這次他做了（le）一個萌萌的桌麵小（xiǎo）機器人
發（fā）布時間：2022-03-22 00:42:47瀏覽次（cì）數：51
那個華為的天才少年，靠一己（jǐ）之（zhī）力製（zhì）作（zuò）機械臂、自動駕駛自行車的稚（zhì）暉君，時（shí）隔三（sān）個月又在b站發視頻了（le），這次，用他的文案講，是一個又萌又硬的桌麵（miàn）小機器（qì）人。
稚暉君表示，UP的（de）主線（xiàn）項目都是自我（wǒ）挑戰和學習的內容，工作量很大，為了緩解拖更的尷尬（gà），設計一些支線項目，而這個桌麵小機器（qì）人就是他（tā）的一個支線項目，他表示，這個項目總體難度不大，可複現性強。
稚（zhì）暉（huī）君戲（xì）稱這個支線項目是「撿（jiǎn）到一個鼠標墊，想配一台（tái）電腦的故事」。
稚（zhì）暉君熱衷於收集各（gè）式各樣的屏幕。這（zhè）次，他看上了一（yī）塊圓形的LCD屏幕。
簡單的手表、掛件（jiàn）已經滿足不了他了（le）。這次他打算做一個「又萌又硬（yìng）」的機器人。
這個靈感一（yī）部分來自於（yú）早些年很火的Anki Vector、豐田推出的對話機器人Kirobo Mini、索尼曾經推出的音（yīn）樂蛋Rolly，還有外形酷似（sì）阿童木的迷你機器人Robi等。
但（dàn）是稚暉君說這些機器人功（gōng）能太（tài）單一，擴展性和開放性不強。並且受限（xiàn）於體積等因素，本身計算能力並不強。想要實現稍微智能點（diǎn）的交互，還（hái）得依賴手機的芯片（piàn）。稚暉君覺得（dé）「不夠優雅，也不夠實用」。
這台（tái）機器人（rén）「無需充電、隨時待機、有強大計算能力」。
怎麽（me）實現呢（ne）？就（jiù）是把這台機（jī）器人設計（jì）成一台電腦的配件。那麽就可以獲（huò）得電腦上的應用程（chéng）序、擁有其強大的算力、還能時刻連著USB充電。也就是把它變成一台「電（diàn）腦的配件」。
話不多說，來看看稚暉君的（de）這台機（jī）器人的（de）最終（zhōng）造型和設計方案吧。
作為一台機器人，他得能動吧，那就（jiù）需要配備執行單元。
還希望在小巧（qiǎo）的機（jī）身內運動的自（zì）由度盡可能的多，那（nà）就需要對傳統（tǒng）舵機進行改造。
之後就是取電和通信了，需要開發USB高（gāo）速協議的接口並訂製驅動程（chéng）序。
結構方麵，為了配合圓形屏幕，稚暉君設計為（wéi）圓潤可愛的科技風，還自信的說「你永（yǒng）遠（yuǎn）可以（yǐ）相信稚暉君的審美」，不管你信不信，反正我是信了，這個小機器人，也是相當可愛了。
稚暉君表示，這是他第（dì）一（yī）次嚐試（shì）用T-Spline曲麵建模。機器人雙（shuāng）臂可動，分別有兩（liǎng）個自（zì）由度；身體（tǐ）和頭部各有一個自由度。
他希望機器人的手臂可以（yǐ）同時前後和左右旋轉，而手臂（bì）的位置不足以塞（sāi）下一個舵機，因此隻能把舵機都裝到（dào）肚子裏去。
同時，稚暉君還希望手臂的兩個角度可以進行反驅，所以彈簧扭簧這種（zhǒng）東西就隻能pass了（le）。
為了讓6個舵機塞到小小的機身裏，稚暉君想了很多有創意的（de）傳（chuán）動（dòng）方案。
他（tā）設計了一種獨特的結構，解決了在狹小的機身中把動力從舵機傳遞到手臂，還要能實現動力雙向傳遞的問題（tí）。
機器（qì）人的底座則使用（yòng）鋁CNC進行加工。
稚暉君使用（yòng）了Cortex-M4內核MCU，STM32F4。用於驅（qū）動屏幕和控製舵機以及USB通信（xìn）。
由於芯片本身的USB功（gōng）能隻支持全速或是（shì）低速（sù）的USB，稚暉君在（zài）電路上添加了高速（sù）的USB-PHY芯片，成功將理論通信（xìn）速率提高到了400Mbps。而最後實際的最高通信速率也有300Mbps。
主控板的設（shè）計相對就（jiù）比較簡單了，兩層PCB就搞定了。這（zhè）樣體積就做到（dào）了最小，和屏幕的麵積保持一致。
機器（qì）人（rén）的身體內部也有一個傳感器的板子（zǐ），包括一個攝像（xiàng）頭，還有一個紅外手勢傳感器和一塊（kuài）驅動板。
因為市麵上的舵機隻能接收pwm信號，進行角度控製。在這種情況下隻能發送指令，讓舵（duò）機運動，卻不能接收（shōu）指令。同時，想要讓舵機進行反驅，就必須能（néng）讓舵（duò）機隨時進行輸出力矩的切換。
傳統舵機是做不到這一點的，稚暉君對傳統3g舵機魔改了一通，設計了一個迷你的舵機驅動（dòng）器。
這（zhè）個小驅動器支持總線通信、PID閉環（huán）控製、位置回傳，還（hái）能設置最（zuì）大的輸出力矩、斷電儲存參數等。
這樣一來， 6個（gè）普通舵機（jī）變身6個智能舵機。
硬件和電路設計完成後（hòu），接下來就剩組裝了。
看完組（zǔ）裝過程（chéng），不得不感歎稚暉（huī）君的這雙巧手，一般人真搞不定。
稚暉君（jun1）給這台（tái）小（xiǎo）機器（qì）人起名叫（jiào）Electron（電子）。
換（huàn）句話說，機器人叫「電子（zǐ）」，那通過USB連接的計算機就（jiù）是（shì）「電子」的「腦子」，簡稱「電腦」！？
因為（wéi）「電子」，感覺電腦有被冒犯到，哈哈！
製作（zuò）過程（chéng）如此複雜，這個機器人（rén）和之前提到的（de）那些（xiē）機器人有什麽差別呢？
稚暉君設計他的初心就是作為一個工具機器人兼電腦配件。
這台「電子（zǐ）」到底有哪些實用的（de）功能。
他給電子開發了（le）一套（tào）完整的、多層次的開放（fàng）SDK。
最上層是Electron Studio，屬於純圖形化的交互。
如果想用自己寫（xiě）的程序控製電子的話，稚暉君還提供了Electron Player庫（kù）。隻用簡單的代碼，便可鏈接和控製機器人（rén），還可（kě）以設置播放內容。
如果還想以更硬核的方式進行二次開發，稚暉君還提供了更底層的Electron Low Level庫（kù）。
比如，稚暉君通過調節機器人右手實現控製電腦音量和亮（liàng）度。
利用機器（qì）人（rén）機身搭載的攝像頭和紅外手持傳感（gǎn）器，開發了通過（guò）AI算法識別手勢（shì）的程序。
當擺出不同手勢類型，就可以打開預先設定好（hǎo）的程序，或者切換桌麵。
稚暉君還基於OpenPose開發（fā）了一個程（chéng）序，用於單目的人體關鍵點檢測。
也就是說，如果有2台「電子」的話，就可以視頻了，與普通（tōng）攝（shè）像頭不同時的是，他不（bú）僅（jǐn）可以采集圖像，還可以摳臉顯示在圓形LCD中，甚至同步動作。
本次項目電子（zǐ）的本體硬件固件、上位機源碼、SDK庫、SDK庫的源碼（mǎ）都是開源的，同時給出了開源地址：https://github.com/peng-zhihui/ElectronBot
2020年，彭誌輝，也就是稚暉君，發明的一台可以處理圖像、也可以當語音助手（shǒu）和服務器，外觀卻隻有硬幣大小的迷你小（xiǎo）電腦的視頻。之後，他陸續（xù）發布了可以打（dǎ）遊（yóu）戲的充電寶、用螃蟹做的火星車（chē），帶電子墨水屏幕的智能門禁卡（kǎ）等（děng）。在不僅之前，彭誌輝發明的“無（wú）人（rén）駕駛自行車”，踢開腳撐，不用人扶，可以金雞獨立，穩如泰山，還可主動規劃行程。還有可以給葡萄縫合的機械臂（bì）……
不得不說，這次的支線（xiàn）項目從結構設計、電路設計到建模、編程、組裝的製作過程，稚暉君又一次展（zhǎn）示了一個天才少年（nián）的實力。
但就像稚（zhì）暉君說的，「知識的積累並不是一蹴而就的，要始（shǐ）終保持菜鳥的心態，持續學習成長；學以致知（zhī），才能學以致用」。
在高科技（jì）賦能（néng）的時代，期待更多像稚（zhì）暉君一樣的人才能為中國創造貢獻自己的力量。
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