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将梦想中的机器人带进现实
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世界上最懒惰的动物是考拉和树懒。给树懒喂叶子,半个月后掰开它的嘴,叶子还在嘴里面没全咽下去。而考拉,它一天能睡22小时。
人类在懒惰方面也是不遑多让。天才发明家爱迪生说的好:“人一有机会有希望避开思考的苦事”,我想,真正促进人类文明进步的,除了智慧之外,还有人类DNA里遗传的懒。
懒惰真是人类之光。
可能这就是人类要发明机器人最主要的原因。
人类不想做家务,所以有了扫地机器人。
人类懒得去砌墙,所以创造出了会自动砌墙的机器人。
人类懒得握方向盘,就想躺着让车自己开。
而在电影当中,人类对于机器人的想象力也不断的延伸,超越现在,机器猫哆啦A梦、机器管家安德鲁、胖胖的大白、圆滚滚的BB-8等各种各样机器人在电影里陪伴我们、保护我们。
打造一个真正有用、讨人喜欢的个人机器人一直以来都是人类的梦想。
那么,如何造出一个与人形影不离的机器人助理?
想要造出一个机器人,首先得知道什么是机器人。
机器人(Robot)是一种机器——特别是一种可编程的机器,能够自动执行一系列复杂的动作。(引自维基百科)
具有识别外在世界变化的环境信息,可以对信息进行计算分析,然后思考得出对具体行为的执行解决方案的机器,才能称之为机器人。
有些软件代理虽然也被称作是机器人,但这种是软件机器人,业界通常称它为Bot,而不是Robot。
像微软Cortana、苹果Siri和Google Now都属于Bot范畴,而NAO、Pepper、Loomo都属于Robot的范畴。
机器人需要具备哪些部件?
若要造出一个与我们形影不离的机器人,那这个机器人必须要有一个实体的外形,TA的外壳要漂亮、坚固,识别外界信息需要一双眼睛(传感器),理解我们并想办法执行命令需要一个大脑(运算),在物理世界完成任务就需要一双手、一对轮子(作动器)。
外形
机器人与人类之间的关系其实是极为微妙、难以平衡的。做得太像人类,会引起人本能的生理排斥;做得太像机器,又让人觉得和它说话显得自己像个傻瓜;做得太可爱,又会让人觉得它是个低智的玩具。
造一个机器人,首先要设计好TA的样子,适合陪伴人类的机器人应该有着春天般温暖、海狗般无害的外形。
在家里DIY一个机器人其实是很难的,需要有模具才能做出你想要的样子。如果开模具的话,价格就老贵了……有条件的话可以用3D打印,没有条件可以去万能的淘宝找一些模型进行改造。
行走
移动的能力对于一个完美的机器人也是必须的,它必须具有至少一定程度上的自由度,到达目的地,并与物理世界互动——否则就不能被称之为机器人。那TA一定要有双“脚”,足式的“脚”走得慢功耗又高,轮式的“脚”是目前最优的行走方案,毕竟马儿跑得再快也追不上汽车。
眼睛和大脑
机器人BB8头上有一个类似眼睛的东西,其实那是它的传感器。
传感器是机器人感知外界的重要帮手,它们犹如人类的感知器官。为了让机器人实现尽可能高的灵敏度,需要给它装上视觉、声觉、距离、触觉、接近觉、力觉、滑觉、速度和加速度传感器等。
给机器人装传感器是为了感知外界的环境、提取深度信息。而感知的核心功能是同步定位和地图构建(SLAM)。
SLAM技术解决的是让机器人知道“我在哪”,“这是什么地方”,“怎么离开这个地方”。
你以为有了SLAM就万事大吉了?NAIVE!实际上SLAM算法本身只是完成了机器人的定位和地图构建两件事情,你要想让机器人能帮你拿瓶子、做饭、收拾屋子,就必须赋予机器人快速生成无碰撞、最优运动轨迹的能力,它在业内叫做运动规划。
对于那些有多关节机械臂的机器人来说,运动规划是非常困难的,需要十分耗时的计算。在一个并没有为机器人特意优化设计过的环境中,让机器人捡起一个物品甚至需要数秒的计算。
所以,机器人还需要一颗强劲的大脑——高性能计算平台和高效算法。除了这个大脑,我们还需要驱动机器人动的部件——驱动器,最常用的是电机。
当然,机器人不只是有个实体的样子就行,算法控制才能让它活起来,所以还需要你会控制算法。
以上是机器人的基本组成部分。机器人专家有无数种方法可以将这些元素组合起来,从而制造出无限复杂的机器人。那普通人想要有个机器人怎么办?
造机器人最简单的办法
说了这么多,才发现机器人比手机、电脑还复杂,是不是已经都懒得去造了呢?成功造出一台机器人繁复的过程真的是一言难尽。
有没有简单点但又能造出智能而非智障的机器人方法?有的!Segway Robotics正在打造普适型机器人软硬件,希望凭借简单易用的机器人Loomo开发包帮助每个人打造梦想中的机器人。
大家都知道许多学生和公司通过NAO来做研究,用它来编程,调用声音合成、图像识别、肢体动作的能力,进而使之胜任不同的场景,例如踢足球赛、跳舞。但NAO这种桌面型的机器人运动能力是有限的,而且很贵。
如果你要制造一个可以照顾宠物、与你一起外出的新型机器人,同样的你可以使用Loomo的软件开发包和机器人硬件整机,编写一段JAVA程序就能做到。
Loomo还附带了一个扩展槽,你可以给TA装个手臂帮你拿咖啡、装个铲子帮你除草……它能实现什么功能,由你的脑洞决定,这个脑洞的实现必须符合物理原理。当然,Loomo的这个工具包不是让你制造平庸的作品的。
实操案例:宝马开发者基于Loomo开发的自动泊车助理
实操案例:Loomo变身快递员给英特尔CEO送水
配送机器人既可自动送货也可手动驾驶
不论你专业程度如何,均可以在安卓系统下向Loomo编程,调用其视觉、语音、移动、连接、表达和硬件扩展的能力,让它可扩展到更多场景,完成不同任务。而且它的轮式设计让它有更强的适应性,可以走出室外,实现更多的功能。
在上世纪90年代,泛在计算之父马克·威瑟曾说:“最具深远影响意义的技术,是那些我们感觉不到存在的技术。这些技术自如地融入我们日常生活中,不知不觉成为生活的一部分。”
在过去二三十年里,个人电脑已经做到了这一点,而在未来的几十年里,下一个能做到这一点的可能就是机器人。
聪明灵活的个人机器人,它终有一天会走到你身边,成为你无话不说的密友和形影不离的伙伴。想要了解更多Loomo的信息,猛戳下方二维码↓↓↓
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