DRONEE PILOT: o solutie completa pentru navigarea autonoma a unei drone sau a unui robot

DRONEE PILOT este un modul care include toata gama de senzori necesari la navigarea autonoma a unei drone sau unui robot.

Pentru un suport cat mai mare din partea comunitatii Raspberry Pi, designerii folosesc placa RaspberryPi Compute Module 3.

Lista de senzori include GPS, senzor de telemetrie, si senzorul Next Gen Airspeed care ia in calcul temperatura ambientala. Adaugarea de senzori aditionali se poate face prin folosirea porturilor aditionale.

Un singur modul DRONEE PILOT fara senzorul Airspeed, antena GPS, si modulul Raspberry Pi are un pret de €285.00. Pretul creste la €394.99 daca se adauga senzorul, antena GPS si modulul Raspberry Pi.

DRONEE PILOT

DRONEE PILOT

Roboti pneumatici pentru hobby

Un sistem pneumatic foloseste aer comprimat pentru a indeplini o anumita sarcina. Cu siguranta ati experimentat un astfel de sistem la un dentist sau daca v-ati plimbat cu autobuzul prin oras. Usile autobuzului se inchid si deschid cu un astfel de sistem.

In robotica, sistemele pneumatice se folosesc pentru a inlocui servo motoare si motoare electrice. Indiferent care dintre cele doua tipuri de sisteme pneumatice este folosit, rezultatul este acelasi. Un motor pneumatic actioneaza pentru a misca o anumita incarcare.

Un astfel de sistem este simplu. Daca ati umflat roata la bicicleta, tocmai ati utilizat un astfel de piston pneumatic. In interior este un piston cilindru care se misca in sus si in jos pentru a crea presiune.

Chiar daca un sistem pneumatic este simplu, gasim destul de rar cate un proiect de hobby care sa foloseasca pistoane pneumatice pentru a actiona brate, picioare sau alte componente ale robotului.

Cele mai multe proiecte care folosesc sisteme pneumatice sunt in domeniul filmului. Disney foloseste aer comprimat pentru a pune in miscare diverse personaje. Servo motoarele sau motoarele electrice nu sunt cele mai bune componente hardware pentru a construi un robot cu miscari realistice si fluide.

Avantaje

  • simplitate. Orice componenta a unui sistem pneumatic poate fi schimbata simplu si eficient in comparatie cu motoare electrice sau hidraulice.
  • precizie si repetabilitate buna. Precizia unui sistem pneumatic este de aproximativ 2 mm cu o repetabilitate de 0.02mm.
  • chiar daca nu se aplica la proiectele de hobby, un motor pneumatic poate fi folosit la temperaturi extreme. Temperaturile cu minus pot atinge -40 grade Celsius, in timp ce temperaturile cu plus pot atinge 120 grade Celsius.
  • un motor pneumatic este usor de inlocuit in cazul unei defectiuni.
  • simplu si curat. Folosind aer ca si material principal pentru producerea de miscare, un astfel de sistem este mult mai simplu si curat in comparatie cu un sistem hidraulic.

Dezavantaje

  • pasionatii de roboti care folosesc sisteme hidraulice pentru a actiona diverse componente, nu au la dispozitie o varietate insemnata a componentelor hardware. Mai mult, este destul de greu de procurat aceste componente, cel putin in Europa.
  • daca un astfel de sistem are pierderi de aer, eficienta scade foarte mult.
  • compresorul care pompeaza aer trebuie sa mearga aproape incontinuu chiar daca nu exista miscare.
  • zgomot si vibratii. Compresorul produce mult zgomot si vibratii in comparatie cu un sistem electric sau hidraulic.
  • eficienta. Pentru o eficienta ridicata, sistemul pneumatic trebuie sa corespunda unui job specific. Cu alte cuvinte, acelasi piston pneumatic poate fi folosit la un alt proiect de robotica doar daca permite ajustarile necesare.
  • spatiu. Spatiul este o problema in majoritatea proiectelor de robotica. Un astfel de sistem ocupa destul de mult spatiu.
Robot pneumatic (<a href="https://www.youtube.com/watch?v=NvXpKpCuFP8" target="_blank">sursa</a>)

Robot pneumatic (sursa)

Un exemplu de sistem pneumatic al unui robot construit acasa

Daca folositi curent electric pentru a misca un brat robotic, aveti nevoie de servo motoare, controler de servo motoare si un microcontroler pentru a controla controlerul de servo motoare. Sistemul este simplu si este des intalnit in proiectele DIY facute acasa.

Pentru un sistem pneumatic, lista componentelor este lunga si costisitoare. Sa vedem despre ce este vorba:

  • Compresor: acest dispozitiv care produce zgomot si vibratii este de baza pentru orice proiect pneumatic. Avand in vedere efectele produse, este necesar ca montarea lui sa fie la distanta fata de senzori sau camere video. Un compresor folosit de hobbisti ar fi acesta.
  • Valva pentru presiune: aceasta este un sistem de siguranta pentru cazurile cand presiunea din sistem creste foarte mult.
  • Conectori: pentru a atasa componentele intre ele, aveti nevoie de conectori.
  • Comutator de presiune: acesta este un senzor care trimite semnal catre compresor pentru a se opri cand este atinsa o anumita presiune.
  • Rezervor de aer: aici este tinut aerul sub presiune. Daca aveti un sistem care consuma multe resurse, probabil ca aveti nevoie de mai multe astfel de rezervoare.
  • Regulatoare: acestea regleaza presiunea la componentele sistemului. Daca este necesara aplicarea unor presiuni diferite la anumite componente, aveti nevoie de mai multe regulatoare.
  • Indicator de presiune: acesta indica presiunea din sistem.
  • Valve automate: aceastea au un rol asemanator tranzistorilor intr-un sistem electric. Acestea au capacitatea de a schimba sensul de curgere al aerului si pot fi controlate pentru ambele directii.
  • Valve manuale: acestea sunt controlate manual si sunt in general folosite pentru siguranta utilizatorilor.
  • Piese de lagatura: acestea sunt piese care conecteaza toate componentele sistemului. Se gasesc in diferite dimensiuni si forme.
  • Furtune de aer: intr-un sistem de curent electric avem fire de curent pentru a transporta curentul de la sursa la consumator. Intr-un sistem pneumatic avem nevoie de furtune de aer.
  • Cilindrul pneumatic: acesta este echivalentul motorului electric si foloseste presiune pentru a produce miscarea pistonului pentru a indeplini o anumita sarcina.

Lista unui sistem pneumatic este lunga, mult mai lunga in comparatie cu a unui sistem electric. Din punct de vedere al costurilor, avantajul este net al unui sistem electric. Din punct de vedere eficienta, sistemul pneumatic are un avantaj in comparatie cu un sistem electric.

Ce tipuri de element de actionare intentionezi sa folosesti in proiectele tale? Electric sau pneumatic?

uArm Swift Pro

ufactory a lansat noul brat robotic uArm Swift Pro. Bratul robotic este open-source, iar asa cum ne-am obisnuit cu cei de ufactory, pentru control foloseste o placa Arduino Mega 2560.

Pe langa pretul cel putin dublu fata de versiunea standard uArm Swift, versiunea Pro vine cu imbunatatiri pentru a putea fi folosit la imprimare 3D si pentru operatii care necesita viziune computerizata.

Daca tot am zis ceva de pret, Swift Pro pleaca de la $1,129.95 in timp ce Swift are un pret de $499.00. Ambele preturi nu includ si transportul.

Lasand la o parte faptul ca bratul a fost proiectat pentru doritorii de bricolat sau pentru folosirea in cursuri educationale, Pro are cateva caracteristici interesante care pot fi folosite si de micile afaceri.

ROS si viziune computerizata. Doua concepte care suporta aplicatii de tip recunoastere si pick&place pentru obiecte de dimensiuni mici de pana in 500g. Precizia de 0.2mm ajuta la manipularea obiectelor sau printarea 3D cu acuratete.

Swift Pro suporta mai multe metode de programare. Lasand la o parte programarea vizuala (este mai mult pentru incepatori sau aplicatii simple), ajungem la programarea prin sketch-uri Arduino sau Python pentru ROS.

Mai jos sunt specificatiile tehnice ale bratului:

  • Arduino Mega 2560 Motherboard
  • Customized Gearbox & Stepper Motors
  • 12-bit Encoder Position Feedback
  • 4 Degrees of Freedom
  • Max Payload: 500g
  • Repeatability: 0.2mm
  • Working Range: 50mm–320mm
  • Max Speed: 100mm/s
  • Input Voltage: 12VDC
  • Bluetooth 4.0
uArm Swift Pro

uArm Swift Pro

De ce astfel de proiecte nu reusesc sa atraga fonduri de finantare

Imi place foarte mult proiectul TigerBot de pe Kickstarter. O masina de tuns iarba full electrica care poate fi comandata de la distanta. Are microfon, camera, si o baterie de 100A. In linii mari, are cam tot ceea ce trebuie pentru un robot de tuns iarba comandat din fata televizorului sau de pe terasa casei. Si totusi campania de strangere de fonduri nu merge foarte bine. De ce?

In primul rand am incercat sa gasesc partile lipsa din campania de pe Kickstarter.

Descrierea proiectului nu este completa. Ca si client, as fi interesat de timpul necesar pentru o incarcare completa a bateriei.

Detalii precum suprafata de iarba taiata la o singura trecere, unghiul maxim de inclinare al pantei la care poate fi folosita lipsesc din descriere. Avand in vedere ca este o masina de tuns iarba pentru suprafete mari, probabil de cateva mii de metrii patrati, ma intereseaza panta maxima pe care poate fi folosita.

$1910 sau $2600: primul pret este valabil in timpul campaniei de strangere de fonduri, cel de-al doilea este pretul in magazin. O varianta aproximativa a unei masini de tuns iarba pe benzina costa in jur de $1,460. Avand in vedere o complexitate mecanica mai mica pentru o masinarie de tuns iarba electrica, pretul de $2600 este aproape nejustificat.

Robotul va fi vandut doar in US. Asta pot intelege avand in vedere ca ar fi un cosmar logistic sa trimiti pe un alt continent o astfel de masinarie.

Si totusi, de vina pentru esecul campanie sa fie doar informatiile lipsa? Sau poate ca este prea devreme sa vorbim de o cerere de astfel de masinarii electrice?

TigerBot

TigerBot

Saptamana aceasta in robotica: 7-13 August

7-13 August 2017 a fost o saptamana incarcata pentru robotica. De la lansari de noi kituri de roboti, proiecte militare, si pana la campanii de strangere de fonduri, tutoriale despre inteligenta artificiala, si o cercetarea pentru a face roboti prietenosi. Mai jos gasiti o prezentare succinta a acestora.

  • ANYmal – Companie elvetiana Anybotics a mai facut o prezentare a prototipului de robot cu picioare care imita un caine. Robotul pare mai avansat la capitolul mobilitate decat AlphaDog a celor de la DARPA;
  • Un japonez a proiectat un robot cu forma de roata dintr-un material care se poate deforma;
  • GoPiGo3 este disponibil pe Amazon.com si RobotShop;
  • Cineva a construit cel mai mic robot cu inteligenta artificiala;
  • Norman Di Palo a fost in Japonia si a construit un robot cu inteligenta artificiala intr-o saptamana;
  • Robotul acesta foloseste Kinect, ROS, un algoritm de recunoastere si Raspberry Pi pentru a urmari un om;
  • CrazyPi este un nou proiect pe Kickstarter care cauta finantare. Este un kit robotic care poate fi folosit la o gama variata de aplicatii;
  • Daca vrei sa faci un robot care sa prinda la public, trebuie sa fie imperfect;
  • Bine de stiut daca vrei sa vinzi roboti care includ tehnologii open-source;
  • O comparatie intre Tensorflow vs Keras vs PyTorch;
  • Un tutorial despre cum sa masori distanta folosind senzorul ultrasonic HC-SR04 si Raspberry Pi;
  • O introducere lunga in TensorFlow;
  • Cum sa construiesti o masina autonoma cu Raspberry Pi si TensorFlow;

Sa intelegem conceptul de vector si tensor

Invatarea automata (parte a inteligentei artificiale) foloseste librarii precum TensorFlow pentru a face calcule numerice. Pentru calcule numerice libraria foloseste tensori.

Primul pas in intelegerea tensorilor este intelegerea vectorilor.

Marime scalara vs marime vectoriala

Ambele concepte sunt marimi, logic. Diferenta dintre cele doua concepte este ca un vector are o directie. De exemplu, “1 metru” este o marime scalara, insa “1 metru nord” este o marime vectoriala.

Intelegerea celor doua concepte este foarte bine detaliata in urmatorul film:

Un Proiect Simplu de Brat Robotic Printat 3D

Crearea unui brat robotic nu este chiar un task foarte dificil, insa trebuie sa ai anumite abilitati plus niste bani de cheltuit. La fel ca majoritatea proiectelor de acest fel, si acest brat are o structura printata integral cu o imprimanta 3D.

Bratul este controlat cu o placa Arduino. Pentru miscarea bratului pe verticala si orizontala sunt folosite opt servo-motoare. Sursa de alimentare pentru servo motoare si placa Arduino este de 6V si poate suporta o incarcare de pana la 2A.

Cosul sursa pentru Arduino si componentele in format STL le gasiti aici.

Componentele bratului robot:

  • 1 x Arduino Uno
  • 4 x TowerPro MG995
  • 4 x TowerPro SG90S MINI
  • cabluri mama-mama si tata-tata
  • 1 X breadboard
Brat robotic printat 3D

Brat robotic printat 3D

Robot Invatat Sa Conduca Singur Folosind Tensorflow

DeepTesla este o retea neuronala cu mai multe straturi proiectat pentru a pilota o masina. Reteaua neuronala este folosita in acest proiect pentru a recunoaste un traseu delimitat de linii.

Robotul foloseste o simpla camera web pentru a capta imagini. Imaginile sunt procesate in timp-real pe un Raspberry Pi 3 la o rata de 30-50ms/frame.

Modulul de inteligenta artificiala a fost invatat sa piloteze pe un computer cu un procesor grafic GTX 1060.

SW 6010 – un robot pentru recoltarea căpșunilor

SW 6010 este primul robot autonom disponibil pe piață care detectează și culege căpșuni.

Robotul are atașat o serie de brațe mobile care pot identifica și culege căpșunile coapte.

Robotul analizează căpșunile una câte una și le culege delicat pentru a nu deteriora fructul.
AGvision este un sistem dezvoltat de companie și folosește inteligență artificială pentru identificarea fructelor cât și calitatea lor.

Navigarea printre rândurile de căpșuni se face autonom, astfel că operatorul se poate ocupa de așezarea căpșunilor în cutii.

SW 6010 - un robot pentru recoltarea căpșunilor

SW 6010 – un robot pentru recoltarea căpșunilor

Un robot pentru cules fructe sensibile

Căpșunile sunt fructe delicate și necesită atenție la cules. Startup-ul Dogtooth Technologies a proiectat un braț robotic capabil să culeagă fructe sensibile la cules precum căpșunile.

Robotul folosește viziune computerizată și algoritmi de mișcare pentru a recunoaște și localiza fructele coapte care trebuie culese.

Următorul pas în dezvoltarea robotului este îmbunătațirea algoritmilor de procesare a imaginilor. Pentru a lua decizii mai bune în recoltarea fructelor, robotul are nevoie de algorithmi capabili să învețe astfel încăt recoltarea să fie cu un număr cît mai mic de erori.

Imaginile cu fructe sunt captate de câteva camere care se mișca în sus și în jos pentru o vizualizare detaliată a culturilor.

Sistemul GPS montat pe platforma robotului ajută la stabilirea cu precizie a plantelor si a producției de fructe. Astfel fermierul poate identifica zona cea mai productivă, precum și zona cu un randament scăzut.

Un robot pentru cules fructe sensibile

Un robot pentru cules fructe sensibile