羊 曉查 發自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
53萬一只的波士頓動力機器狗,玩不起怎么辦?
不如利用開源項目,拿樹莓派DIY一個,成本不到4000元。
這么一站,是不是就有波士頓動力狗那種feel了?
先來個熱身運動,展示一下靈活的關節:
通過三軸身體姿態控制,這樣一只樹莓派版波士頓動力狗,可以實現兩種運動模式。
一種是小跑姿態。這種4相步態下,機器狗對角線上的兩腿同時移動,能達到更快的移動速度。
另一種是步行姿態。這種結合身體運動的8相步態,有助于保持機器狗的平衡和穩定性。
這只機器狗由外國小哥Michael Romanko打造。
是不是感到有一絲心動?
那么不妨接著往下看,拿好這份精確到每個細節的開源教程,擁有自己的迷你波士頓動力狗不是夢。(狗頭)
這只樹莓派機器狗基于開源的ThingVerse Spot Micro框架打造。外殼部分由噴嘴0.6的3D打印機制作。
軟件部分在運行Ubuntu 16.04的樹莓派3B計算機上實現。
所以首先,需要準備一個價值人民幣230元左右的樹莓派3B開發板。
控制部分的組件,包括價格不到30元,接口為I2C的伺服驅動PCA9685。
以及12個伺服電機PDI-HV5523MG,單個價格約為70+元。
另外,還需要配備一塊16×2,I2C接口的液晶顯示器。
電池方面,采用的是2s 4000mAh的鋰電池,直接連接電源伺服,價格在160元左右。
穩壓器用到的是HKU5 5V/5A UBEC,為樹莓派、液晶面板、PCA9695控制板供電,價格折合人民幣約為45元。
整個一套下來,算上3D打印機,成本不超過4000元,甚至比斯坦福的廉價開源四足機器人Pupper成本(600-1000美元)更低。
△斯坦福Pupper
Mike組裝教程比較簡略,但是給出自己參考的一個“微型機器狗AI”(SpotMicroAI)社區。
SpotMicroAI的教程可謂是“手把手”,撰寫教程的工程師幾乎提供了組裝機器狗的每一步詳細,甚至連如何SSH連接到樹莓派的方法都有,力求每個人都能看懂。
首先是為樹莓派安裝操作系統,建議安裝PINN,這是一個增強版的NOOBS操作系統安裝器。
安裝好以后,系統自帶SSH和VNC,無需給樹莓派外接鍵鼠,可通過遠程方式對其進行調試。
△ 成功通過VNC連接到樹莓派
在PINN的眾多操作系統選項中選擇安裝Raspbian Lite。此后將斷開VNC連接,全部用SSH連接到樹莓派。
樹莓派系統自帶FTP,為了方便初學者在電腦和樹莓派之間傳輸文件,建議安裝FileZilla軟件。
輸入樹莓派的IP地址、用戶名、密碼、端口22,點擊Quickconnect即可連上樹莓派的文件系統。現在,您可以根據需要從SpotMicroAI拖放文件。
接下來進入最關鍵的步驟,安裝機器狗控制軟件,為了簡化安裝,作者已經寫好了腳本,安裝過程自動完成:
ssh pi@192.168.1.XXcurl https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-/raw/master/utilities/self_install.sh | bash
然后啟動通訊總線I2C。打開終端并運行以下命令:
sudo raspi-config
然后從顯示選項進行以下更改:Interfacing options → Enable I2C
再按照下圖的方式將所有硬件和樹莓派連接起來:
機器狗外殼的3D打印文件也同時附送,作者建議使用0.6mm的噴嘴,層高設置為0.3mm,可以最大限度地加快打印速度。
完成硬件組裝后就是軟件調試部分。
先下載JSON的格式的默認配置文件:https : //gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-//blob/master/spotmicroai.default,將該文件放在用戶主目錄下。
打開校準工具,對12個伺服點擊進行校準,找到機器狗“休息”時電機的初始位置。
cd ~/spotmicroai/calibration./calibration.sh
經過校準后的機器狗,就可以做出各種動作了。
等等,給機器狗尾部安裝的顯示屏有什么用呢?其實它可幫我們快速看到機器狗當前的狀態。
比如,在上面的面板里,我們能看到樹莓派CPU當前的溫度、與外部控制器的連接狀態、伺服控制板狀態,等等。
至此迷你機器狗就大功告成了。如果你不僅想組裝它,還想學習更高階的開發教程,那么可以去看一下Extra里的內容。
現在Mike的迷你機器狗只能做一些簡單的動作,Mike下一步的計劃是讓它和波士頓動力的機器狗一樣智能。Mike未來的目標是:
1、加入激光雷達,通過SLAM實現房間的簡單2D映射。就像原版的波士頓動力機器狗一樣。
現在已經有人實現了Mike的第一個目標:
2、開發自動運動模塊,指導機器人圍繞感測到的2D環境執行簡單任務。例如在房間中導航,并避免撞到障礙物。
3、結合攝像頭或網絡攝像頭創建軟件模塊,進行基本的圖像分類。例如,感知到拳頭的閉合和張開,讓機器人對某個動作做出特定反應,實現手勢控制。
自己動手DIY“波士頓動力狗”,這樣的實踐連樹莓派官方都點了贊。
網友們則紛紛表示:鵝妹子嚶,這真的很酷。
也有人迫不及待,打算自己動手做起來了。
那么,整起來?
參考鏈接:
https://www.raspberrypi.org/blog/mini-raspberry-pi-boston-dynamics-inspired-robot/
https://github.com/mike4192/spotMicro#Overview
https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai
— 完 —
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源:EETOP編譯自tomshardware
由樹莓派基金會剛剛發布的RaspberryPi Pico(樹莓派Pico)是一個小巧而強大的板子,它可以為用戶提供了創建大大小小的項目的機會。其中一個項目是機器人,為此我們需要用到馬達。那么我們如何用RaspberryPi Pico來控制直流電機呢?我們可以把它們直接連接到GPIO嗎?
答案是否定的。RaspberryPi Pico的GPIO引腳無法提供直流電機所需的電流,如果嘗試連接,很可能會損壞Pico。為此我們需要一個電機驅動器,充當Pico和電動機之間的橋梁。我們打開/關閉兩個PicoGPIO引腳,讓它們控制電機驅動器,電機驅動器輸出較大的電流來控制電機運動。
對于這個小項目,將需要以下準備
運行MicroPython的Raspberry Pi Pico
安裝在您的電腦上的Thonny
4 x公對公跳線
半尺寸或全尺寸面包板
電機驅動板。在我們的案例中,我們使用了DRV8833芯片,但L298或L9110S芯片應該也可以。
5V / 6V直流電機。我們使用了一個微型齒輪金屬電機,電機需要2根公對公的跳線來連接到面包板上。
使用RaspberryPi Pico的直流電動機的硬件設置
我們在該項目中使用的芯片是DRV8833,選定的特定版本是為面包板制作的,但是還有許多其他版本,包括設計用于嵌入機器人的版本。市場上還有其他電機控制器,例如L298D和L9110S,所有這些電機控制器都有相同的輸入/輸出約定。
Raspberry Pi Pico直流電動機的軟件設置
建立電路后,連接您的Raspberry Pi Pico并打開Thonny應用程序。用于設定擁有控制DRV8833電機控制器的輸出的I/O管腳。
import utime
from machine import Pin
2.創建兩個對象,motor1a和motor1b。這些將存儲用作輸出的GPIO引腳號,以控制DRV8833電機控制器。
motor1a=Pin(14, Pin.OUT)
motor1b=Pin(15, Pin.OUT)
3.創建一個使電動機“前進”的函數。為此,我們需要將一個引腳拉高,另一個引腳拉低。這繼而將我們的預期方向傳達給電機控制器,并且相應的輸出引腳將緊隨其后,迫使電機沿設定方向移動。
def forward():
motor1a.high()
motor1b.low()
4.創建一個向后移動的函數。這會看到GPIO引腳狀態反轉,從而導致電動機沿相反方向旋轉。
def backward():
motor1a.low()
motor1b.high()
5.創建一個停止電動機的函數。通過將兩個引腳都拉低,我們告訴電動機控制器停止電動機的所有運動。
def stop():
motor1a.low()
motor1b.low()
6.創建一個最終的“測試”函數,該函數將調用先前的函數并運行一個測試程序,該程序將使電動機“向前”旋轉兩秒鐘,再“向后”旋轉兩秒鐘。然后它將停止電動機。
def test():
forward()
utime.sleep(2)
backward()
utime.sleep(2)
stop()
7.創建一個for循環,該循環將連續5次運行此測試函數
for i in range(5):
test()
將代碼作為motor.py保存到Raspberry Pi Pico,然后單擊綠色箭頭以運行代碼。電機將雙向旋轉五次。
莓派是是為學習計算機編程教育而設計,只有信用卡大小的微型電腦,其系統基于Linux。樹莓派自問世以來,受眾多計算機發燒友和創客的追捧,曾經一“派”難求。別看其外表“嬌小”,內“芯”卻很強大,視頻、音頻等功能通通皆有,可謂是“麻雀雖小,五臟俱全”。
現在,如果我們再讓樹莓派搭載遠程控制軟件,實現樹莓派遠程桌面,那么樹莓派的可玩性和實用性又將再次升級。
通過 Splashtop 的遠程桌面工具,您能輕松遠程訪問并控制樹莓派設備。只要有網絡,您可以隨時隨地通過任何設備完成維護。請確保樹莓派為最新版本,讓所有年齡段的人都能探索計算資源,可以使用臺式機的所有功能,還可支持各種數字創客項目。
1、登錄官網( https://www.splashtop.cn/ ),申請免費試用 Splashtop Business Access。
2、在要遠程控制的樹莓派設備上安裝 Linux 版本的 Streamer。
3、在控制端設備上安裝 Splashtop Business 應用,點擊連接,即可遠程連接并控制樹莓派設備。
Splashtop Business 應用支持目前市場主流的各種平臺,可安裝在 Windows、Mac、iPhone、iPad、Android 和 Chromebook 設備上。這意味著你可以在任何地方,使用各種設備遠程操作樹莓派,這種極大的自由度擴充了想象空間。進入遠程桌面連接后,即可控制樹莓派系統并執行任何任務,就像在此臺遠程計算機前一樣。
Splashtop Linux 遠程桌面當前支持樹莓派2或更高版本以及其他 Linux 平臺,例如 Fedora 29-31、Ubuntu Desktop 16.04、18.04 和 20.04、CentOS 7 和 8以及 Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 7.3-8.1。如果你有這類系統的設備需要遠程,也可以選擇 Splashtop,使用方法大同小異,如法炮制即可。
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