Robot z iluzją Mr. Wallplate's Eye: 12 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Ten projekt miał na celu rozbawić moich krewnych i przyjaciół podczas ich odwiedzin. To bardzo prosty „robot”. Interakcja między osobą a Panem Wallplate jest oskryptowana. Nie ma tu żadnej sztucznej inteligencji ani głębokiego uczenia się. Kiedy odpowiada osobie, pan Wallplate wydaje się mieć inteligencję, ale jest to bardzo sztuczne. Zbyt sztuczne, by można je było uznać za sztuczną inteligencję.

Zdecydowałem się użyć zwykłych przedmiotów, które normalnie nie byłyby używane w robocie: naścienna płytka przełączająca/dupleksowa na twarz, ½ piłek pingpongowych do oczu i uchwyt na kucyk na usta. Oczy wydają się podążać za osobą poruszającą się po pokoju, ale jest to złudzenie optyczne. Silnik porusza ustami w synchronizacji ze słowami wypowiadanymi przez pana Wallplate'a. Jedynym wyrafinowanym elementem jest mózg, czyli LEGO Mindstorms EV3.

Oprogramowanie Mindstorms EV3 uruchomione na komputerze generuje program, który jest następnie przesyłany do mikrokontrolera zwanego klockiem EV3. Metoda programowania jest oparta na ikonach i na wysokim poziomie. Jest bardzo łatwy i wszechstronny.

Kieszonkowe dzieci

1. Zestaw LEGO Mindstorms EV3
2. 1 płytka ścienna przełączająca/dupleksowa
3. 3 śruby, #6 lub #8, 1 ½ cala (około 4 cm) długości
4. 9 nakrętek na śruby
5. 1 piłeczka do pingponga bez napisu lub 2 piłeczki, jeśli jest napis
6. Cienki kawałek sztywnego kartonu, około 2”x4” (5x10 cm) lub trochę większy
7. 2 okrągłe, ciemne naklejki wielkości tęczówki oka (około 7/16 cala lub 1,2 cm). Użyłem brązowych guzików z łbem śrub, które mają zakrywać śruby w meblach
8. 1 czerwony uchwyt na kucyk
9. Czerwona nić w tym samym odcieniu co uchwyt kucyka
10. 2 spinacze do papieru
11. Około 4 cale (10 cm) przezroczystej taśmy
12. Szczypce półokrągłe

13. Wkrętak do śrub

Krok 1: Przymocuj śruby do płyty ściennej

Włóż 1 śrubę przez otwór między „oczkami” i dokręć nakrętką. Potrzebna jest druga nakrętka, z odstępem ⅝ cala (1,6 cm) między nakrętkami, aby zostawić miejsce na ½ piłeczki pingpongowej.

Przekręć nakrętkę na każdej z pozostałych 2 śrub i przełóż je przez pozostałe 2 otwory w płycie ściennej. Zamocuj kolejną nakrętkę na każdej z tych śrub, jak pokazano na zdjęciu. Przestrzeń między łbem śruby a nakrętką z przodu płytki ściennej jest wystarczająco szeroka, aby pomieścić uchwyt do kucyka.

Krok 2: Zrób przedni stojak

Znajdź potrzebne elementy w zestawie EV3, zgodnie ze zdjęciem, i przymocuj je do siebie oraz do płytki ściennej, jak pokazano.

Krok 3: Podłącz silnik

Ponownie znajdź elementy w zestawie EV3 (pierwsze zdjęcie) i sklej je, jak pokazano na drugim zdjęciu. Silnik mocuje się do zespołu płyty ściennej, jak pokazano na trzecim zdjęciu. Otwór wału silnika pokrywa się z prostokątnym otworem w płycie ściennej.

Krok 4: Przymocuj oczy

Jeśli to możliwe, przeciąć piłeczkę pingpongową na pół wzdłuż szwu. Użyłem noża uniwersalnego do części cięcia i małych nożyczek, aby je wykończyć.

Przyklej okrągłe naklejki na środku połówek piłeczki do pingponga.

Umieść karton na płycie ściennej, jak pokazano na zdjęciu i użyj przezroczystej taśmy, aby przymocować ½ piłeczek pingpongowych do czarnego elementu LEGO.

Krok 5: Zrób usta

Zegnij jeden ze spinaczy do papieru do kształtu pokazanego w prawym dolnym rogu pierwszego zdjęcia. Będzie pasować do otworu wału silnika i poruszy wargami, gdy silnik się obraca.

Zegnij wewnętrzną pętlę drugiego spinacza do papieru na bok i użyj go, aby ustawić silnik w odpowiednim ustawieniu, tak aby pierwszy spinacz do papieru pasował poziomo, jak pokazano na drugim zdjęciu. Nie obraca się łatwo, a następnie ma tendencję do przestrzeliwania.

Moje uchwyty na kucyk są tylko trochę za duże, a „usta” nie są zamknięte po umieszczeniu na „twarzy”. Z czerwonej nici zrobiłem 2 pętelki o średnicy około 1 cm. Dobrze jest mieć okrągły przedmiot, taki jak długopis o odpowiedniej średnicy. Wsuń pętle nici na końce uchwytu kucyka, około 1 cm od końca. Wsuń uchwyt kucyka na śruby, jak pokazano na trzecim zdjęciu.

Krok 6: Zrób tylny stojak

Znajdź elementy w zestawie EV3 (pierwsze zdjęcie) i połącz je, jak pokazano. Ten tylny stojak pasuje do tylnej części zespołu płyty ściennej, jak pokazano na trzecim zdjęciu. Jest tylko jedno miejsce, w którym będzie pasować.

Krok 7: Zrób „włosy”

Kilka elementów EV3 jest potrzebnych po jednej stronie „włosów”, jak pokazano na pierwszym zdjęciu. Szare złącze ma długość 2 3/16 cala (5,5 cm). Są przymocowane jak pokazano na drugim zdjęciu.

Druga strona „włosów” jest lustrzanym odbiciem pierwszej strony, z wyjątkiem tego, że ma 3 elementy na górze zamiast 4, dlatego zamiast szarego złącza zastosowano krótsze (1 ⅞ cala lub 4,7 cm) czarne złącze. Pierwsze zdjęcie jest przewodnikiem po tym, jakie elementy są potrzebne.

Potrzebne są dodatkowe elementy EV3, jak pokazano na środku trzeciego zdjęcia, a wszystkie są przymocowane, jak pokazano na czwartym zdjęciu. Nie jest to tak trudne, jak mogłoby się wydawać, ale ważne jest, aby uważnie przyjrzeć się zdjęciom.

Krok 8: Dołącz „włosy”

„Włosy” przyczepiają się do czarnego elementu za oczami. Śruba pasuje do środkowego otworu szarego elementu.

Krok 9: Opracuj program

LEGO Mindstorms ma bardzo wygodną metodę programowania opartą na ikonach. Bloki są pokazane na dole ekranu i można je przeciągać i upuszczać do okna programowania, aby zbudować program. Zrzut ekranu powyżej pokazuje okno EV3, gdy projekt jest uruchamiany po raz pierwszy. Nazwa projektu jest przypisywana przy pierwszym zapisaniu programu.

Program sprawia, że Mr. Wallplate wchodzi w interakcję z osobą, która do niego mówi. Odpowiedzi są oskryptowane. Nie ma tu żadnej sztucznej inteligencji ani głębokiego uczenia się.

Każda interakcja składa się z trzech bloków:

1. Blok oczekiwania (w pomarańczowej kategorii Kontrola przepływu) daje czas na komentarz.

2. Blok dźwiękowy (w zielonej kategorii Akcja) tworzy słowa lub dźwięki. Skrajna prawa opcja w bloku jest ustawiona na „1” (odtwórz raz), aby następny blok (blok silnika) rozpoczął się natychmiast. Silnik obraca się zatem podczas wydawania dźwięku. Jedynym wyjątkiem jest przedostatni blok, który ma „0” (Oczekiwanie na zakończenie) w skrajnej prawej opcji.

3. Średni blok motoryczny (w zielonej kategorii Akcja) porusza ustami o pół obrotu na każdą sylabę wypowiedzianą przez Pana Wallplate. Opcja Moc jest ustawiona na 48, aby zsynchronizować ruch ust z mową pana Wallplate.

Nie mogłem wymyślić, jak skonfigurować pobieranie programu dla was, więc pokazuję listę bloków poniżej. Opracowanie programu i/lub dostosowanie go do własnych potrzeb nie powinno zająć dużo czasu. Jak zawsze, warto okresowo zapisywać program podczas jego tworzenia.

1. Blok startowy jest obecny automatycznie podczas opracowywania programu.
2. Blok czekania czeka 3 sekundy. Osoba mówi „Cześć, panie Wallplate”.
3. Sound Block mówi „Cześć”.
4. Medium Motor Block powoduje obrót silnika 1, co powoduje dwukrotne otwarcie warg.
5. Blok czekania czeka 1,5 sekundy, a osoba mówi: „Jak się masz?”
6. Sound Block mówi „Fantastycznie”.
7. Średni blok silnika obraca silnik o 1,5 obrotu, co powoduje trzykrotne otwarcie warg.
8. Blok czekania czeka 2 sekundy, a osoba mówi: „Wyglądasz dobrze”.
9. Sound Block mówi: „Dziękuję”.
10. Medium Motor Block obraca silnik 1 obrót, który otwiera usta dwukrotnie.
11. Sound Block wydaje dźwięk „Blip 2”.
12. Blok czekania czeka 3 sekundy, a osoba mówi: „Ile palców?” trzymając 4 palce przed Panem Wallplate.
13. Sound Block mówi „Cztery”.
14. Średni blok silnika obraca silnik o 0,5 obrotu, co powoduje jednokrotne otwarcie warg.
15. Blok czekania czeka 3 sekundy, a osoba mówi: „Czy masz jakieś zwierzęta?”
16. Sound Block mówi: „Tak”.
17. Średni blok silnika obraca silnik o 0,5 obrotu, co powoduje jednokrotne otwarcie warg.
18. Blok czekania czeka 0,5 sekundy.
19. Sound Block wykonuje wołanie słonia.
20. Blok czekania czeka 3 sekundy, a osoba mówi: „Słoń?”
21. Sound Block śmieje się.
22. Średni blok silnika obraca silnik o 0,25 obrotu, co otwiera usta.
23. Blok czekania czeka 1 sekundę.
24. Średni blok silnika obraca silnik o 0,25 obrotu, co zamyka usta.
25. Blok czekania czeka 3 sekundy, a osoba mówi: „Dobra, zobaczymy się kiedyś”.
26. Sound Block mówi „Do widzenia”.
27. Medium Motor Block obraca silnik 1 obrót, który otwiera usta dwukrotnie.
28. Sound Block wydaje dźwięk wyłączania. Jest to jedyny blok dźwiękowy, który ma „0” (Oczekiwanie na zakończenie) w skrajnej prawej opcji.
29. Zatrzymaj blok programu (w niebieskiej grupie Zaawansowane) zatrzymuje program.

Krok 10: Podłącz klocek EV3 do Mr. Wallplate

Użyj jednego z płaskich kabli w zestawie EV3, aby podłączyć silnik do portu A w klocku EV3 Brick.

Krok 11: Pobierz program na klocek EV3 Brick

Klocek EV3 Brick można podłączyć do komputera za pomocą kabla USB, Wi-Fi lub Bluetooth. Gdy jest podłączony i włączony, jest to sygnalizowane w małym oknie w prawym dolnym rogu okna EV3 na komputerze. Tekst „EV3” po prawej stronie zmienia kolor na czerwony. Kliknięcie odpowiedniej ikony poniżej „EV3” spowoduje pobranie programu do klocka EV3 Brick i natychmiastowe jego uruchomienie.

Po pobraniu klocek EV3 Brick można odłączyć od komputera i uruchomić program na klocku EV3 Brick

Krok 12: Przyszłe ulepszenia

Kiedy czas na to pozwala, myślę o odwróceniu głowy, aby podążać za osobą poruszającą się po pokoju. Wymagałoby to podstawy do trzymania silnika do obracania głowy oraz silnika i czujnika ultradźwiękowego do zlokalizowania osoby.

To był fajny projekt. Mam nadzieję, że tobie też się spodoba.