Программируем робота в симуляторе: руководство для начинающих

Если настоящего робота у вас под рукой нет, потренироваться его программировать можно в симуляторе. Подробную инструкцию вы найдете в этом руководстве. Статья, написанная Ником Маккри, впервые была опубликована на Toptal. Robohunter предлагает читателям ее перевод.

 

 

Согласитесь, роботы крутые. Однажды они будут править миром. Я надеюсь, что к тому времени им станет жалко своих разработчиков и они начнут помогать нам в создании космической утопии. Я шучу, конечно. Но только отчасти.

Чтобы быть частью этих перемен, я прошел курс по теории контроля автономных роботов, результатом которого стало создание написанного на языке Питон симулятора. Он позволил попрактиковаться в теории контроля на примере простого мобильного робота.

В этой статье я покажу, как использовать фреймворк на Питоне, чтобы разработать программу для управления роботом. Я опишу схему контроля, которую я разработал для робота в симуляции, продемонстрирую, как он взаимодействует с окружающей средой и достигает поставленных целей, и расскажу об основных сложностях программирования роботов, с которыми я столкнулся.

Чтобы воспользоваться этим руководством, вам понадобятся базовые знания по математике (мы будем использовать тригонометрические функции и векторы) и о Питоне, поскольку это один из самых популярных языков программирования для простых роботов (мы будем использовать базовые библиотеки и функции).

 

Трудности работы с роботом: ожидания и реальность

Основная трудность в робототехнике — невозможность знать действительное состояние окружающей среды. Программа контроля робота может только строить предположения о состоянии реального мира на основе данных, полученных от сенсоров.

 

 

Поэтому первым шагом в установлении контроля является создание модели реального мира, с помощью которой можно интерпретировать данные сенсоров и принимать решения. Если модель построена корректно и реальный мир ведет себя в соответствии с прописанными в ней правилами, мы можем эффективно контролировать робота. В противном случае контроль над роботом будет утерян и вряд ли восстановится без внешнего вмешательства.

Это одна из причин, почему программирование роботов – сложный процесс. Мы часто смотрим видео, в которых роботы, недавно разработанные в лабораториях, демонстрируют невероятные умения, навигацию, способность работать в команде, и задаемся вопросом: «Почему они не используются в реальном мире?» Когда будете смотреть подобные ролики в следующий раз, обратите внимание, насколько сильно контролируется обстановка в лабораториях. В большинстве случаев эти роботы могут выполнять свои впечатляющие задания, только если условия среды остаются неизменными. Поэтому ключ к более совершенным роботам — в создании более сложных, гибких и прочных моделей. А это уже зависит от ограничений в доступных вычислительных ресурсах.

 

Симулятор робота

Мой симулятор написан на Питоне и использует Sobot Rimulator. Вы можете найти v1.0.0 здесь. Программа обеспечивает точную симуляцию робота и дает разработчику простой фреймворк, чтобы практиковаться в создании ПО для роботов. Конечно, всегда лучше иметь дело с реальным роботом, но такой симулятор гораздо более доступен, и это хороший вариант для начала работы.

При работе с реальными роботами ПО, которое создает контролирующие сигналы, должно функционировать на высокой скорости и делать сложные вычисления. Поэтому чаще всего для программирования роботов используется язык C++. Но при работе с более простыми роботами Python становится хорошим вариантом: он обеспечивает довольно высокую скорость выполнения программы при относительной простоте написания кода.

ПО, которое я создал, симулирует реального исследовательского робота Khepera, но его можно адаптировать для различных мобильных роботов. Я разрабатывал его для Khepera III, но оно подойдет и для четвертой версии устройства. Я старался, чтобы симулятор как можно точнее повторял особенности реального робота, поэтому данные из симулятора можно загрузить в реального робота Khepera с минимальными доработками.

Другими словами, программирование робота в симуляторе аналогично программированию реального робота.

В этом руководстве я опишу архитектуру ПО для контролирования робота по v1.0.0 Sobot Rimulator.

 

^{Робот Khepera}

Логика управления роботом ограничивается следующими файлами и классами:

• models/supervisor.py — этот класс отвечает за взаимодействие между симулированным миром и роботом;

• models/supervisor_state_machine.py — этот класс представляет различные положения, в которых может находиться робот, в зависимости от интерпретации данных сенсоров;

• файлы из каталога models/controllers реализуют различное поведение робота в зависимости от известного состояния среды.

 

Цель

Цель нашего робота будет очень простой: попасть к определенной заранее точке пространства. Этой способностью должен обладать любой мобильный робот, от автономных машин до роботов-пылесосов. Задача осложняется тем, что на пути робот должен избегать столкновений с возникающими препятствиями.

 

Программируемый робот

У каждого робота свои возможности и проблемы управления. Ознакомимся с нашим симулируемым роботом.

Прежде всего, это

автономный мобильный робот. Он может самостоятельно передвигаться в пространстве под собственным контролем. Он должен самостоятельно вычислять, как достичь своих целей и выжить в определенной среде. Создать такое устройство — весьма нелегкая задача для начинающего программиста-робототехника.

 

 

Сенсоры

Существует множество устройств, которыми робот может быть оснащен для наблюдения за окружающей средой. Они могут включать датчики приближения, датчики освещенности, бамперы, камеры и пр. Робот также может устанавливать связь с внешними датчиками, предоставляющими информацию, которую он сам получить не может.

Наш робот оснащен девятью инфракрасными датчиками. Спереди их больше, потому что устройству важнее знать, что находится перед ним.

В колеса робота встроены сенсоры, отслеживающие количество вращений. Одно полное вращение вперед равноценно 2765 отметкам. При вращении в противоположную сторону идет обратный отсчет.

 

Мобильность

Одни роботы передвигаются с помощью «ног», другие катятся, как мяч, третьи ползут, словно змеи.

Наш робот — робот с дифференциальным приводом. Он перемещается на двух колесах. Если оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, робот двигается по прямой линии, если с разной – поворачивает.

 

API

В Sobot Rimulator разделение между «компьютером» робота и симулируемым физическим миром воплощается в файле robot_supervisor_interface.py. Он определяет весь API для взаимодействия с датчиками и двигателями робота:

• read_proximity_sensors() возвращает массив из 9 числовых значений в собственном формате датчиков;

• read_wheel_encoders() возвращает массив из двух значений, указывающих общее количество отметок с момента старта;

• set_wheel_drive_rates( v_l, v_r ) принимает два значения (в радианах в секунду) и устанавливает левую и правую скорость колес на эти два значения.

 

Простая модель

Модель нашего робота очень простая. Она допускает много предположений касательно мира. К самым важным относятся следующие:

• рельеф всегда ровный;

• препятствия не бывают круглой формы;

• колеса никогда не проскальзывают;

• ничто не сможет повернуть робота в другую сторону;

• датчики не ломаются и не предоставляют ложных сведений;

• колеса всегда поворачиваются туда, куда была команда.

 

Эти допущения соответствуют условиям внутри помещения — все, кроме отсутствия круглых препятствий. Наше ПО для избегания препятствий очень простое и следует по границе объекта, чтобы обойти его. Далее я расскажу, как улучшить систему управления роботом с помощью дополнительной проверки, чтобы избегать круглых препятствий.

 

 

Система управления

Робот – это динамическая система. Положение робота, показатели его датчиков и действие его управляющих сигналов постоянно изменяются. Чтобы контролировать воздействие событий на робота, нужно:

1. применить сигнал управления;
2. оценить результаты;
3. создать новые сигналы управления, которые приблизят робота к цели.

 

Эти шаги повторяются, пока цель не будет достигнута. Чем больше раз в секунду мы проходим эти шаги, тем лучше будет контроль над системой. Для робота в Sobot Rimulator они повторяются 20 раз в секунду (частота 20 Гц). Многие реальные роботы должны проделывать это тысячи и даже миллионы раз в секунду, чтобы обеспечить достаточный контроль (вспомните сказанные выше слова о разных языках программирования для разных роботов и требованиях к скорости вычислений).

Каждый раз, когда робот делает измерения с помощью сенсоров, он использует полученные данные для обновления оценки состояния мира, например, расстояния от заданной цели. Он сравнивает это состояние с тем, каким оно должно быть (например, для расстояния до цели оно должно быть равным нулю), и вычисляет ошибку между желаемым и фактическим состоянием. После этого робот генерирует новые управляющие сигналы для движения.

 

Отличный трюк: упрощение модели

Чтобы контролировать робота, мы должны послать отдельные сигналы в оба колеса с указанием скорости их вращения. Обозначим эти сигналы vL и vR. Но вместо того, чтобы думать о скорости, с которой перемещаются оба колеса, гораздо естественнее думать о скорости, с которой робот двигается вперед и меняет направление. Назовем эти параметры скорость v и скорость вращения ω («омега»).

Мы можем строить всю модель на значениях v и ω, не используя параметры vL и vR. Только когда мы определим нужную манеру передвижения нашего робота, можно математически преобразовать эти характеристики в vL и vR. Такая модель называется моноконтрольной.

 

 

Ниже приведен код, который вносит последние изменения в supervisor.py.

Примечание: если ω = 0, оба колеса вращаются с одинаковой скоростью.

 

 

Оценка состояния

Используя датчики, робот должен оценивать состояние не только окружающей среды, но и свое собственное. Эти оценки никогда не будут совершенными, но они должны быть довольно точными, потому что робот будет принимать решения на их основе. Используя свои датчики приближения и датчики на колесах, он должен определить:

• направление, где располагаются преграды;
• расстояние от преград;
• свое местоположение;
• нужное направление.

 

Первые два пункта определяются посредством датчиков приближения. Функция API read_proximity_sensors() возвращает массив из 9 значений – по одному для каждого датчика. Мы знаем заранее, что, например, седьмой показатель получен от датчика, направленного на 75 градусов вправо от робота. Если показатель определяет дистанцию в 0,1 м, мы понимаем, что именно на этом расстоянии, 75 градусов вправо, находится преграда. Если робот не обнаружил никаких преград, он передает данные 0,2 м — максимальное расстояние, определяемое сенсором.

Из-за того как работают инфракрасные датчики (они измеряют отражения инфракрасного света), числа, которые они возвращают, являются нелинейным преобразованием фактического расстояния. Показания необходимо перевести в метры. В supervisor.py это выглядит следующим образом:

 

 

Имейте в виду: у нас особая модель датчика в нашем фреймворке. В реальном мире сенсоры поставляются с сопутствующим ПО, которое обеспечивает аналогичное преобразование из нелинейных значений в метры.

Определить расположение и направление робота сложнее. Для этого он использует одометрию. Датчики, установленные на колесах, измеряют количество вращений каждого колеса. Это позволяет получить точную оценку того, как изменилось положение робота, но только если изменение было невелико. Поэтому так важно часто повторять цикл управления в реальном роботе, где двигатели, вращающие колеса, могут быть неидеальными. Если между измерениями проходит слишком много времени, оба колеса могут сделать очень много движений, и будет невозможно правильно оценить расположение робота.

В симуляторе мы можем проводить вычисления одометрии на частоте 20 Гц — с той же частотой, с которой проверяем показания датчиков. Но было бы неплохо сделать отдельный поток, который бы работал быстрее и улавливал более мелкие движения колес.

Ниже приведена функция одометрии в supervisor.py, которая обновляет сведения о местоположении робота. Оценка положения формируется из координат x и y, а также направляющей theta. Они измеряются в радианах от положительной оси X. Положительное значение x расположено на востоке, положительное значение y — на севере. Курс на 0 обозначает, что робот смотрит точно на восток. Робот всегда предполагает, что его начальное положение (0, 0), 0.

 

 

Теперь, когда наш робот умеет получать корректную оценку собственного расположения, используем эту информацию для достижения нашей цели.

 

Достижение цели

Как заставить колеса робота двигаться таким образом, чтобы он приехал к назначенной цели? Для начала упростим себе задачу и предположим, что на пути робота нет преград. Значит, робот просто должен ехать вперед по направлению к цели. Благодаря одометрии мы знаем наши текущие координаты и направление робота. Мы также знаем координаты нашей цели, ведь они были запрограммированы заранее. Используя линейную алгебру, мы можем определить вектор от нашего положения до цели. Вот как это делается в go_to_goal_controller.py:

 

 

Обратите внимание: мы получаем вектор к цели в системе отсчета робота, а не в координатах мира. Если цель находится на оси X в системе отсчета робота, это значит, что она расположена прямо перед ним. Угол этого вектора относительно оси X — это разница между текущим курсом и необходимым. Другими словами, это ошибка между текущим и желаемым положением. Нужно отрегулировать скорость поворота ω так, чтобы угол между нашим направлением и целью стал близким к 0. Ошибка должна быть минимизирована:

 

 

self.kP в приведенном выше коде означает коэффициент усиления системы управления. Он определяет скорость вращения в соответствии с расстоянием, которое осталось до цели. Если ошибка равна 0, скорость вращения тоже 0.

Как определить скорость движения вперед v, зная угловую скорость ω? Если робот не поворачивается, он может ехать вперед на полной скорости, но чем быстрее он поворачивается, тем медленнее нужно продвигаться. Поэтому v является функцией от ω. В go_to_goal_controller.py уравнение имеет следующий вид:

 

 

Предлагаем уточнить эту формулу, чтобы учесть, что мы обычно замедляемся, когда приближаемся к цели, чтобы достичь ее с нулевой скоростью. Измененная формула должна включать замену v_max() на что-то пропорциональное расстоянию. Итак, мы почти завершили один цикл управления. Единственное, что осталось сделать, – перевести параметры этих двух моноконтрольных моделей в разные скорости колес и послать сигналы в колеса. Вот пример траектории робота без препятствий:

 

 

Как видим, вектор цели — эффективный ориентир, на котором мы можем основывать свои контрольные вычисления. Но иногда идти к цели напрямик — плохая идея, поэтому мы должны рассчитать другой вектор.

Преодоление препятствий

Запрограммируем робота так, чтобы он избегал препятствий на своем пути. Чтобы упростить сценарий, забудем пока о цели и будем работать с такой схемой: если перед нами нет преград, можно двигаться вперед; если на пути встречается преграда, нужно развернуться так, чтобы она больше не стояла на пути.

Если препятствий нет, вектор должен просто указывать вперед, при этом ω будет равна нулю, а скорость v будет максимальной. Но как только датчики приближения обнаруживают препятствие, вектор должен поменяться и вести в любом направлении, где препятствия нет. Скорость вращения при этом увеличится, а скорость движения v упадет, чтобы робот не столкнулся с препятствием.

Оптимальный способ сгенерировать нужный вектор — превратить девять показателей датчиков приближения в векторы и вычислить их сумму. Когда препятствий нет, векторы будут суммироваться симметрично, в результате чего опорный вектор будет направлен точно вперед. Но если датчик, скажем, на правой стороне, обнаруживает препятствие, он будет вносить меньший вектор в сумму, и опорный вектор сместится влево.

Для робота с другим расположением датчиков может быть применен тот же принцип, но может потребоваться изменение веса векторов или дополнительная предосторожность, когда сенсоры расположены симметрично спереди и сзади робота, так как в результате сумма векторов может стать нулевой.

 

 

Вот код, который делает это вычисление в avoid_obstacles_controller.py:

 

 

Используя полученный ao_heading_vector, робот будет успешно избегать преград, но не будет продвигаться к цели:

 

 

Гибридные автоматы

Выше мы описали два изолированных типа поведения: «идти к цели» и «избегать препятствий». Чтобы достичь цели в среде, полной препятствий, робот должен их комбинировать.

Решение, которое мы разработаем, используется в классе устройств под названием «гибридные автоматы». Гибридный автомат запрограммирован на несколько различных поведений (режимов). Его контролирующее устройство переключается из одного режима в другой, когда цели достигнуты или среда внезапно слишком сильно изменилась. В каждом из типов поведения сенсоры непрерывно отслеживают изменения среды.

В нашем фреймворке контролирующее устройство для робота воплощено в файле supervisor_state_machine.py.

Простая логика подсказывает способ применения двух моделей поведения: если преграды не обнаружены, используйте модель достижения цели, но если на пути возникают препятствия, переключайтесь на режим преодоления преград, пока они не исчезнут.

Но такая логика создаст много проблем. Например, робот при столкновении с препятствием будет стремиться отвернуться от него, а затем, как только удалится на достаточное расстояние, снова развернется и вернется в ту точку, из которой только что уехал. В результате мы получим бесконечный цикл быстрого переключения, а робот будет ездить по одному и тому же участку взад-вперед.

У этой проблемы несколько решений. Читателям, которые ищут более глубоких знаний, стоит проверить архитектуру ПО под названием DAMN.

Но для нашего симулируемого робота подойдет более простое решение: зададим еще одно поведение для преодоления препятствия и перемещения на другую сторону пространства.

 

Поведение «следуй вдоль стены»

Когда мы сталкиваемся с препятствием, то берем показания двух датчиков, которые расположены ближе всего к препятствию, и используем их для оценки поверхности препятствия. Затем устанавливаем опорный вектор так, чтобы он шел параллельно этой поверхности. Продолжаем следовать за стеной, пока А) препятствие больше не будет между нами и целью; Б) мы ближе к цели, чем были вначале. Тогда мы можем быть уверены, что преодолели препятствие правильно.

Имея ограниченную информацию, мы не можем точно определить, где быстрее обойти препятствие — справа или слева. Чтобы принять решение, выбираем направление, которое сразу же приблизит нас к цели. Для этого нужно знать опорные векторы для поведения «идти к цели» (Go-to-Goal behavior) и «избегать препятствий» (Avoid-Obstacle behavior), а также оба возможных вектора «следования за стеной» (Follow-Wall). Вот иллюстрация того, как будет принято окончательное решение (в этом случае робот решит идти налево):

 

 

Определение опорных векторов следования за стеной оказывается немного более сложным, чем двух других. Чтобы понять, как это происходит, посмотрите на код в follow_wall_controller.py.

 

Создание финальной контрольной модели

Итоговая модель использует поведение «следуй вдоль стены» практически для всех столкновений с препятствиями. Однако если робот окажется в труднодоступном месте, в опасной близости от столкновения, он переключится в режим обхода препятствий до тех пор, пока не окажется на более безопасном расстоянии и снова не перейдет в режим следования вдоль стены. После успешного преодоления препятствий включается режим следования к цели. Вот окончательная схема, которая находится в supervisor_state_machine.py:

 

 

Так выглядит успешное передвижение робота в пространстве с преградами с использованием финальной контрольной модели:

 

 

Метод проб и ошибок

Чтобы достичь желаемого результата при работе с робототехникой, часто необходимо испробовать много вариантов.

Экспериментируйте с составляющими контрольной схемы в Sobot Rimulator, наблюдайте и пытайтесь объяснить результат. Любые изменения, внесенные в схему, повлияют на поведение робота:

• Ошибки в каждой схеме контроля.
• Изменения показаний датчиков.
• Исчисление v как функции ω в каждой схеме контроля.
• Изменение условий в supervisor_state_machine.py.
• Почти все другие изменения.

 

Робот в системе Sobot Rimulator не всегда может справиться с определенными картами местности. Иногда он заезжает в угол и не может оттуда выбраться. Иногда он просто двигается взад и вперед возле преграды. В таких ситуациях необходимо добавить новые функции или изменить схему действия.

Более продвинутые роботы используют картографию (чтобы запомнить места, в которых они уже были и избежать повторения действий), эвристику (чтобы найти компромисс при отсутствии идеального решения) и машинное обучение (чтобы настроить параметры контроля).

 

Смотрите также:

Рейтинг лучших роботов для дома 2019-2020

Сегодня роботы для дома получают всё большую популярность. На первый взгляд наличие такого устройства кажется роскошным и захватывающим технологическим прогрессом. Однако робот-помощник по дому может вызвать как положительные, так и отрицательные последствия. Прежде, чем завести дома такое устройство, задайте себе несколько вопросов: Зачем мне нужен этот помощник? Сколько он стоит? Какие функции выполняет? Какие из всевозможных вариантов — лучшие роботы для дома? Для ответа на эти вопросы мы составили рейтинг лучших роботов для дома.

Что они из себя представляют?

Роботы для дома — это роботы, которые выполняют работу по домашнему хозяйству. Теперь домохозяйка может расслабиться и заняться своим любимым делом, ведь такой помощник возьмет часть дел на себя.

Наиболее распространенными домашними роботами являются роботы-пылесосы, газонокосильщики и мойщики окон. Кроме того, робот и умный дом — больше не фантастика, а эффективная интеграция, которая существенно упрощает быт человека.

Мировая статистика

В данный момент рынок домашних роботов составляет $3,3 млрд, но уже к 2024 году он вырастет до $9,1 млрд. Согласно прогнозу, за 5 лет он увеличится в среднем на 22,4%.

Технологические достижения позволяют домашним роботам становиться всё более практичными и удобными в использовании изо дня в день. Рост потребительского спроса — еще один фактор, который движет вперед развитие рынка бытовых роботов.

Лучшие роботы для дома выпускаются на заводах таких компаний, как:

• iRobot, Neato, John Deere, Temi, Monoprice, Hayward Industries, Pillo, Anki (США).
• Samsung, LG (Южная Корея).
• Ecovacs, iLife Innovation (Китай).
• Alfred Kärcher, BSH Hausgeräte, Miele (Германия).
• Dyson (Великобритания).
• LEGO (Дания).
• Robomow, Maytronics (Израиль).
• Husqvarna (Швеция).
• bObsweep (Канада).
• Blue Frog Robotics (Франция).
• ASUSTek (Тайвань).

Помимо них, Blue Frog Robotics (Франция) и ASUSTek (Тайвань) — это лишь немногие из новых компаний на рынке бытовых роботов. В то же время Neato (США) является одним из ключевых игроков на рынке.

ТОП-13 популярных роботов для дома

Рынок роботов пестрит различными моделями, начиная от простых мойщиков и заканчивая многофункциональными помощниками по дому. Поэтому в наш список попали лучшие роботы для дома, которые завоевали популярность во всем мире.

13. Новый и улучшенный робот-пылесос iRobot Roomba

С создания первого пылесоса Roomba прошло уже 15 лет, и за это время он прошел эволюцию. Новейшая модель IRobot может управляться через Wi-Fi на вашем телефоне или подключаться к активному голосовому помощнику Amazon Alexa или Google. В то время как Roomba делает уборку в доме, он может определить особо загрязненные места и запомнить их на будущее. Робот подключается к зарядной станции, когда батарея полностью разряжена, а затем возобновляет уборку.

На Amazon iRobot Roomba 690 можно приобрести за $275.

12. Cue Robot — робот с наглым характером

Этот робот ростом 9,5 дюймов оснащен эмоциональным интеллектом, который позволяет ему развивать личность — вы можете запрограммировать его на один из трех типов. Взаимодействуйте с умным ботом Cue с помощью текстовых сообщений, на что он ответит шуткой или мемом. Наличие искусственного интеллекта, с учетом таких человеческих качеств, как смелость, обаяние и настойчивость, делают робота слегка нагловатым.

Робот Wonder Workshop Cue Robot доступен на Amazon за $180.

11. Мойщик окон Alfawise Magnetic

Помимо Roomba, есть и другие роботы, которые будут выполнять вашу утомительную домашнюю уборку. Робот работает как пылесос, но у него есть подушечки из микрофибры для очистки стекла и функции, подобные всасыванию, чтобы он не падал с окна. Наличие такого мойщика экономит ваше драгоценное время, особенно, если окна в доме большие.

Alfawise Magnetic можно приобрести за $160 на Amazon.

10. Скутер MiniPRO безопаснее ховерборда

MiniPRO гордится наличием балансировочных возможностей ховерборда, но уровень безопасности больше соответствует электрическому самокату. Он полностью свободен от рук: водители нажимают на колени на средней планке, чтобы управлять им, точные датчики помогают балансировать, им можно управлять даже при помощи смартфона. Приложение для смартфона также имеет функцию защиты от кражи.

Segway miniPRO можно приобрести за $600 на Amazon.

9. Роботизированная газонокосилка Worx Landroid

Вместо того, чтобы платить соседу за работу на газоне, лучше приобретите робота-газонокосилку. Landroid Worx предназначен для ежедневного ухода за вашим газоном. Устройство не громкое в отличие от традиционных моделей. Оно может вернуться на свою зарядную станцию, когда разрядилась батарея или начался дождь.

На Amazon Worx Landroid можно приобрести за $917.

8. Робот Beam — контроль, когда вас нет рядом

В то время как FaceTime и Skype позволяют легко общаться в чате, когда вы находитесь далеко, Beam System делает шаг вперед. Боссы могут проверять сотрудников, когда их нет в офисе, родители — наблюдать, как дети делают домашнюю работу. По сути, эта вещь заменит необходимость покидать ваш дом когда-либо снова.

Система умного присутствия Beam доступна на Amazon за $1 995.

7. Ваш собственный штурмовик, который следует приказам

Если вы — поклонник «Звездных войн», то можете купить своего собственного штурмовика, подготовленного к бою. Штурмовиком можно управлять с помощью голосовых команд, патрулировать свой дом, не заходя в его стены, и распознавать лица, которых вы считаете своими союзниками или врагами.

Робот штурмовика ​​высотой 11 дюймов доступен на Amazon за $300.

6. Робот, который оживляет Amazon Alexa

Lynx обладает возможностями Amazon Alexa, поэтому робот дает вам прогнозы погоды, воспроизводит музыку и составляет списки дел. Если вы захотите, Lynx также научит вас йоге и покажет танцевальные движения. Кроме того, робот имеет функции безопасности: он записывает 30-секундное видео, если обнаруживает движение, когда вас нет дома, и отправляет его в приложение для смартфона.

Lynx доступен за $800 на Amazon.

5. Appbot Riley — роботизированная охрана для вашего дома

У этого робота есть решение для стационарных систем охранной сигнализации и камер видеонаблюдения, которые не позволяют получить полный обзор вашего дома. Подключенный к Wi-Fi, Райли путешествует по дому, используя камеру ночного видения и детекторы движения для поиска подозрительных действий и отправляет оповещения на телефон. Робот также имеет встроенный микрофон, который позволяет прослушивать, что происходит в доме, или проверять, кто дома.

Appbot Riley 2.0 доступен на Amazon за $170.

4. Cozmo — робот помощник для вашего ребенка

Теперь у вашего ребенка всегда будет друг, даже если это крошечный робот! Cozmo оснащен искусственным интеллектом, который придает ему уникальную индивидуальность. ИИ помогает развиваться и адаптироваться по мере того, как он общается со своим владельцем. Его глаза выступают в роли видеокамеры, поэтому вы можете использовать свой телефон, чтобы увидеть жизнь с точки зрения Cozmo.

Cozmo можно купить за $150 на Amazon.

3. Dolphin — робот, который чистит бассейны

Этот относительно небольшой робот включает в себя различные вакуумные и чистящие элементы, которые вам не нужно выключать — Dolphin делает это самостоятельно. Специальные поворотные кабели предотвращают их спутывание, а GPS обеспечивает чистоту всего бассейна.

Dolphin Nautilus Plus доступен на Amazon за $750.

2. Робот, который заменит вашу собаку

Если у вас не получается дрессировать свою собаку, попробуйте тренировать робота-пса Чипа. Он выполняет трюки и играет в ловушку. Проявляя свою привязанность, роботизированный пес может обнюхать вас и стать лучшим другом. Но самое главное — это отличный охранник!

CHIP доступен за $100 долларов на Amazon.

1. MiP — ваш роботизированный личный помощник

Наконец мы добрались до лидера этого рейтинга — робота MiP. Теперь вы можете вообще не вставать с дивана — личный помощник принесет вам вкусненькое из холодильника или книгу, которая находится в другой комнате. Вам даже не нужно разговаривать с ним — он реагирует на жесты рук и команды из приложения для смартфона. MiP работает по Bluetooth, поэтому вам не нужен Wi-Fi. Робот носит вещи на своем встроенном лотке.

MiP доступен на Amazon за $50.

Преимущества и недостатки

Как и любое другое устройство, роботы для дома имеют свои плюсы и минусы. Взвесив, все преимущества и недостатки, вы можете понять, нужен ли вам на самом деле такой помощник.

Недостатки	Преимущества
имеет высокую стоимость; может плохо взаимодействовать с другими роботами; может испугать домашних питомцев или членов семьи; нуждается в подзарядке.	экономит силы и время; быстрый и точный; служит компаньоном для одиноких пожилых людей; выполняет несколько задач одновременно; упрощает жизнь большой семьи; не производит много шума.

Роботы для дома действительно полезны, когда у вас мало времени на домашние хлопоты. Но с определенными преимуществами возникают проблемы, например, если вы не сможете привыкнуть к такому устройству дома. К тому же, эти умные роботы не всегда могут качественно выполнять повседневные задачи человека, ведь их технологии еще не совершенны. Ну и не забывайте, что устройство нужно постоянно подзаряжать.

Сейчас мы не живем в футуристическом мире, основанном на летающих автомобилях и отдыхе в космосе. Но небольшие изменения в жизни всё-таки происходят. Несмотря на представления о том, что образ дома не претерпел существенных изменений в течение десятилетий, наша домашняя жизнь в XXI веке радикально меняется. Роботы для дома постепенно входят в наш быт — будущее наступает, даже если мы этого не осознаем.

Простой робот для соревнований в SUMO своими руками

Самоделка представляет собой простейшего робота, который выполнен из доступных материалов. С помощью подобных роботов проводятся соревнования в SUMO, конкретно в этой самоделке используется всего один двигатель, здесь нет печатной платы, а корпус изготавливается из бумаги.


Видео работы робота

Материалы и инструменты для создания робота:
— сухой клеевой карандаш;
— прозрачный скотч;
— двухвыводная не фиксируемая кнопка;
— один мигающий светодиод типа ARL-513URC-B;
— транзистор типа КП505А;
— два резистора номиналом 1Мом и 270 Ом;
— клипса-разъем для подключения к батарее типа «Крона»;
— моторчик модели RF-300CA-D/C 3V или подобный.

Функциональность и характеристики робота:
На фото можно увидеть уже собранный робот. Для передвижения устройства используется всего один моторчик, он устанавливается вертикально, но под определенным углом. При движении на коротком отрезке робот движется по прямой, а на более длинном участке делает дугу.

Для включения робота используется одна кнопка, при ее нажатии робот включается на 20 секунд. После этого происходит автоматическое отключение, и робот находится в ждущем режиме до следующей активации.

Еще одна особенность робота в том, что он автоматически останавливается на краю ринга. Выполнение этого условия возможно в том случае, если вес соперника будет не составлять не менее веса робота, а толщина ринга не будет менее 3 мм.

В качестве источника питания здесь используется батарея на 9 Вольт, она установлена сверху робота. Благодаря дополнительному весу робот накапливает нужную кинетическую энергию для необходимых действий.

На картинке компоненты робота отмечены цифрами:

1. Клипса для подключения батареи.
2. Фиксатор батареи.
3. Источник питания (батарея на 9 В).
4. Двигатель.
5. Мигающий светодиод (говорит о том, что питание подключено).
6. Кнопка для включения робота.
7. Резистор, благодаря нему можно задавать время работы робота.
8. Конденсатор, он также отвечает за время работы робота.
9. Транзистор типа КП505А, он является драйвером двигателя.

Процесс сборки робота:

Шаг первый. Изготавливаем корпус
Для изготовления корпуса автор применяет гофрокартон, нужно нанести на него контур по шаблону. Шаблон можно распечатать на принтере, он прилагается к статье. Далее, сделав необходимые сгибы, шаблон можно вырезать по толстым линиям. Чтобы установить двигатель, в картоне нужно вырезать полукруг, а затем немного его отогнуть, как указано на фото.

Шаг второй. Установка радиоэлементов
На следующем этапе нужно установить все необходимые радиоэлементы. Для этого нужно взять шило и сделать в картоне отверстия, их нужно делать в круглых метках. Чтобы закрепить компоненты, после установки их выводы нужно немного подогнуть. Еще на картоне можно увидеть отметку в виде прицела, здесь нужно сделать большое отверстие, через него будет проходить провод питания.

После этого можно брать паяльник и приступать к соединению контактов радиоэлементов в соответствии со схемой.

Шаг третий. Крепим нижние боковые поверхности
На этом этапе можно соединить нижние боковые поверхности. Чтобы это сделать, нужно отогнуть нижние плоскости и затем зафиксировать их прозрачным скотчем. Еще на картинке можно увидеть отонутые вверх элементы корпуса, они нужны для фиксирования батареи.

Шаг четвертый. Подключаем периферию
Для подключения питания к батарее нужно использовать клипсу-разъем. Провод нужно продеть через отверстие, красный припаивается к плюсовому контакту светодиода, а черный к минусу конденсатора С1.

Затем нужно соединить левую и правую боковые поверхности, в итоге должна получиться буква «П». Для надежной фиксации элементов используется скоба от степлера. Куда устанавливать скобы, указано белой стрелкой. Зажать скобы можно плоскогубцами.

Шаг пятый. Устанавливаем и подключаем двигатель
Чтобы робот двигался прямо, его вал должен находиться под определенным углом к поверхности. Иначе говоря, стоять робот будет на боковых частях, а его вал будет лишь соприкасаться с поверхностью. Чтобы вал робота имел хорошее сцепление, на него нужно надеть резиночку, это может быть кембрик или резиновый фиксатор от гелиевой ручки.

Устанавливается мотор на клей, место смазки отмечено белой стрелкой. После нанесения клея нужно немного подождать, чтобы он стал вязким, иначе жидкий клей может попасть в двигатель и испортит его.

Для дополнительной фиксации моторчик обматывается скотчем.

Что касается угла наклона робота, то это все прекрасно видно на картинках. После установки, моторчик нужно подключить. Один вывод подключается к минусу, а другой к стоку транзистора VT1.

Шаг шестой. Завершающий этап сборки
Батарейка устанавливается на раму П-образной формы, фиксируется батарея с помощью изоленты. Рама продумана таким образом, что помимо опоры она является для батареи еще и амортизатором. Если робота нужно будет совсем отключить от питания, можно отключить один провод от батареи.


Ну и в заключении для соревнований понадобится ринг, его делают двухслойным, толщиной не менее 3 мм. Если это условие не будет выполнено, робот не сможет остановиться на краю ринга. Диаметр ринга должен составлять 250 мм. Нижний слой состоит из тонкого гофрокартона, а верхний из черного тонкого картона. Оба слоя нужно склеить. Сборка окончена, можно начинать соревнования. Победителем становится тот робот, который останется на ринге.
Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как работает робот? Устройство робота простыми словами

В 1920 году чешский писатель Карел Чапек придумал название для механизма, изобретенного для выполнения работы вместо человека — “робот”. Определение со временем прижилось и с конца XX столетия стало обозначать систему узлов, датчиков и механизмов, предназначенную для выполнения набора операций в соответствии с заложенной программой.

Прогресс науки и техники позволил инженерам-конструкторам создавать все более совершенные машины, способные заменить человека в экстремальных условиях: в космосе, под водой, на поле боя. Робот не знает усталости, способен выполнять без ошибок точнейшие движения — именно поэтому роботизированные механизмы постепенно вытесняют человеческий труд на производстве.

(Типы роботов)

Существуют десятки основных типов роботов, которые отличаются по нескольким параметрам — от назначения до внешнего вида. Для того, чтобы понять, как работает робот, рассмотрим его вид, наиболее приближенный к облику человека — робот-андроид.

Материалы для изготовления

Материалы, которые используют для получения узлов, механизмов и каркаса робота, зависят от нескольких факторов:

• Назначения машины;
• Условий ее работы;
• Заданных характеристик (веса, габаритов).

Наиболее часто используют полимеры всех типов, сталь с добавками, повышающими гибкость и прочность, алюминий, резину, карбоновые материалы, сплавы с содержанием титана.

Конструкция андроида

Человекоподобный робот состоит из нескольких основных частей:

(Наглядная конструкция робота)

Вопреки распространенному мнению, что в голове андроида, как у живого человека, находится “мозг”, т.е. компьютер или центральный процессор, чаще всего в верхней части механизма располагаются другие элементы системы: видеокамеры, датчики, гироскоп. Это обусловлено сравнительно небольшими размерами “головы”, внутреннее пространство которой не способно вместить большой объем электроники.

Торс — наиболее защищенная часть робота. Во внутреннем пространстве каркаса размещают электронику, управляющую системой, автономный источник питания (аккумулятор).

(Классическая рука-манипулятор)

Захват/перемещение груза, выполнение других операций, включая действия с инструментом — задачи для верхних конечностей — манипуляторов. Кистевые окончания могут иметь форму и функцию кистей человека.

Роботы-андроиды передвигаются шагами на двух “ногах”. Шасси копирует антропологические особенности строения человеческого тела: ноги состоят из нескольких составных частей, соединенных суставами-шарнирами. Отдельные модели роботов способны бегать, т.е. перемещаться таким образом, что обе ноги в момент движения не касаются поверхности.

Для распознавания окружающей обстановки — предметов, особенностей ландшафта — роботизированные комплексы оснащают видеокамерами (рисунок 1) с высоким разрешением. Их обычно размещают в голове андроида. Благодаря камере (или нескольким камерам) машина может идентифицировать (распознать) окружающие объекты, оценить их размер и расстояние до предметов.

В зависимости от ландшафта или особенностей архитектуры здания робот способен принять решение о способе передвижения и смещении центра тяжести, например, при подъеме/спуске по ступеням или наклонным поверхностям, преодолении рва или препятствия.

(Рисунок 1. Глаз-видеокамера слежения робота)

Видеокамеры оснащают несколькими модулями для получения дополнительной информации:

• В инфракрасном диапазоне;
• В режиме тепловизора.

Кроме камер, конструкция роботов предусматривает использование системы датчиков, которые определяют пространственное положение андроида на местности или в помещении, силу сжатия манипуляторов, скорость перемещения и т.п. Наиболее важный датчик для андроида  — гироскоп, именно он сохраняет устойчивое вертикальное положение машины во время движения. Именно таким устройством оснащен робот-андроид Atlas, детище американской компании Boston Dynamics. От датчиков и камер информация поступает в “мозг” машины — компьютер или систему компьютеров.

В самой защищенной и просторной части робота устанавливают электронные платы системы управления и автономные источники питания.

Во время выполнения миссии роботом управляет компьютер — набор микросхем, предназначенный для получения, накопления информации, ее обработки и отправления сигналов к исполняющим механизмам, работающих при помощи двигателей (рисунок 2). Прогресс компьютерной техники позволяет устанавливать в андроиды все более совершенные системы анализа, способные использовать несколько наиболее продвинутых технологий:

• Распознавание объектов;
• Распознавание речи;
• Распознавание движений, жестов;
• Самообучение на основании получаемой информации;
• Запоминание внешнего вида объектов, лиц людей.

Поставить задачу перед андроидом можно программным способом, т.е. путем внесения перечня команд в ЦПУ, либо вербально, произнеся набор слов для начала выполнения задачи. Отдельные модели андроидов способны реагировать на жесты рук, изменение местоположения человека.

Система управления роботом очень напоминает построение нервной системы человека в зависимости от его развития:

• Прямое выполнение конкретных команд оператора;
• Необходимость постоянной корректировки действий андроида при выполнении общей задачи;
• Ввод конечной цели (указание направления действий).

В первом случае в памяти машины записаны команды, которые ЦПУ (центральный процессор) подает к исполнительным механизмам для выполнения определенных операций. Например, перемещение робота, изменение положения манипулятора и т.п. по команде оператора. Одна из самых дешевых и простых в изготовлении моделей.

При передвижении андроида из точки А к точке Б вмешательство оператора необходимо в случаях, когда набор алгоритмов (заранее записанных в память действий) не предусматривает преодоление сложных препятствий (к примеру).

Более продвинутый интеллект, получив информацию от системы датчиков, видеокамер, самостоятельно оценивает обстановку и выбирает наиболее оптимальное решение самостоятельно.

(Рисунок 2. Двигатель постоянного тока)

Основным источником энергии для современных роботов-андроидов является электричество. Источник питания может быть:

• Автономным —  аккумуляторы, солнечные батареи;
• Внешним — электроэнергия подается по кабелю.

В первом случае машина не привязана к энергоресурсу, способна выполнять задачи на любом удалении от зарядной станции. Из недостатков — увеличенный вес робота, малое время работы. Кабельное снабжение электроэнергией имеет свои плюсы: меньший вес андроида, возможность использования большего числа узлов, датчиков, механизмов, неограниченное время работы.

Манипуляторы копируют структуру рук человека (рисунок 3) и состоят из нескольких частей, соединенных шарнирами:

• Кистевого;
• Предплечья;
• Плечевого.

(Рисунок 3. Рука-манипулятор)

Манипуляторы имею несколько степеней свободы, т.е. робот может поднять руки, развести их в стороны, вращать кисти, производить захват предметов «пальцами». Манипуляторы приводятся в действие силовыми механизмами — сервоприводами. Часто для аккуратной и точной работы пальцы оснащают специальными датчиками, которые регулирую силу сжатия. Вместо грузозахватных приспособлений в кистевые отделы манипуляторов устанавливают другие приборы и механизмы: сварочные аппараты и т.д.

По аналогии со строением тела человека роботы-андроиды передвигаются шагами. Конструкция ног предусматривает возможность передвигаться бегом, преодолевать различные препятствия (лестницы, ямы, наклонные поверхности). Ноги, как и руки-манипуляторы, приводятся в действие двигателями (рисунок 4).

(Рисунок 4. Шаговой двигатель)

Для всех типов роботов используют несколько типов исполнительных механизмов:

• Механические;
• Электрические;
• Гидравлические;
• Пневматические;
• Гибриды (электромеханические, гидромеханические и т.д.).

Из-за особенностей конструкции роботов-андроидов (небольшие габариты, система шасси — шагоход) для механизации узлов наиболее часто используют сервоприводы или сервомоторы (рисунок 5), основу которых составляет электрический двигатель.

(Рисунок 5. Сервомотор)

В отличие от обычного электромотора, комплектный сервопривод способен:

• С высокой точностью определять и изменять угол положения вала;
• Потреблять ровно столько электроэнергии, сколько необходимо для выполнения определенного действия;
• Снижать нагрузку на детали робота, увеличивая их ресурс.

Работа-действие робота

Пример работы всех систем робота-андроида в связке

• Тип робота: андроид
• Способ управления: автономный
• Задача: преодолеть лестничный пролет

1. После включения питания загружается ЦПУ, которая проводит проверку всех систем.
2. После получения подтверждения об исправности машины компьютер стабилизирует вертикальное положение андроида при помощи гироскопа, оценивает препятствие камерами.
3. Установив дальность до первой ступени и ее высоту, расстояние до других близко расположенных объектов, робот начинает движение.
4. Сервоприводы приводят в действие нижние конечности, которые поднимают опорные площадки (стопы) на нужную высоту.
5. Равновесие машины поддерживает гироскоп.
6. После преодоления последней ступени робот останавливается либо продолжает движение вперед в зависимости от программы или полученной команды.

Робот

Автономное устройство, предназначенное для самостоятельного перемещения по местности, выполнения каких-либо автоматизированных функций (если рассматривать в контексте «хобби») и т.п.

2012 г.

Робот проходящий лабиринты

В статье описано создание робота, который ездит по линиям и может проехать через лабиринт, а потом кратчайшим путем вернутся в начало. Этот робот получился у меня с 3-ей попытки.

Автор: Касьянов А.

2 0 _[0]

---

Похожие статьи: 2012 г.

CARduino – самодельный робот на Arduino

Как понятно из названия, это робот на контроллере Arduino UNO. К нему разработаны собственные библиотеки для простого и удобного использования. В обычной комплектации робот содержит два двигателя, два колеса и дальномер, установленный на передней панели. Также сверху на нём есть макетная плата для добавления разнообразных устройств на ваше усмотрение. Он работает и управляется автономно, однако к нему можно добавить радиоуправление.

Автор: none

3 0 _[0] 2012 г.

Четвероногий робот на основе Arduino

В этой статье подробно описано создание четвероногого робота (робот называется FIER). При конструировании робота я постарался получить максимальную отдачу от затраченных средств.

Автор: none

0 0 _[0]

---

Похожие статьи: 2012 г.

Простой робот SPROT

В этой статье описано создание очень простого робота на Arduino. На основе этого робота можно создать много проектов. Я планирую добавить к нему фоторезисторы, чтобы он шел на свет или следовал по линии. Arduino установлен на кусок столярной плиты, чтобы его можно было легко снять и использовать в других проектах. Провода идущие к Arduino надёжно зафиксированы во избежание их случайного отсоединения

Автор: none

0 0 _[0] 2012 г.

Ходячий робот на TI LaunchPad MSP430 с двумя серво

Используемый здесь метод управления сервоприводами отличается от обычного аппаратного ШИМ. Я использовал кольцевой буфер для хранения позиции сервоприводов и значений на выходе. Для этого используется только прерывание таймера. Такой метод обычно применяется в дешевых микроконтроллерах с ограниченным аппаратным ШИМ. Такой программный ШИМ не является идеальным, но его хватает для управления сервоприводами

Автор: none

0 0 _[0] 2012 г.

Плавающий робот из бутылок своими руками

В этой статье описано строительство плавающего робота из доступных материалов. Также эта статья является хорошим примером повторного использования бутылок от воды. Я использовал два бутылки от воды, полиморфный пластик, два двигателя с винтами, изоленту, корпус, батарею и motoruino (клон Arduino предназначенный для работы с двигателями, сервоприводами и датчиками).

Автор: none

1 0 _[0] 2012 г.

Лодка на Arduino с датчиками

Этот проект основан на статье плавающий робот из бутылок своими руками. Добавлены датчики для избегания препятствий и движения на свет. Я использовал Arduino как контроллер, установил ультразвуковой датчик спереди, несколько кнопок без фиксации по краям лодки, и несколько датчиков света с обеих сторон.

Автор: Касьянов А.

0 0 _[0] 2012 г.

Автономный робот с авто навигацией на Arduino

Эта статья является пошаговым руководством для создания автономного робота с авто навигацией. Для управления роботом используется Arduino. Есть две различных программы для робота. Первая программа позволяет роботу везде ездить, избегая препятствий. Для определения препятствий используется два ультразвуковых датчика. Другая программа использует двумерный массив для составления плана окружающих предметов.

Автор: none

0 0 _[0]

---

Похожие статьи: 2012 г.

Drawbot

Автор: Касьянов А.

0 0 _[0] 2012 г.

LobsterBot — простой робот на основе LM386

Некоторое время назад я сделал мышь Herbie Junkbot. Мне понравился простой способ указания направления вращения двигателя при помощи ОУ и реле. Также я смотрел на шестиногого робота. Потом сайт Lego с расположение ног исчез, но я смог найти близкий по содержанию сайт. Эту конструкцию можно рассматривать в качестве добавления шести ног к Boe-Bot. Jameco и другие фирмы производят наборы для сборки роботов.

Автор: none

3 0 _[0] Весь список тегов

Самые полезные домашние роботы / Mail.ru Group corporate blog / Habr

XXI век — это век робототехники. Область привлекает все больше разработчиков, инвесторов, да и обычных пользователей. Роботы не только не отнимают рабочие места — индустрия создает огромное количество новых рабочих мест, развивая экономику. Amazon внедрил 15 тысяч роботов, не сократив ни одного сотрудника. Uber открыл офис в Питтсбурге, чтобы Питтсбург разрешил тестировать автопилот, создав параллельно множество рабочих мест. Обычный робот-пылесос не заберет работу уборщика, но станет важным помощником дома.

Нет сомнения, что робототехника будет драйвером роста экономики во всём мире. Но это касается промышленного производства. А вот дома роботы пока занимают особое место — что-то среднее между умным автоматом и домашним животным. Прямо сейчас в домашней робототехнике происходит множество интересных явлений. Роботами становятся вещи, про которые мы даже помыслить не могли, что это роботы: стулья, чашки, окна и так далее. Но самые интересные и полезные роботы по-прежнему имеют узнаваемый облик.

Домашние ассистенты

Японская компания Vinclu Inc. выпустила свой вариант виртуального помощника. Система показывает прогноз погоды, обладает функциями умного будильника, управляет освещением, микроклиматом квартиры, бытовой техникой, и готова переписываться со своим хозяином в течение дня. Если вам за тридцать и одиночество лапами обнимает за плечи, то приятно получить от анимеподобной девушки сообщение «жду не дождусь».

Устройство Gatebox играет роль центрального хаба умного дома, но в отличие от традиционных бездушных датчиков и систем автоматизации виртуальная девушка имеет собственный характер и эмоционально реагирует на сообщения человека. Стоит устройство $ 2580.

Робот-помощник Peeqo реагирует на голос собеседника, считывает его запрос и отвечает гифками. Кроме того, Peeqo играет роль программируемого настольного помощника: если человек начинает отвлекаться от работы за компьютером и проводит слишком много времени на развлекательных сайтах, Peeqo напоминает ему о необходимости заняться делом, а если тот не слушает, начинает сердиться. Помимо этого робот умеет проигрывать музыку по запросу и даже управлять простыми электроприборами.

Peeqo — это DIY-проект и повторить его вы можете самостоятельно, если у вас есть 3D-принтер.

Еще один робот для тех, кто не отважился завести себе даже рыбку. Робот-компаньон от Panasonic понимает естественную речь, способен отвечать, но самое главное — показывает видео. В него встроен проектор, дающий изображение 854 × 480 точек. Передвигаясь со скоростью 3,5 км/час, робот будет всюду следовать за вами по квартире, проецируя на стены ваш любимый фильм.

ASUS Zenbo — попытка тайваньцев запрыгнуть в набирающий ход поезд домашних ассистентов. Судя по внешнему виду, создатели Zenbo явно вдохновлялись мультфильмом «Валли». Робот работает в связке с большим количеством устройств — от умных часов до умного дверного замка. Он способен выводить на свой экран изображение с камер видеонаблюдения (как с внешних камер дома, так и со своей внутренней), напоминать о встречах, распознавать лица, взаимодействовать с устройствами умного дома. Стоимость робота — $ 620.

Для самых хардкорных гиков в будущем появятся роботизированные домашние питомцы. Ученые из лаборатории адаптивной робототехники университета Осаки уже занимаются созданием прототипов будущих роботов-собак.

Практически все крупнейшие компании, так или иначе, втягиваются в производство роботов. Вот и Toyota представила милейшего Kirobo Mini. Робот, высотой 10 сантиметров, может выступать в роли собеседника, заниматься поиском информации в интернете, заказывать товары и услуги, бронировать билеты. Отмечают, что устройство стоимостью $ 400 улавливает эмоции хозяина и подстраивается под них. То есть, видимо, при похмелье не будет надоедать разговорами.

Приберем дом

Если вам не нужен ползающий по дому смартфон, то стоить обратить внимание на роботов, заточенных на выполнение одной функции. FoldiMate умеет только складывать и гладить одежду. На него через Kickstarter пытались собрать деньги еще в 2012 году, но тогда кампания провалилась. Однако разработчики не отчаялись и доработали устройство, которое теперь представляет собой небольшую коробку (71 x 81 x 79 см), способную самостоятельно разглаживать, чистить и складывать одежду. Цена за FoldiMate составляет от 700 до 850 долларов.

Маленькие роботы-помощники Zooids должны справиться с творческим беспорядком на столе. Открытый проект Zooids, созданный некоммерческой группой ученых, предполагает использование роя небольших автономных роботов в качестве интерфейса ввода-вывода. Каждый робот автономен и способен действовать как в одиночку, так и вместе со своими «товарищами». Роботы способны отражать информацию, выстраиваясь в определенные пиктограммы и картины. Вы можете рисовать с помощью пары Zooids, а остальные роботы будут в этот же момент отображать рисуемое вами изображение. Также роботы способны гурьбой подтащить к вам телефон (скидывая со стола весь мусор).

А если телефон совсем не нужен, то его можно разобрать на составные части с помощью робота Liam, созданного в Apple. Этот робот способен демонтировать 1,2 миллиона смартфонов в год, но купить его пока нельзя.

ATLAS — один из самых продвинутых роботов в мире, но бездушные ученые заставили его делать уборку по дому. На видео его действия ускорили в 20 раз.

Роботы — хозяева кухни

Устали ждать свой заказ в ресторане? Робот японской фирмы Kawasaki приготовит вам суши за 45 секунд. На самом деле нас здесь обманывают, ведь предварительно человек слепил рисовые шарики и порезал рыбу. А робот просто собрал суши из готовых компонентов.

Dobot, стоимостью $ 1500, украшает торты и взбивает тесто. Но в отличие от обычных роботов-кулинаров, готовящих блинчики, это почти промышленное устройство способно печатать 3D-принтером игрушки, помогает детям изучать программирование и геометрию, делает гравировку, участвует в создании ювелирных изделий и много другое. Не удивительно, что с такими возможностями проект быстро привлек на Kickstarter $ 400 тысяч.

Somabar — робот-бармен, который всего за $ 400 станет вашим пожизненным собутыльником. С его возможностями срок жизни сильно сократится.

Механическая рука приготовит вам с утра чашечку кофе и, если дотянется, подаст в постель. На самом деле этот манипулятор способен приготовить почти 200 стаканчиков кофе в час.

DIY-проект 69-летнего пенсионера, который за три месяца построил машину, способную приготовить тосты, яйцо всмятку, а также чай и кофе.

Роботы-курьеры

Фонд Дмитрия Гришина Grishin Robotics недавно инвестировал в британский стартап Starship Technologies, занимающийся производством роботов-курьеров.

Роботы предназначены для перевозки небольших грузов и способны проехать более 5 км за 30 минут. Сейчас их тестируют в качестве курьеров доставки еды.

В другого доставщика, играющего роль дворецкого в гостинце, инвестировали Intel и фонды Google Ventures и AME Cloud Ventures. Savioke Robot — это такая тумбочка на колесах, которая за прошлый год сделала более 11 тыс. доставок в нескольких отелях.

Несколько лет назад каждый второй новый робот был либо домашним помощником, либо полумедицинским устройством, записывающим каждый ваш чих. Теперь вектор изменился и, кажется, каждый второй робот хочет нести за вами багаж. Робот-носильщик Gita здесь отличился — он способен нести до 18 килограмм груза, балансируя на двух колесах. После внезапного падения робот может самостоятельно подняться и продолжить движение.

Gita будет всюду следовать за вами — убежать не получится. Даже если вы свернете за угол улицы, робот вас найдет благодаря специальному поясу, который придется надеть на себя. На поясе установлена камера, передающая картинку роботу. Кроме того, у него есть еще одна камера — благодаря двум потокам данных он составляет подробную трехмерную карту близлежащего пространства. Доставив багаж до пункта назначения, Gita самостоятельно вернется домой по карте.

И другие

Mabu следит за состоянием здоровья и передает данные врачам. Когда внезапно прихватит сердце, Mabu первым вызовет скорую… На самом деле нет. К сожалению, эта полезная функция пока не реализована. Робот просто следит, какой вы ведете образ жизни и правильно ли принимаете таблетки. Он также скрасит одиночество, расспрашивая о вашем настроении и самочувствии. Вот уж кому можно пожаловаться на жизнь!

Для тех, кто жить не может без красивых фотографий в соцсетях, целая группа промышленных роботов способна устроить полноценную фотосессию! Причем это не постановочный трюк — всю съемку провели реальные промышленные машины компании KUKA, которых специально запрограммировали для подготовки сцены.

И единственный робот в подборке, который похож на человека — более того, выглядит как человек! Realbotix — это интеллектуальная кукла для интимного общения с человеком. С куклой можно общаться как обычным способом, так и используя шлем виртуальной реальности, а специальное программное обеспечение наделяет ее настраиваемой личностью. В продаже куклы появятся уже в этом году по цене около 10 тысяч долларов.

На сегодня всё. В подборку попали одни из самых обсуждаемых домашних устройств за последние полтора года — как видите, почти все они представляют собой не человекоподобное туловище, слоняющееся по дому в поисках, чем бы себя занять, а умные малофункциональные устройства, выполняющие полезные действия под полным контролем человека. По сути, пока что большая часть домашних ассистентов — это элементы умного дома, научившиеся худо-бедно передвигаться, но по своему «интеллекту» они не далеко ушли от смартфона. Посмотрим, что ждет индустрию в 2017 году.

Пошаговые инструкции и схемы по созданию роботов своими руками:

В данном разделе сайта вы найдете подробные инструкции по сборке роботов своими руками в мастерской или даже у себя дома. Увидите фото и видеоинструкции,помогающие в домашних условиях собственноручно создать различные модели роботов. Прилагаются простые и понятные обывателю схемы и чертежи, для того чтобы самостоятельно осваивать это увлекательное и полезное занятие. Благодаря нашим фото и видео урокам вы научитесь проектировать и конструировать разнообразные модели робототехники,в том числе управляемых роботов и прочее. Все это в разделе с пошаговыми инструкциями по проектированию и сборке роботов своими руками.

library_books Подборки: DIY: Подводный дрон с видеокамерой своими руками. Пошаговая инструкция

В этой инструкции показано как сделать подводный дрон из пвх труб с управлением с помощью пульта и с видеокамерой на борту. Достаточно легкий в изготовлении робот, не требующий никаких дорогостоящих комплектующих. Попробуйте сделать такого робота самостоятельно. Смотрите подробности…

schedule 26.09.2018 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Настоящий робот дроид BB-8 под Arduino. Пошаговая инструкция по созданию

​Возможно ли построить дроида ВВ8 в домашних условиях из подручных материалов? Воспользуйтесь нашей пошаговой инструкцией, чтобы создать звездного робота своими руками. В данной инструкции мы покажем вам как построить своими руками известного дроида ВВ-8 ростом в натуральную величину, под управлением arduino и смартфона…

schedule 13.01.2017 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

schedule 05.01.2017 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

schedule 27.10.2016 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Подталкиватель мышки на LEGO Mindstorms. Пошаговая инструкция по изготовлению

​В данной инструкции мы хотим поделиться с вами навыками построения робота на основе комплекта Mindstorm, который двигает вашу компьютерную мышь. Вам наверняка интересно узнать, зачем нужно использовать такую дорогую вещь для такой простой задачи? Цель этого робота – уберечь ваш компьютер в спящем режиме без изменения настроек. Да, кажется, это совершенно бесполезный предмет, но это весело, убедитесь сами…

schedule 23.03.2015 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Несложный робот пылесос под Arduino своими руками. Пошаговая инструкция по изготовлению

Популярность автоматизированных домашних уборщиков с каждым днем возрастает. Не исключение, роботы-пылесосы для сухой уборки, способные поддерживать чистоту пола без вашего вмешательства. Если вы хотите узнать, как он устроен и построить его собственными руками, представляем вашему вниманию инструкцию по сборке простейшего робота-пылесоса из подручных средств…

schedule 20.08.2014 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Коробочка самовыключатель под управлением Arduino. Пошаговая инструкция по созданию

Это руководство — как построить еще один бесполезный робот, который предназначен скорее для развлечения, чем для решения логических задач. Игрушка в виде коробочки с тумблером и открывающейся створкой, заключает в себе ряд механических элементов и блок управления на основе Arduino. Для удобства представляем вам 9 шагов для более детального подхода к сборке. Что из этого получиться увидим, когда соберем эту игрушку у себя дома…

schedule 12.03.2014 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Роботизированная рука на базе LEGO Mindstorm NXT. Пошаговая инструкция по созданию

​В данной инструкции мы расскажем вам, как можно построить самостоятельно роботизированную руку с комплектом Lego Mindstorms NXT. На самом деле, в этой инструкции автор хотел сделать штатив для своей камеры. Но это оказалось трудным заданием. После нескольких экспериментов автору удалось сделать простую роботизированную руку…

schedule 21.01.2014 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Простой робот паук на Arduino и Fischertechnik. Пошаговая инструкция по созданию

​Если вам нужен проект, который будет использовать все свои сервоприводы и механизмы движения, вы можете создать простого робота-паука. Если у вас есть навыки работы с техникой Fischertechnik, LEGO и K’NEX и лишние сервоприводы, этот проект для Вас. Действительно, этот паук с нелепыми движениями является большой обучающей платформой. Основной целью этого проекта является обучение основам работы сервоприводов, их синхронизации, программированию и пониманию диапазона и силы. Результат будет очень забавным…

schedule 09.12.2013 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Sneel — плавающий робот-змея под Arduino. Пошаговая инструкция по созданию

​Sneel является роботом-змеей, который построенный для изучения живых, извилистых движений роботов в водной среде. Он предназначен для перемещения в неизвестной территории и экстремальной местности. Sneel является биомиметическим, мобильным, водным роботом с открытым исходным кодом. Электромеханическая конструкция Sneel имитирует структуру и движения реальной водяной змеи, чтобы исследовать поведение линейных роботов во время плавания. Представляем вам подробнейшую пошаговую инструкцию по его изготовлению…

schedule 15.10.2013 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

schedule 29.05.2013 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Гигантский картонный робот-манипулятор. Пошаговая инструкция по созданию

Представляем вам картонного огромного робота, контролируемого компьютером, рука которого достигает 6 футов. Он состоит из двух конфигураций: 1) рука с захватом – трехпалый захват, который позволяет подбирать игрушки и грязные носки с пола без необходимости нагибаться. Возможность сохранения пути руки позволяет пользователям принимать те же движения с помощью камеры, снятые с точностью и способностью повторного воспроизведения. 2) Кран с камерой — камера с телефона позволяет делать фантастические изображения за мимолетный промежуток времени и видео-съемку…

schedule 29.05.2013 favorite_border

Доступно только зарегистрированным пользователям

Раздел посвящен схемам создания и изготовления роботов своими руками. Все описано подробно, шаг за шагом, весь процесс создания робота или беспилотника. Хотели бы Вы знать, как сделать квадрокоптер своими руками? У нас вы найдете фото и видео инструкции по этому процессу с подробным описанием каждого шага. Каждый пользователь, приложив достаточно усилий и терпения, с нашей помощью сможет создать проект по сборке беспилотника (дрона), своими руками собрать его из подручных материалов, и запрограммировать его. Смотрите полезные видео вех этих процессов, читайте наши советы и рекомендации, и создавайте роботов самостоятельно своими руками! 

Могли бы вы еще недавно себе представить, что сделать робота у себя дома самому будет в принципе возможно? И что это окажется так доступно и просто описано, что процесс сборки будет чем-то увлекательным и веселым? Сегодня мы докажем вам, что это просто. Все подробные инструкции, фото и видео материалы для создания квадрокоптеров / дронов / беспилотников и роботов вы найдете в разделе нашего сайта «Сделай сам».