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來源:量子位

53 萬一只的波士頓動力機器狗,玩不起怎么辦?

不如利用開源項目,拿樹莓派 DIY 一個,成本不到 4000 元。

這么一站,是不是就有波士頓動力狗那種 feel 了?

先來個熱身運動,展示一下靈活的關節:

通過三軸身體姿態控制,這樣一只樹莓派版波士頓動力狗,可以實現兩種運動模式。

一種是小跑姿態。這種 4 相步態下,機器狗對角線上的兩腿同時移動,能達到更快的移動速度。

另一種是步行姿態。這種結合身體運動的 8 相步態,有助于保持機器狗的平衡和穩定性。

這只機器狗由外國小哥 Michael Romanko 打造。

是不是感到有一絲心動?

那么不妨接著往下看,拿好這份精確到每個細節的開源教程,擁有自己的迷你波士頓動力狗不是夢。

硬件成本不到 4000 元

這只樹莓派機器狗基于開源的 ThingVerse Spot Micro 框架打造。外殼部分由噴嘴 0.6 的 3D 打印機制作。

軟件部分在運行 Ubuntu 16.04 的樹莓派 3B 計算機上實現。

所以首先,需要準備一個價值人民幣 230 元左右的樹莓派 3B 開發板。

控制部分的組件,包括價格不到 30 元,接口為 I2C 的伺服驅動 PCA9685。

以及 12 個伺服電機 PDI-HV5523MG,單個價格約為 70+ 元。

另外,還需要配備一塊 16 × 2,I2C 接口的液晶顯示器。

電池方面,采用的是 2s 4000mAh 的鋰電池,直接連接電源伺服,價格在 160 元左右。

穩壓器用到的是 HKU5 5V/5A UBEC,為樹莓派、液晶面板、PCA9695 控制板供電,價格折合人民幣約為 45 元。

整個一套下來,算上 3D 打印機,成本不超過 4000 元,甚至比斯坦福的廉價開源四足機器人 Pupper 成本更低。

斯坦福 Pupper

精確到每個細節的教程

Mike 組裝教程比較簡略,但是給出自己參考的一個 " 微型機器狗 AI" 社區。

SpotMicroAI 的教程可謂是 " 手把手 ",撰寫教程的工程師幾乎提供了組裝機器狗的每一步詳細,甚至連如何 SSH 連接到樹莓派的方法都有,力求每個人都能看懂。

首先是為樹莓派安裝操作系統,建議安裝 PINN,這是一個增強版的 NOOBS 操作系統安裝器。

安裝好以后,系統自帶 SSH 和 VNC,無需給樹莓派外接鍵鼠,可通過遠程方式對其進行調試。

成功通過 VNC 連接到樹莓派

在 PINN 的眾多操作系統選項中選擇安裝 Raspbian Lite。此后將斷開 VNC 連接,全部用 SSH 連接到樹莓派。

樹莓派系統自帶 FTP,為了方便初學者在電腦和樹莓派之間傳輸文件,建議安裝 FileZilla 軟件。

輸入樹莓派的 IP 地址、用戶名、密碼、端口 22,點擊 Quickconnect 即可連上樹莓派的文件系統。現在,您可以根據需要從 SpotMicroAI 拖放文件。

接下來進入最關鍵的步驟,安裝機器狗控制軟件,為了簡化安裝,作者已經寫好了腳本,安裝過程自動完成。

然后啟動通訊總線 I2C。打開終端并運行以下命令:

sudo raspi-config

然后從顯示選項進行以下更改:Interfacing options → Enable I2C

再按照下圖的方式將所有硬件和樹莓派連接起來:

機器狗外殼的 3D 打印文件也同時附送,作者建議使用 0.6mm 的噴嘴,層高設置為 0.3mm,可以最大限度地加快打印速度。

完成硬件組裝后就是軟件調試部分。

先下載 JSON 的格式的默認配置文件,將該文件放在用戶主目錄下。

打開校準工具,對 12 個伺服點擊進行校準,找到機器狗 " 休息 " 時電機的初始位置。

cd ~/spotmicroai/calibration./calibration.sh

經過校準后的機器狗,就可以做出各種動作了。

等等,給機器狗尾部安裝的顯示屏有什么用呢?其實它可幫我們快速看到機器狗當前的狀態。

比如,在上面的面板里,我們能看到樹莓派 CPU 當前的溫度、與外部控制器的連接狀態、伺服控制板狀態,等等。

至此迷你機器狗就大功告成了。如果你不僅想組裝它,還想學習更高階的開發教程,那么可以去看一下 Extra 里的內容。

下一步計劃

現在 Mike 的迷你機器狗只能做一些簡單的動作,Mike 下一步的計劃是讓它和波士頓動力的機器狗一樣智能。Mike 未來的目標是:

1. 加入激光雷達,通過 SLAM 實現房間的簡單 2D 映射。就像原版的波士頓動力機器狗一樣。

現在已經有人實現了 Mike 的第一個目標:

2. 開發自動運動模塊,指導機器人圍繞感測到的 2D 環境執行簡單任務。例如在房間中導航,并避免撞到障礙物。

3. 結合攝像頭或網絡攝像頭創建軟件模塊,進行基本的圖像分類。例如,感知到拳頭的閉合和張開,讓機器人對某個動作做出特定反應,實現手勢控制。

網友:整起來

自己動手 DIY" 波士頓動力狗 ",這樣的實踐連樹莓派官方都點了贊。

網友們則紛紛表示:鵝妹子嚶,這真的很酷。

也有人迫不及待,打算自己動手做起來了。

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標簽:機器 波士頓 動力 安裝 伺服 教程 組裝 校準
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