不難發(fā)現(xiàn)，華為的天才少年稚暉君一發(fā)作品，便出精品。3 月 13 日，他在 B 站、微博等平臺發(fā)布了能動的電腦配件，說是電腦配件，其實是一個機(jī)器人，這真是讓網(wǎng)友大開眼界了。
這個機(jī)器人可不是普通的機(jī)器人，它有著迷你的外觀，小小的一只十分地惹人喜愛。充當(dāng)電腦插件的同時，它還能向你做滑稽的表情。除此之外，它還會模仿你的動作，讓你知道什么叫 " 模仿大師 "。
說到稚暉君，相信很多人都對他有了一定的了解。除了 " 稚暉君 " 這個稱號，他還被很多網(wǎng)友稱為 " 華為天才少年 "" 野生鋼鐵俠 "，其實他的原名叫彭志輝。在 2020 年，他經(jīng)過華為的七輪面試，最終拿到 offer，成功入職華為。在 2021 年 1 月，他還獲得 B 站 "2021 年度百大 UP 主 " 稱號。之前的螃蟹號火星車、無人駕駛自行車、可以打游戲的充電寶等設(shè)計，讓他在社交平臺上走紅，現(xiàn)在讓我們來看看他的最新成果吧從圓形 LCD 想到設(shè)計機(jī)器人，再由 " 小可愛 " 確定把機(jī)器人做成配件平時喜歡收集各種迷你小屏幕的稚暉君，一次偶然淘到了一塊圓形的小 LCD。對機(jī)器人感興趣的他便心血來潮想到用這個圓形小塊來做一個又硬又萌的機(jī)器人。
這位大佬的靈感來源于前幾年很火的機(jī)器人 Anki Vector、豐田的對話機(jī)器人 Kirobo Mini 、索尼的音樂蛋 Rolly、長得很像阿童木的迷你機(jī)器人 Robi 等，這些機(jī)器人的設(shè)計頗有意思，加上它們生澀的動作，格外地引人眼球。
這些 " 小可愛們 " 由于體積的原因，導(dǎo)致計算能力和續(xù)航都受到了很大的限制。因為它們只能實現(xiàn)固定程序的一些簡單功能，比較單一化，而且擴(kuò)展性和開放性都不強(qiáng)。要想實現(xiàn)稍微智能點的功能，比如語音對話，還得連接耳機(jī)，然后借助手機(jī)芯片和網(wǎng)絡(luò)的力量來實現(xiàn)。顯然，這不夠?qū)嵱谩?/div>
所以稚暉君想著換一個思路，來設(shè)計一個無需充電，隨時待機(jī)，又具備強(qiáng)大計算能力的桌面級迷你小機(jī)器人。經(jīng)過驗證，稚暉君發(fā)現(xiàn)這個想法是可以實現(xiàn)的，解決方法就是把機(jī)器人變成一個電腦配件。
對機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)、電路方面的設(shè)計
要想設(shè)計一個實用的機(jī)器人，首先這個機(jī)器人要能動起來，因此稚暉君采用了一套執(zhí)行單元，并且搭載在小巧的機(jī)身內(nèi)，運(yùn)動自由度實現(xiàn)盡可能的大。其次他還通過 USB 和電腦進(jìn)行取電和通信。最后，采用上文所提到的 LCD 顯示屏做機(jī)器人頭部的顯示面板。
結(jié)構(gòu)設(shè)計
稚暉君把設(shè)計風(fēng)格設(shè)定為圓潤可愛的科幻風(fēng)，整個圓形屏幕作為全面屏的顯示面板，雙臂可動，而且分別有兩個自由度。此外，身體和頭部還各有一個自由度，可進(jìn)行多方面旋轉(zhuǎn)。
值得一提的是，這是稚暉君首次進(jìn)行 T-Spline 曲面建模。為了在很小的機(jī)身下塞下 6 個自由度的舵機(jī)，他還嘗試了一些很有創(chuàng)意的傳動方案，比如機(jī)器人的手臂可以同時進(jìn)行前后和左右旋轉(zhuǎn)，但是這塊的手臂只有一個硬幣的尺寸，不可能在里面塞下一整個舵機(jī)的，因此只能把所有的驅(qū)動舵機(jī)塞進(jìn)肚子里。
除此之外，華為的天才少年希望兩個手臂可以進(jìn)行反驅(qū)。
那么如何在這極限的尺寸之下，把兩個舵機(jī)的動力傳遞到手臂，而且還要支持動力雙向傳遞呢？
靈機(jī)一動，稚暉君想到了手臂前后的運(yùn)動由一個舵機(jī)通過齒輪嚙合進(jìn)行傳動，而另一個正交方向的運(yùn)動由另一個舵機(jī)通過一個 T 形推桿進(jìn)行傳動。這個設(shè)計，正好填滿了小機(jī)器人空蕩蕩的肚子。為了使機(jī)器人能夠筆直地站立，還使用鋁 CNC 加工的底座。
電路設(shè)計
稚暉君使用了 Cortex-M4 內(nèi)核 MCU STM32F4，用于驅(qū)動屏幕、控制舵機(jī)以及進(jìn)行 USB 通信，由于芯片本身的 USB 功能只支持低速或者全速的 USB。因此為了提高通信速率，稚暉君在電路上添加了高速的 USB-PHY 芯片，將理論通信速率提高到 400Mbps。
經(jīng)測試，實際最高速率也能達(dá)到將近 300Mbps。
相較之下，主板的控制比較簡單，只用了兩層 PCB 就搞定了，體積做到了最小，和屏幕的面積一致。
除了主控板放在頭部，這個小機(jī)器人的身體里面還放了一塊傳感器板，這上面搭載了一顆攝像頭，以及一個紅外手勢傳感器。稚暉君為了讓舵機(jī)能進(jìn)行反驅(qū)，還對市面上的舵機(jī)進(jìn)行了一通魔改，設(shè)計了一個迷你的舵機(jī)驅(qū)動器。
有表情、能同步動作的機(jī)器人做好了
所有的硬件都準(zhǔn)備齊全后，就該組裝了，經(jīng)過一系列的操作，一個又硬又萌的機(jī)器人誕生了，并取名為電子。它能接收電腦端服務(wù)給它發(fā)送的信息進(jìn)行動畫顯示，而且可以控制各個關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動。
為了進(jìn)行更直觀的交互，開發(fā)了一個電腦端的上位機(jī)。更有意思的是，稚暉君還在 B 站找到了一個昵稱為 oooooohmygosh 的 up 主，并請其制作生動的表情包，真的是相當(dāng)可愛。
讓人想不到的是，稚暉君結(jié)合 AHK 腳本寫了一個程序，把機(jī)器人當(dāng)作一個額外的電腦輸入設(shè)備，來模擬鍵盤的按鍵，把機(jī)器人的左右手設(shè)計成了按鍵，分別進(jìn)行音量和亮度的調(diào)節(jié)。
此外，稚暉君還開發(fā)了兩個程序，一方面是機(jī)身搭載攝像頭和紅外手持傳感器，利用 AI 算法識別手勢，由此實現(xiàn)機(jī)器人能夠直接打開預(yù)先設(shè)定好的不同程序，或者切換桌面。
另一方面，他基于 OpenPose 開發(fā)了一款用于單目的人體關(guān)鍵點檢測的程序，那這有什么用呢？如果有兩臺機(jī)器人，那么就可以把它當(dāng)作視頻聊天的攝像頭設(shè)備。但與普通攝像頭不同的是，它不僅能采集你的圖像，而且還可以把你的臉顯示在圓形顯示屏上，甚至還可以同步動作。
開源到庫
最后，設(shè)計者稚暉君的愿景是想要將這款小機(jī)器人作為一個工具機(jī)器人兼電腦配件，發(fā)揮一些更實用的功能。
與此同時，稚暉君還開源了其中運(yùn)用到的 Electron Player 庫，基于這個庫，只需要極其簡單的幾行代碼就能連接和控制機(jī)器人、設(shè)置播放內(nèi)容等。
另外，他也在 SDK 中提供了更底層的 Electron LowLevel 庫，方便開發(fā)者在自己所設(shè)計的程序中直接進(jìn)行 USB 字節(jié)流級別的數(shù)據(jù)處理，并且獲得各種傳感器的原始數(shù)據(jù)。
開源地址：
不得不稱贊的是，這個 " 天才少年 " 實在太厲害了，當(dāng)是吾輩楷模！
在最近幾年，他的每個設(shè)計都讓很多網(wǎng)友驚呼不已，有很多網(wǎng)友還表示：一個人頂一個團(tuán)隊。雖然設(shè)計過程會耗費他大量的時間跟精力，但功夫不負(fù)有心人，得到的結(jié)果是非常滿意的，非常期待他下個設(shè)計的到來。
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