цели, с которой мы столкнулись. Если ошибка в нашем заголовке 0 , то скорость поворота тоже 0 . В настоящей функции Python внутри файла go_to_goal_controller.py , вы увидите более похожие усиления, так как мы использовали ПИД-регулятор вместо простого пропорционального коэффициента.
Теперь, когда у нас есть угловая скорость ω , как нам определить скорость движения вперед v ? Хорошее общее эмпирическое правило, которое вы, вероятно, знаете инстинктивно: если мы не делаем поворот, мы можем двигаться вперед на полной скорости, а затем, чем быстрее мы поворачиваем, тем больше мы должны замедляться. Обычно это помогает нам поддерживать стабильность нашей системы и действовать в рамках нашей модели.Таким образом, v является функцией ω . В go_to_goal_controller.py уравнение:
# рассчитать поступательную скорость # скорость равна v_max, когда омега равна 0, # быстро падает до нуля, поскольку |omega| поднимается v = self.supervisor.v_max() / (abs(омега) + 1)**0,5
Предложение уточнить эту формулу состоит в том, чтобы учесть, что мы обычно замедляемся, когда приближаемся к цели, чтобы достичь ее с нулевой скоростью. Как изменится эта формула? Он должен как-то включать замену v_max() чем-то пропорциональным расстоянию. Итак, мы почти завершили один контур управления. Осталось только преобразовать эти два параметра модели одноколесного велосипеда в дифференциальные скорости колес и послать сигналы на колеса. Вот пример траектории робота под джойстиком, без препятствий:
Как мы видим, вектор к цели является эффективной точкой отсчета, на которой мы основываем наши расчеты управления. Это внутреннее представление о том, «куда мы хотим прийти». Как мы увидим, единственное существенное различие между движением к цели и другими видами поведения состоит в том, что иногда идти к цели — плохая идея, поэтому мы должны вычислить другой опорный вектор.
Методы программирования роботов Python: поведение при избегании препятствий
Идти к цели, когда в этом направлении есть препятствие, — показательный пример. Вместо того, чтобы бросаться сломя голову на препятствия на нашем пути, давайте попробуем запрограммировать закон управления, который заставит робота избегать их.
Чтобы упростить сценарий, давайте теперь полностью забудем о точке цели и просто сделаем нашей целью следующее: Когда перед нами не будет препятствий, двигайтесь вперед. При встрече с препятствием отворачиваемся от него до тех пор, пока оно не перестанет быть перед нами.
Соответственно, когда перед нами нет препятствия, мы хотим, чтобы наш опорный вектор просто указывал вперед. Тогда ω будет нулем, а v будет максимальной скоростью. Однако, как только мы обнаруживаем препятствие с помощью наших датчиков приближения, мы хотим, чтобы опорный вектор указывал в любом направлении от препятствия. Это заставит ω выстрелить вверх, чтобы отвернуть нас от препятствия, и заставит v упасть, чтобы мы случайно не столкнулись с препятствием в процессе.
Аккуратный способ сгенерировать желаемый опорный вектор состоит в том, чтобы превратить наши девять показаний близости в векторы и взять взвешенную сумму. Когда препятствия не обнаружены, векторы суммируются симметрично, в результате чего опорный вектор указывает прямо вперед, как это необходимо. Но если датчик, скажем, с правой стороны улавливает препятствие, он внесет в сумму меньший вектор, и результатом будет опорный вектор, сдвинутый влево.
Для обычного робота с другим расположением датчиков может быть применена та же идея, но может потребоваться изменение веса и/или дополнительная осторожность, когда датчики симметричны спереди и сзади робота, поскольку взвешенная сумма может стать нуль.
Вот код, который делает это в Avoid_obstacles_controller.py :
# усиления датчика (веса) self.sensor_gains = [ 1.0+( (0.4*abs(p.theta)) / pi ) для p в supervisor.proximity_sensor_placements() ] # ... # вернуть вектор обхода препятствий в системе отсчета робота # также возвращает векторы обнаруженных препятствий в системе отсчета робота def calculate_ao_heading_vector (я): # инициализируем вектор препятствия_векторы = [ [ 0.0, 0.0 ] ] * len( self.proximity_sensor_placements ) ao_heading_vector = [0.0, 0.0] # получить расстояния, указанные показаниями датчиков робота sensor_distances = self.supervisor.proximity_sensor_distances() # рассчитать положение обнаруженных препятствий и найти вектор уклонения robot_pos, robot_theta = self. supervisor.estimated_pose().vector_unpack() для i в диапазоне (len (sensor_distances)): # рассчитать положение препятствия Sensor_pos, sensor_theta = self.close_sensor_placements[i].vector_unpack() вектор = [датчик_расстояний[i], 0.0] вектор = linalg.rotate_and_translate_vector( вектор, sensor_theta, sensor_pos ) препятствия_векторы[i] = вектор # сохранить векторы препятствий в системе отсчета робота # накапливаем вектор курса в системе отсчета робота ao_heading_vector = linalg.add( ao_heading_vector, linalg.scale(вектор, self.sensor_gains[i])) вернуть ao_heading_vector, препятствия_векторы
Используя полученный ao_heading_vector в качестве эталона для робота, чтобы попытаться сопоставить, вот результаты запуска программного обеспечения робота в моделировании с использованием только контроллера обхода препятствий, полностью игнорируя целевую точку. Робот бесцельно прыгает, но никогда не сталкивается с препятствием и даже может перемещаться в очень узких местах:
Методы программирования роботов Python: гибридные автоматы (машина состояний поведения)
До сих пор мы описывали два поведения — движение к цели и избегание препятствий — по отдельности. Оба прекрасно выполняют свою функцию, но для успешного достижения цели в среде, полной препятствий, нам нужно их объединить.
Решение, которое мы разработаем, лежит в классе машин, которые имеют в высшей степени круто звучащее обозначение гибридных автоматов .Гибридный автомат запрограммирован с несколькими различными режимами поведения или режимами, а также с контролирующим конечным автоматом. Конечный автомат надзора переключается из одного режима в другой в дискретное время (когда цели достигнуты или окружающая среда внезапно слишком сильно изменилась), в то время как каждое поведение использует датчики и колеса для непрерывного реагирования на изменения окружающей среды. Решение было названо гибридным , потому что оно развивается дискретно и непрерывно.
Наша платформа роботов Python реализует конечный автомат в файле supervisor_state_machine.ру .
Оснащенные двумя нашими удобными поведениями, простая логика напрашивается сама собой: Когда препятствия не обнаружены, используйте поведение «идти к цели». При обнаружении препятствия переключайтесь на режим обхода препятствий до тех пор, пока препятствие не перестанет обнаруживаться.
Однако, как оказалось, эта логика создаст много проблем. Когда эта система сталкивается с препятствием, она будет склонна отворачиваться от него, а затем, как только оно отойдет от него, разворачиваться и снова натыкаться на него.В результате получается бесконечный цикл быстрых переключений, который делает робота бесполезным. В худшем случае робот может переключаться между действиями с помощью на каждой итерации цикла управления — состояние, известное как условие Зенона .
У этой проблемы есть несколько решений, и читатели, которым нужны более глубокие знания, должны проверить, например, программную архитектуру DAMN.
Для нашего простого смоделированного робота нам нужно более простое решение: еще одно поведение, специализирующееся на задаче обойти препятствие и добраться до другой стороны.
Методы программирования роботов Python: поведение «следуй за стеной»
Вот идея: когда мы сталкиваемся с препятствием, возьмите показания двух ближайших к препятствию датчиков и используйте их для оценки поверхности препятствия. Затем просто установите наш опорный вектор так, чтобы он был параллелен этой поверхности. Продолжайте следовать за этой стеной до тех пор, пока А) между нами и целью не исчезнет препятствие, и Б) мы не приблизимся к цели, чем были в начале пути. Тогда мы можем быть уверены, что правильно преодолели препятствие.
С нашей ограниченной информацией мы не можем точно сказать, будет ли быстрее объезжать препятствие слева или справа. Чтобы принять решение, мы выбираем направление, которое сразу приблизит нас к цели. Чтобы выяснить, какой это путь, нам нужно знать опорные векторы поведения «идти к цели» и «избегания препятствий», а также оба возможных опорных вектора следования за стеной. Вот иллюстрация того, как принимается окончательное решение (в этом случае робот пойдет налево):
Определение опорных векторов следования за стеной оказывается немного более сложным, чем опорные векторы уклонения от препятствия или движения к цели.Взгляните на код Python в follow_wall_controller.py , чтобы увидеть, как это делается.
Окончательный контрольный образец
Окончательный дизайн управления использует поведение следования за стеной практически для всех столкновений с препятствиями. Однако, если робот окажется в узком месте, в опасной близости от столкновения, он переключится в режим чистого избегания препятствий до тех пор, пока не окажется на более безопасном расстоянии, а затем вернется в режим следования за стеной. После успешного преодоления препятствий робот переключается на движение к цели.Вот окончательная диаграмма состояний, которая запрограммирована внутри supervisor_state_machine.py :
.
Вот робот, успешно перемещающийся в многолюдной среде, используя эту схему управления:
Дополнительная функция конечного автомата, которую вы можете попробовать реализовать, — это способ избегать круговых препятствий, переключаясь на движение к цели как можно быстрее, вместо того, чтобы следовать границе препятствия до конца (чего не существует для круговых объектов). !)
Твик, Твик, Твик: Пробы и Ошибки
Схема управления, которая поставляется с Sobot Riulator, очень точно настроена.Потребовалось много часов настройки одной небольшой переменной здесь и другого уравнения там, чтобы заставить ее работать так, как я был доволен. Программирование робототехники часто включает в себя множество старых простых проб и ошибок. Роботы очень сложны, и есть несколько простых способов заставить их вести себя оптимально в среде симулятора роботов… по крайней мере, не намного меньше прямого машинного обучения, но это совсем другая проблема.
Робототехника часто включает в себя множество старых простых проб и ошибок.
Я призываю вас поиграть с управляющими переменными в симуляторе Собота, наблюдать и пытаться интерпретировать результаты. Все следующие изменения сильно влияют на поведение моделируемого робота:
Погрешность усиления кП в каждом контроллере
Усиление датчика, используемое контроллером предотвращения препятствий
Расчет v как функции ω в каждом контроллере
Расстояние до препятствия, используемое контроллером слежения за стеной
Условия переключения, используемые параметром supervisor_state_machine.ру
Почти все остальное
При сбое программируемых роботов
Мы проделали большую работу, чтобы добраться до этого момента, и этот робот кажется довольно умным. Тем не менее, если вы запустите Sobot Rimulator через несколько рандомизированных карт, не пройдет много времени, прежде чем вы найдете ту, с которой этот робот не может справиться. Иногда он заезжает прямо в крутые повороты и сталкивается. Иногда он просто бесконечно колеблется взад и вперед на неправильной стороне препятствия. Иногда оно законно заключено в тюрьму без возможного пути к цели.После всех наших тестов и настроек иногда мы должны прийти к выводу, что модель, с которой мы работаем, просто не подходит для работы, и нам нужно изменить дизайн или добавить функциональность.
Во вселенной мобильных роботов «мозг» нашего маленького робота находится на более простом конце спектра. Многие случаи сбоев, с которыми он сталкивается, можно преодолеть, добавив в смесь более продвинутое программное обеспечение. Более продвинутые роботы используют такие методы, как отображение , чтобы помнить, где они были, и избегать повторения одних и тех же действий снова и снова; эвристика , чтобы генерировать приемлемые решения, когда невозможно найти идеальное решение; и машинное обучение , чтобы более точно настроить различные параметры управления, управляющие поведением робота.
Образец будущего
Роботы уже так много делают для нас, и в будущем они будут делать еще больше. Хотя даже базовое программирование робототехники — сложная область изучения, требующая большого терпения, она также увлекательна и чрезвычайно полезна.
В этом руководстве мы узнали, как разработать программное обеспечение для реактивного управления роботом с использованием языка программирования высокого уровня Python. Но есть много более продвинутых концепций, которые можно быстро изучить и протестировать с помощью каркаса роботов Python, аналогичного прототипу, который мы создали здесь.Я надеюсь, что вы рассмотрите возможность участия в формировании будущих вещей!
Благодарность: Я хотел бы поблагодарить доктора Магнуса Эгерштедта и Жана-Пьера де ла Круа из Технологического института Джорджии за то, что они научили меня всему этому, и за их энтузиазм в отношении моей работы над симулятором Собота.
.