Menu Lekcji:
- Lesion 1 – Getting Started
- Lesion 2 – Choosing a Robotic Platform
- Lesion 3 – Making Sense of Actuators
- Lesion 4 – Understanding Microcontrollers
- Lesion 5 – Choosing a Motor Controller
- Lesion 6 – Controlling your Robot
- Lesion 7 – Using Sensors
- Lesion 5 – Choosing a Motor Controller
- Lesion 6 – Controlling your Robot
- Lesion 7 – Using Sensors
- Lesion 5 – Using the Robot. Używanie czujników
- Lesion 8 – Zdobywanie właściwych narzędzi
- Lesion 9 – Składanie robota
- Lesion 10 – Programowanie robota
Rozpoczęcie
Witamy w pierwszej części Wielkiego Samouczka RobotShop, serii 10 lekcji, które nauczą Cię, jak stworzyć własnego robota. Ten samouczek jest skierowany do każdego, kto chce rozpocząć swoją przygodę z robotyką i posiada podstawową wiedzę na temat takich pojęć jak „napięcie”, „prąd”, „silnik” i „czujniki”. Chociaż może się to wydawać dość podstawowe, nawet osoby z wcześniejszym doświadczeniem w budowaniu robotów mogą znaleźć przydatne informacje dotyczące ogólnej metody budowy robota.
Co to jest robot?
Jest wiele definicji robota i jak dotąd nie osiągnięto prawdziwego konsensusu. My luźno definiujemy robota w następujący sposób:
Robot: Urządzenie elektromechaniczne, które jest zdolne do reagowania w jakiś sposób na swoje środowisko i podejmowania autonomicznych decyzji lub działań w celu osiągnięcia określonego zadania.
To oznacza, że toster, lampa lub samochód nie byłyby uważane za roboty, ponieważ nie mają możliwości postrzegania swojego środowiska. Z drugiej strony, odkurzacz, który może poruszać się po pokoju, lub panel słoneczny, który szuka słońca, może być uważany za system robotyczny. Ważne jest również, aby zauważyć, że „roboty” występujące na przykład w Wojnach robotów lub jakiekolwiek zdalnie sterowane urządzenie nie mieści się w tej definicji i jest bliższe bardziej złożonemu zdalnie sterowanemu samochodowi. Mimo że definicja ta jest dość ogólna, być może w przyszłości będzie musiała ewoluować, aby nadążyć za najnowszymi osiągnięciami w tej dziedzinie. Aby zorientować się, jak szybko rozwija się robotyka, proponujemy zapoznać się z historią robotyki w RobotShopie.
Zacznijmy
Ta seria samouczków ma za zadanie przeprowadzić Cię przez etapy budowy kompletnego robota mobilnego. Jest to 10 lekcji, które będą publikowane w ciągu kolejnych 10 tygodni. Każda lekcja poprowadzi Cię przez jeden krok tworzenia robota mobilnego ogólnego przeznaczenia. Pozwoli Ci to zbudować własnego robota mobilnego, który będzie wykonywał wybrane przez Ciebie zadanie. Każda lekcja będzie ilustrowana przykładem z doświadczeń RobotShopu w produkcji robota RobotShop Rover. Lekcje powinny być czytane jedna po drugiej i opierać się na zdobytych informacjach.
Pierwszym krokiem jest określenie, co ma robić Twój robot (tzn. jaki jest jego cel w życiu). Roboty mogą być używane w prawie każdej sytuacji i są przede wszystkim przeznaczone do pomagania ludziom w jakiś sposób. Jeśli nie jesteś pewien, co chcesz, aby Twój robot robił lub po prostu chcesz skoncentrować swoje wysiłki na konkretnych zadaniach, oto kilka pomysłów:
Wiedza & Uczenie się
Aby budować coraz bardziej złożone roboty, większość profesjonalistów i hobbystów korzysta z wiedzy, którą zdobyli budując poprzednie roboty. Zamiast budować jednego robota, możesz uczyć się, jak używać poszczególnych komponentów w celu zbudowania własnej „biblioteki wiedzy”, którą będziesz mógł wykorzystać, aby w przyszłości podjąć się budowy większego, bardziej złożonego projektu.
Zabawa & Koleżeństwo
Budowanie robota jest samo w sobie zabawne i ekscytujące. Robotyka zawiera aspekty wielu dyscyplin, w tym inżynierii (mechanicznej, elektrycznej, komputerowej), nauk ścisłych (matematyki i fizyki) i sztuki (estetyki), a użytkownicy mogą swobodnie korzystać ze swojej wyobraźni. Zabawianie innych swoimi dziełami (zwłaszcza jeśli są one przyjazne dla użytkownika i interaktywne) pomaga innym zainteresować się tą dziedziną.
Konkursy & Konkursy
Konkursy dają wytyczne projektowe i termin wykonania. Stawiają one również Twojego robota przeciwko innym z tej samej klasy i sprawdzają Twoje umiejętności projektowania i konstruowania. Chociaż wiele konkursów jest przeznaczonych specjalnie dla uczniów (od podstawówki do uniwersytetu), istnieją również konkursy otwarte, w których mogą brać udział dorośli i profesjonaliści.
Autonomiczna „forma życia”
Ludzie są naturalnymi twórcami i innowatorami. Następną wielką innowacją będzie opracowanie w pełni autonomicznej „formy życia”, która będzie rywalizować lub przewyższać nas samych pod względem zdolności i być może kreatywności. Cel ten jest wciąż realizowany małymi krokami przez jednostki, organizacje badawcze i profesjonalistów. Chociaż prawdopodobnie dopiero zaczynasz swoją przygodę z robotyką, masz nadzieję, że tworzenie podstawowych zachowań autonomicznych okaże się zabawne i interesujące, a także łatwiejsze, niż mógłbyś się spodziewać.
Zadania domowe lub zawodowe
Roboty domowe pomagają uwolnić ludzi od nieprzyjemnych lub niebezpiecznych zadań i dają im więcej wolności i bezpieczeństwa. Roboty profesjonalne i usługowe są wykorzystywane w różnych zastosowaniach w pracy, w miejscach publicznych, w niebezpiecznych środowiskach, w miejscach takich jak głębiny morskie, pola bitew i przestrzeń kosmiczna, by wymienić tylko kilka z nich. Poza obszarami usług takimi jak czyszczenie, nadzór, inspekcja i konserwacja, wykorzystujemy te roboty tam, gdzie ręczne wykonanie zadania jest niebezpieczne, niemożliwe lub nie do zaakceptowania. Roboty profesjonalne i usługowe są bardziej zdolne, wytrzymałe i często droższe niż roboty domowe i idealnie nadają się do zastosowań profesjonalnych i/lub komercyjnych.
Bezpieczeństwo i nadzór
Większość robotów mobilnych jest wykorzystywana do zapuszczania się w obszary, w których człowiek nie powinien lub nie może się znaleźć. Roboty o różnych rozmiarach (zdalnie sterowane, półautonomiczne lub w pełni autonomiczne) są idealnym wyborem do tych zadań.
Praktyczny przykład
Przewidujemy, że większość z Was śledzących ten poradnik ma na celu zbudowanie robota do nauki i wiedzy, ale także dla czystej zabawy; chociaż wielu będzie miało konkretny pomysł lub projekt, który chcą zrealizować. Ostatnią ważną kwestią jest budżet. Trudno jest dokładnie wiedzieć, co ludzie mają na myśli, gdy budują swojego pierwszego robota; jeden może już chcieć zbudować autonomicznego robota do odśnieżania, podczas gdy inny chce po prostu zrobić inteligentny zegar. Prosty programowalny robot mobilny może kosztować około 100 dolarów, podczas gdy bardziej skomplikowany może kosztować kilka tysięcy dolarów. W tym ćwiczeniu postanowiliśmy zbudować mobilną platformę, aby poznać silniki, czujniki, mikrokontrolery i programowanie, a także aby uwzględnić różne czujniki. Utrzymamy budżet na poziomie około 200 do 300 dolarów, ponieważ chcemy, aby był on w miarę kompletny.
W celu uzyskania dalszych informacji na temat nauki tworzenia robotów, proszę odwiedzić Centrum Nauki RobotShop. Odwiedź forum społeczności RobotShop, aby uzyskać pomoc w budowaniu robotów, zaprezentować swoje projekty lub po prostu spędzić czas z innymi przyjaciółmi-robotnikami.
