Я покажу свой опыт как сделать автономный гусеничный робот, не раздувая щеки и бюджет. Задача оказалась достаточно интересной, а в процессе реализации я собрал все грабли, которые cмог.
Мне помог с корпусом и шасси Алексей Беляков, с которым вместе мы сотрудничаем давно и писали статью о промышленном дизайне.
Яндекс проводит испытания робота для доставки компактных грузов. Высота аппарата — около полуметра, он может ездить по городским тротуарам со скоростью пешехода. Силуэты робота напоминают луноход, поэтому он получил название Яндекс.Ровер. Читать полностью »
День добрый!
| Хочу опубликовать отчёт об автономном роботе команды НАМТ, участвовавшей в соревнованиях «Робокросс 2013» и европейском «Eurathlon 2013». На этот раз роботизировался не автомобиль, а электрический квадроцикл, так как система делалась с прицелом на Eurathlon, путёвку на который обеспечило первое место на «Робокросс 2012». Газель на горных дорогах была бы слишком габаритным и трудноуправляемым объектом. Одна МКПП добавляет много трудностей. |
 |
Довольно подробно задание «Робокросса» описано в статье команды «АВРОРА», заслуженно занявшей первое место в конкурсе «Мул».
На «Робокроссе» задание «Мул» было взято с прошлогоднего Eurathlon. Робот должен в автономном режиме следовать за какой-либо меткой (не радиомаяком), затем вернуться в точку старта, объезжая динамические и статические препятствия на трассе.
На Eurathlon было задание «Автономная навигация» — заранее неизвестная дорога в горном лесу, даны координаты нескольких ключевых точек, которые необходимо проехать. Склоны и овраги в комплекте.
Хочу поделиться своей мечтой. Напишу сразу всю суть идеи, а потом углублюсь в детали.
Я бы хотел, чтобы существовала система для создания и эксплуатации автономных любительских исследователей Земли.
Вдохновлена эта мечта марсоходами, «Солнечным импульсом», «Исследователем океана», Платформой Ветер и статьями про марсоход в коробке.
Сейчас уже возможно создать автономный модуль с источником на солнечных батареях, который сможет достаточно долго плавать в океане, парить в воздухе, ездить в пустыне, исследовать Антарктиду и другие малообитаемые стихии, оставаясь при этом на связи с группой своих пользователей (назовем их «навигаторами»).
Навигаторам доступна система управления проектом, включая контроль бюджета, стратегических и тактических целей, технический, экологический и социальный мониторинг.
Я мечтаю о такой машине с детства. С запасом энергии, с источником электричества, с панелью управления агрегатами, с запасом живучести и автономности. И с возможностью посоветоваться с друзьями, распределить работы, а потом поделиться собранными материалами.
Понятно, что электронная и системная начинка могут быть универсальными, а шасси должны адаптироваться под выбранные среды. Робот передвигается, фотографирует и измеряет окружающий мир, передает на сервер собранные данные. Навигаторы обрабатывают данные, планируют миссии, занимаются управлением, пишут в блог исследователя, делят прибыль от рекламы ;-)
Вот мне попался фрагмент дневника одного из Навигаторов:
Утром, за чашечкой кофе, вместо газеты я включил платшетник и убедился, что за световой день аккумулятор моего пустынного посланника на другой половине планеты подзарядился до 83%, а значит можно включить назад вырубившуюся камеру ночной съемки, охлаждаемую элементами Пельтье, и запустить автофото от датчика движений. Есть надежда поймать неизвестных ночных жителей: студенты-энтомологи очень просили. Они до сих завидуют соседям с зоологического с фотками подкустовного выползня, который приходил обнюхивать пустынника.
А вот мой северный «Солик», как его окрестили фанаты, похоже, переживает тяжелые времена. Штормит, пасмурно, солнце низко, он давно без движения болтается на поверхности, за день тусклого света хватает лишь на сеанс связи и минимальный обогрев аккумуляторов. Хорошо, он хоть в термоизоляционном исполнении, но ведь выходит на связь все реже и реже, и я уже жалею, что согласился послать его в заполярье. Программа кратчайшего и срочного возврата в более теплые широты уже отправлена, но он же который день не включает двигатели и экономит каждый милливатт. Я очень надеюсь, что солнце просветит раньше, чем промерзнут дешевые аккумуляторы. Эх, иметь бы РИТЭГ ватт на 10!
В очередной раз смотрю на небольшой список оставшихся потребителей тока. Наконец, решаюсь, что можно отключить GPS, весь модуль навигации с маячком. Всё равно, пока не зарядится, эта информация бесполезна..."
Ладно, дальше он опять пишет про какую-то вредную девчонку, давайте лучше углубимся и обсудим различные аспекты реализации подобных проектов.
Наземный робот |
Летающий робот |
Плавающий робот |
| Колесный или гусеничный. Предназначен для езды в пустыне. | Легкий самолет с большой поверхностью крыла и аккумуляторами. | Плавает в нейтральных водах открытого океана. Монолитный герметичный монокок с солнечными панелями под защитным пластиком. |
| Наиболее дешевый и простой вариант, не боится остановок, но уязвим для вандализма. | Наиболее дорогой и сложный вариант. Очень уязвим к ошибкам пилотирования и неблагоприятным условиям, скорее всего будет запрещен. | Способен погружаться и осуществлять подводную съемку. В аварийном режиме всплывает и заряжается до восстановления работоспособности. |
Месяц назад я писал об определении моим роботом-грузчиком собственного положения. (Жаль, ту статью я запостил в неудачное время в ночь на субботу, так что её мало кто увидел.) Как я отметил, показания колёсных датчиков позволяют роботу определять своё положение достаточно точно — медленно накапливающаяся ошибка корректируется, как только робот сканирует баркод на любой из полок склада. С другой стороны, накапливающуюся ошибку направления корректировать было нечем.
Я обсудил свои затруднения с девушкой-гуманитарием, и спросил, какие ей известны способы ориентации в пространстве. По её словам, в Лондонском музее науки она застала экспозицию, посвящённую ориентации муравьёв по виду вертикально вверх над головой. Посетителям предлагалось взять зеркало и идти по комнате, разглядывая в это зеркало узоры на потолке и ориентируясь лишь по ним. (Карта потолка прилагалась.)
Я решил проверить: что видит на потолке склада мой робот?
Читать полностью »
У моего давнего британского партнёра (именно для него два года назад писалось «Распознавание почтовых адресов») появилась новая идея по оптимизации бизнес-процессов: коробки по складу должны возить роботы, а грузчики — только перекладывать товары с робота на полку и обратно. Смысл, естественно, не в том, чтобы за каждым роботом по пятам шёл грузчик, и принимался за погрузку-разгрузку, как только робот остановится — а чтобы роботов было намного больше, чем грузчиков, и чтобы роботы большую часть времени стояли в конечной точке своего маршрута, ожидая погрузки. Тогда грузчик будет лишь переходить от одного робота к следующему, нагружая каждый, и не будет тратить рабочее время на переноску товаров.
В прошлом году мы экспериментировали с платформой самоходного пылесоса Roomba. Новенький пылесос обошёлся нам около £300 (подержанный можно найти за £100 и даже дешевле), и в его состав входят два электропривода на колёса, два датчика касания спереди, инфракрасный датчик снизу (для обнаружения ступенек) и сверху (для поиска зарадной станции). Точный перечень датчиков зависит от модели: в протоколе предусмотрено до четырёх инфракрасных датчиков снизу, каждый из которых возвращает один бит («пол виден/не виден»). В любом случае, никаких дальномеров: все имеющиеся датчики однобитные. Кроме того, никаких «программируемых ардуин» в Roomba нет, и чтобы им управлять, нужно установить сверху лаптоп (или ардуину), общающуюся с роботом по RS-232. Поигравшись с пылесосом вдоволь, мы так и оставили его пылиться на одной из полок склада.
В этом году мы решили попробовать Microsoft Robotics Development Studio (MRDS), для продвижения которого Microsoft сформулировала спецификацию «MRDS Reference Platform» — набор оборудования и протокол управления «стандартным» роботом. Эта спецификация позволила бы роботолюбам создавать совместимых роботов и переносить между ними программы. По сравнению с аппаратным оснащением пылесоса, Reference Platform намного сложнее и мощнее: в спецификацию включён Kinect, три ИК-дальномера и два ультразвуковых, а также датчики вращения колёс (encoders). Реализацию MRDS RP пока что предлагает только фирма Parallax под названием Eddie (порядка £1000, не включая Kinect). Необычайное сходство Eddie с фотографиями робота-прототипа в спецификации MRDS RP наводит на мысли, что спецификация создавалась в тесном сотрудничестве с Parallax, иначе говоря — Parallax удалось добиться, что Microsoft приняли их платформу за эталонную.
Кроме разнообразия датчиков, Eddie обладает механически впечатляющей платформой (заявленная грузоподъёмность 20кг, а мощности моторов достаточно, чтобы толкать впереди себя складской погрузчик) и программируемым контроллером Parallax Propeller, т.е. критические куски кода можно зашить непосредственно в робота, а не только командовать им с компа.
Читать полностью »
