
ifanr·NExT 是愛范兒推出的一個系列主題活動,聚焦前沿科技領(lǐng)域,探討科技發(fā)展趨勢。在上周的活動中,我們邀請了三位嘉賓,為我們分享機器人領(lǐng)域方面的知識。其中,一直在深圳創(chuàng)業(yè)的張浩的分享十分精彩,十分值得分享出來,讓所有對機器人感興趣的人興奮一把。
關(guān)于張浩,他是國內(nèi)創(chuàng)客領(lǐng)域的代表性人物,是少數(shù)國內(nèi)參加過 CCCamp、HOPE 等國際駭客(Hacker)聚會的創(chuàng)客。他制作過不少機器人。其中最讓他驕傲的,是電子科技大學念書期間為參加亞太大學生機器人大賽而制作的機器人。也正是這部傾注了張浩心血的機器人,帶領(lǐng)電子科技大學過五關(guān)斬六將,取得了 2009 年亞太大學生機器人大賽的冠軍。

離開大學后,一直夢想制作機器人的張浩加入了果殼網(wǎng),主要負責“DIY 小組”的內(nèi)容更新。在那一年里,他挑戰(zhàn)了不少高難度的課題,其中他制作的“瀑布永動機”,得到全球 DIY 大賽 MakerBot Chanlleng 的一等獎。離開果殼之后,張浩還擔任腦波飛行器 PuzzleBox 的首席硬件架構(gòu)師,該產(chǎn)品成功在 Kickstarter 上眾籌并全球銷售。目前,他剛剛成立了“藍胖子機器人”公司,夢想發(fā)明出像“哆啦 A 夢”一般的能夠在家里幫我們忙的自主服務(wù)機器人。
從以上介紹中,我們可以知道張浩是一個對機器人領(lǐng)域非常了解,具備國際視野,而且技術(shù)相當全面的創(chuàng)客。在 ifanr·NExT 的活動上,張浩解答了“什么是機器人?怎么造出一個機器人?”的問題。
什么是機器人?
對于這個問題,由美國國防部贊助,國防高等研究計劃署(DARPA)舉辦的機器人挑戰(zhàn)賽說明中,把現(xiàn)實世界當中的機器人分為三種:工業(yè)機器人、遙控機器人、自主機器人?,F(xiàn)在機器人大賽里所比較的,是自主機器人。

到底有多少,和怎樣的自主機器人?張浩以國際的機器人比賽里出現(xiàn)過的機器人作為說明。
目前來說 DARPA 的機器人挑戰(zhàn)賽是全球水平最高的機器人比賽,每一次比賽的主題都不一樣,一般是模擬一些極限的條件下,讓機器人自己解決特定的任務(wù)。
比如途這寬機器人,就要解決爬梯的問題
亞太大學生機器人大賽是國內(nèi)能夠接觸到的機器人比賽,它由 CCTV 舉辦,每一次都會設(shè)置不同的關(guān)卡,讓學生設(shè)計機器人,以最快的速度來滿足關(guān)卡里的通關(guān)條件。機器人世界杯三大系列之一 Robocup@Home 也很有意思,這個比賽里的目標是讓機器人完成自動幫助我們完成家里的瑣事,比如幫忙制作一份三明治之類的。

如何制作出一部機器人?
張浩這張幻燈片解釋得很清楚,機器人其實分為三個部分:機械、電子、軟件。其中,機械的作用就好像骨頭,電子部分就好像人體的肌肉和器官,而軟件部分就好像我們的神經(jīng)系統(tǒng)。不過,軟件部分也分為兩種,一種是嵌入式軟件,它的作用就好像我們的脊椎,或者是植物性神經(jīng)系統(tǒng),能夠讓我們作出基本的反映;另一種高級軟件,往往運行在單獨的筆記本電腦上,它的作用就好像大腦,進行復雜的決策。
對于機械部分,張浩建議大家首先好好觀察身邊的事物,看它是如何運作的,也可以購買關(guān)于機械結(jié)構(gòu)的書籍來學習。然后,就是通過開源的 CAD 軟件嘗試自己制作機械組件,這些軟件包括:OpenSCAD、QCAD、FreeeCAD 和 LibreCAD。
機器人的電子部分是軟件和硬件的奇妙結(jié)合體,它包括了傳動裝置(比如馬達)、多種傳感 還有嵌入式計算機等等。
在熟悉認識以上電子元件之后,張浩還介紹了幾款開源的 CAD 軟件,輔助我們的電子設(shè)計,包括:KiCAD、gEDA、Frizing。
至于嵌入式計算機,現(xiàn)在也可以搞到便宜又簡單的開源硬件,比如 Arduino、Raspberry Pi 等等。至于更加高級的軟件部分,則可以選擇 ROS、MoveIt!、Rviz、Gazebo 和 PCL,有了這些操作系統(tǒng)作為支撐,開發(fā)者可以開發(fā)負責的軟件,控制機器人作出復雜的動作和判斷。
從張浩的分享當中,我們可以看出,當下機器人領(lǐng)域開源的工具很多,也就是說,只要動手能力夠強,英語夠好,就可以利用這些開源的工具制作出自己的機器人。而且還別忘了,中國是制造業(yè)大國,不管機器人機械部分還是電子部分,都相比國外更加容易獲取。