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「天才少年」稚暉君調(diào)戲機械臂!加上AI視覺,2小時學會抓螺母

   2021-11-22 鯤鵬計劃獲獎作者8690
導讀

【新智元導讀】還記得上次那個全棧自研給葡萄縫針的鋼鐵俠機械臂Dummy嗎?這次,華為「天才少年」稚暉君用機械臂實現(xiàn)精準抓取螺母,從模型訓練到部署只花了2個小時。還記得上次那個「全棧自研」的給葡萄縫針的鋼鐵俠

【新智元導讀】還記得上次那個全棧自研給葡萄縫針的鋼鐵俠機械臂Dummy嗎?這次,華為「天才少年」稚暉君用機械臂實現(xiàn)精準抓取螺母,從模型訓練到部署只花了2個小時。


還記得上次那個「全棧自研」的給葡萄縫針的鋼鐵俠機械臂Dummy嗎?



國慶最后一天,知名「硬核」up主稚暉君展示了一款自己從零到一設(shè)計的小型高精度六軸機械臂Dummy。


視頻一出,直接沖到B站排行榜前十,打開彈幕,滿屏都是驚嘆號。



「瑟瑟發(fā)抖」、「保存=會做」、「他竟然在試圖教會我們」、「我看不懂,但大受震撼」,這些都代表了網(wǎng)友對這個機器人項目的震驚。



沒想到,時隔一個半月,華為天才少年稚暉君的「機械臂Dummy」系列又更新了!


Dummy學會抓螺母


這次,稚暉君用Dummy做了個簡單的AI視覺抓取demo,讓機械臂Dummy學會了用機械臂抓取螺母。



機械臂好不容易將螺母放上去,又被稚暉君拿了下來。



怎么說呢,調(diào)試不等于調(diào)戲??!



稚暉君介紹,目前用Dummy做了個簡單的AI視覺抓取demo,從模型訓練到部署只花了2個小時。


后面會把遷移學習功能加入上位機DummyStudio中,最終想實現(xiàn)的效果就是,可以用少量數(shù)據(jù)標注就自動生成端到端的模型來檢測自定義物品。



同時用圖形化的方式調(diào)用各種算法模塊,配合后面的Dummy青春(低成本)版,應(yīng)該可以用來做很多有趣的事。


有網(wǎng)友表示,「放一張螺母照片會怎樣」?



真是應(yīng)了那句話:「工程師最苦惱的就是你永遠想不到客戶會怎么使用你的產(chǎn)品」。



「鋼鐵俠」機械臂如何造


還是在一個月前,這臺機械臂首次亮相。在給一顆葡萄完成包扎手術(shù)后,讓許多網(wǎng)友驚呆!



其實,稚暉君想要打造的機械臂,是具備多種交互方式的。


這兩只小爪子就叫做「力反饋夾爪」,不僅可以夾螺母,用來夾薯片也是不錯的選擇。



那么,這個機械臂是如何打造的?


首先是驅(qū)動方案設(shè)計,要知道電機,減速器,驅(qū)動器是制作機器人三大核心部件。


在電機的選擇上,稚暉君主選步行電機,優(yōu)點是精度比較高,缺點是高轉(zhuǎn)速下力矩比較小。



為了解決這一問題,為電機配備一個減速器必不可少。有了減速器就可以降低速度轉(zhuǎn)速,成倍增加輸出力矩。



目前市面上常用的都是行星減速器,稚暉君在此項目中選擇了工業(yè)機械臂里最常用的諧波減速。


電機和減速器確定后,稚暉君設(shè)計了一個步進電機的一體閉環(huán)驅(qū)動,以保證驅(qū)動的精度。并且體積也是最小的。



第二步便是結(jié)構(gòu)設(shè)計,僅設(shè)計這張圖就畫了150個版本,最終的畫風如下:



可以看到,這個機械臂一共使用了6個電機,6個諧波減速器。


機身主體采用的是鋁CNC加工,裝飾主件使用3D打印制作,還有所有電路都集成在主體上。


值得一提的是,機身的涂裝特地采用的是鮮艷的紅色,稚暉君說:「這是因為他希望自己的機器人一定要是中國紅的顏色」。



接下來便是機械臂的電子系統(tǒng)。電路系統(tǒng)還是相當復(fù)雜,因為涉及到了電源模塊、電機驅(qū)動,還有計算模塊,通信系統(tǒng)等等。


稚暉君介紹這套機械臂用了12多個各種型號的MCU,并在機體上搭載了Wi-Fi、藍牙等多種無線能力。



在電路方面,最主要的便是主控制器(采用冗余設(shè)計)和電機伺服驅(qū)動器(支持CAN總線&功率機聯(lián))。


控制器相當于機械臂的「小腦」,用來操控機械臂的動作、來實現(xiàn)各種功能。



最后就是空間定位裝置了,也就是機械臂的「眼睛」,讓機械臂能夠看見、并操作需要完成的任務(wù)。


在這里便用到了雙目視覺算法、AHRS系統(tǒng)和力傳感系統(tǒng),稚暉君通過雙目識別算法讓AI實現(xiàn)姿態(tài)估計類似操作。


經(jīng)過一系列的組裝,最后的效果就是這樣,精度也十分令人滿意!



而且,有了雙目識別算法的加持,機械臂的動作就可以用手柄進行實時的操控,機器人也可以模仿人類的動作了。



它可以達到很多人手無法達到的效果,比如,軟件去抖,運動范圍的重映射,力矩增強。


更重要的是,這臺Dummy是支持遠程操控的,這下,可想象的空間就非常大了!


 
(文/小編)
 
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