Как создать робота с искусственным интеллектом в домашних условиях своими руками

Компоненты корпуса

Интересный факт: ученые уверены, что в будущем большую часть ручного труда будут выполнять роботы. Чтобы не остаться без работы, людям необходимо уже сейчас изучать программирование, ведь роботами должен кто-то управлять. Так что знать, что такое машинное обучение и как оно работает, важно всем. И робот ALTO, возможно, сможет быстро ознакомить людей с этой темой.

Многие люди ассоциируют будущее именно с роботами. Считается, что когда-нибудь они смогут ходить по улицам наравне с людьми и это будет вполне привычным явлением. На данный момент на улицах можно встретить разве что роботов-курьеров, и то редко. Одного из самых интересных роботов для доставки посылок недавно представила компания Hyundai. Он стал очень обсуждаемым — в чем заключается его главная особенность, можно почитать в этом материале.

Используемый нами модуль L298N имеет два выхода для подключения моторов, что позволяет управлять двумя моторами напрямую. Однако к нему мы можем подключить и четыре мотора так, что каждый из двух каналов драйвера будет управлять двумя моторами одновременно.

Когда освоите основы – обратитесь к нам за консультацией, возможно, мы подберем один из наборов расширения для создания настоящего робота на базе микросхемы L298 с колесным шасси и другими средствами. Есть разнообразные платформы для сборки балансирующих роботов, поисковых роботов и платформы для сборки робота с управляемой робо-рукой.

Набор для обучения программированию логики работы различных датчиков на Arduino 37 в 1 – хороший выбор для домашнего обучения учащихся средних и старших классов, желающих больше Стартовый набор, желают создавать действительно полезные устройства и развиваться в робототехнике и конструировании. Создавай интересные и разнообразные проекты, также используй датчики из этого набора с другими наборами производителя keyestudio для более широкого выбора в процессе конструирования.

Компания Google осуществила детскую мечту многих людей и создала конструктор, из которого можно самостоятельно собрать робота. Причем речь идет не о безделушке с мотором и парой лампочек, потому что при должном старании конструктор будет обладать чем-то вроде искусственного интеллекта. Корпус робота можно сделать из бумаги, причем схема доступна бесплатно и ее нужно просто распечатать, вырезать и собрать. На начальном этапе программировать тоже не нужно, потому что исходный код тоже можно скачать. Правда для робота нужно будет купить «мозг» и специальное устройство, чтобы он мог обучаться новым командам. Выглядит так, что сборка робота займет много времени, но компания позиционирует свой конструктор как нечто простое и быстрое в освоении. Давайте изучим новую идею Google и выясним, насколько это правда?

DC-моторы с редукторами (4 штуки)

Представители Google считают, что робота можно научить выполнению самых разных задач. Самая простая из них — распознавание предметов. Если перед камерой робота поставить яблоко, он может поднять левую руку. А если поставить банан — правую. Это только самые банальные примеры, а на деле, полученные в ходе сборки робота знания, должны помочь в создании более навороченных устройств. Глядишь, кто-нибудь сможет даже разработать собственный робот-пылесос или создать охранную систему с распознаванием лиц.

Поэтому мы решили подготовить собственное руководство для тех, кто жаждет собрать робота, но не знает, как подступиться к этому делу. Вы узнаете, как собирать (и обязательно соберёте!) собственного робота — машинку на дистанционном управлении. Выглядеть наш агрегат будет примерно так:

Шаг 5. Подключаем питание. Напомним, что в нашем случае это две аккумуляторные батарейки по 3,7 вольта. Положительный вывод источника подключим к драйверу (вход +12V на драйвере). Драйвер может работать с напряжением от 5 вольт до 35 вольт, так что 7,4 вольта подходит.

Codey – это контроллер с разными датчиками, дисплеем и кнопками. Его можно использовать отдельно для выполнения различных задач и обучения. А благодаря платформе Rocky, Codey превращается в робота на колесах с еще большими возможностями и мобильностью. С платформой Rocky робот может избегать препятствий, распознавать цвета, ездить по линии и многое другое.

В зависимости от способа соединения моторов, микросхемы и фотоэлементов ваш простой робот будет двигаться на свет или, наоборот, прятаться в темноту, бежать вперед в поисках света или пятиться, как крот, назад. Добавив к схеме вашего самодельного робота пару светодиодов, можно добиться, чтобы он бегал за рукой и даже направлялся по линии.

Конструктор был представлен подразделением Google Creative Lab. Робот называется ALTO, что является сокращением от «A Little Teachable Object» (маленький обучаемый объект). Проект создан для того, чтобы люди смогли собрать робота на дому и получили базовые знания о машинном обучении. Машинным обучением называется умение искусственного интеллекта самостоятельно вырабатывать навыки выполнения новых задач. В ходе сборки робота ALTO, люди должны понять, как научить робота самостоятельно понимать и выполнять задачи. По крайней мере, компания Google на это надеется.

3D-моделирование*

Именно эта плата будет управлять всеми компонентами робота. Мы советуем выбрать самый распространённый микроконтроллер в семействе Arduino — Arduino Uno. Он прост и понятен для новичков, а его функций будет достаточно для реализации любой идеи. К тому же о нём создано огромное количество материалов — их можно использовать для вдохновения или в качестве пошаговой инструкции при создании дальнейших проектов.

При подготовке этого туториала мы использовали программу Onshape. Для работы с ней не нужно ничего устанавливать на компьютер, можно работать прямо в браузере. Эта программа удобна для создания простых деталей, а также имеет встроенную систему контроля версий, что позволит откатиться к предыдущей версии в случае, если вы допустили ошибку. Если же вы планируете серьёзно заниматься прототипированием, рекомендуем освоить работу и в полноценных десктопных CAD-программах.

В интернете полно статей и видео с названиями в духе: «Собираем робота с нуля в домашних условиях». Однако большинство из них довольно беспощадны по части требуемых компонентов и сложны для новичков: повторяешь точь-в-точь все шаги из инструкции, вот только у авторов всё работает, а у тебя почему-то нет.

Bluetooth-модуль нужно подключить к последовательным портам ввода/вывода 0 (RX) и 1 (TX). RXD и TXD Bluetooth-модуля подключим к TX- и RX-порту Arduino соответственно (они так и подписаны на плате). Подключим синезубый модуль к питанию от Arduino: соединим VCC и GND Bluetooth-модуля с питанием (5V) и «землёй» (GND) Arduino соответственно.

Это полная комплектация Premium Edition (на сайте также доступна по цене комплектация), имеет широкие возможности и может использоваться в соревнованиях. Универсальное решение для робототехники – адаптивный робот для развития STEM навыков, имеющий все современные технологии в одном комплекте.

Для обучения робота нужно будет использовать платформу TensorFlow, которая включает в себя инструменты для тренировки нейронных сетей (можно сказать, для создания искусственного интеллекта). Звучит сложно, да и цена устройства Coral USB Accelerator и компьютера Raspberry Pi 4 может озадачить. Но ведь речь идет о достаточно серьезном устройстве, в ходе создания которого человек получает навыки, которые могут пригодиться ему в высокотехнологичном будущем. Знание английского тоже обязательно, потому что инструкция по сборке робота ALTO и его настройке выложены на GitHub и не переведены на русский.

Перед загрузкой кода необходимо будет отключить Bluetooth-модуль от Arduino, а затем подключить обратно. Это связано с тем, что порты TX, RX Arduino используются также для загрузки кода с компьютера на микроконтроллер, то есть порт уже будет занят и Bluetooth-модуль не сможет «достучаться» до него.

Нам понадобятся пластины для верхнего и нижнего основания нашего робота. Мы заранее учли ограничения принтера — размеры печатного стола не позволили бы распечатать цельную пластину, поэтому мы изначально смоделировали две пары полупластин. Вы можете сделать нижнее и верхнее основания цельными.