CM4 XGO Lite — это умная робот-собака, основанная на модульной системе Raspberry Pi CM4 и предназначенная для обучения программированию с использованием Blockly, Python и ROS. Этот четвероногий робот также оснащен трехсуставной роботизированной рукой и установленным на спине роботизированным захватом, который может поднимать легкие предметы.
Модуль Raspberry Pi CM4 управляет ЖК-экраном и камерой, а также выполняет обработку искусственного интеллекта и компьютерного зрения, при этом каждый сустав управляется серводвигателем, а 6-осевой датчик наклона обеспечивает стабильную ходьбу и движение.
Мы уже обсуждали возможности CM4 XGO Lite, также известного как XGO Lite 2, когда он был анонсирован ранее в этом году, поэтому мы не будем здесь вдаваться в подробности, но отметим некоторые из основных моментов, включая поддержку более быстрых приложений для передовых вычислений с использованием искусственного интеллекта, таких как распознавание лиц и классификация объектов, всенаправленное перемещение, шестимерный контроль осанки, стабильность осанки и многократные движения походкой.
Компоненты робота
Основная конструкция робота-собаки CM4 XGO-Lite изготовлена из алюминиевого сплава с передней, задней и нижней крышками. На каждой ноге используются три сервопривода: локтевой, плечевой и тазобедренный суставы, при этом серводвигатели трех суставов прикреплены к алюминиевым конструктивным частям конструкции. На передней части робота установлена крышка для модуля AI на базе Raspberry Pi CM4, который подключается к основной плате привода на базе ESP32 через последовательный интерфейс. На задней крышке робота находится переключатель ВКЛ/ВЫКЛ с подсветкой, который можно использовать для выключения робота примерно через 3–4 секунды после нажатия. CM4 XGO Lite питается от двух аккумуляторов 18650 (2500 мАч), установленных внутри робота.
Модуль искусственного интеллекта состоит из модуля Raspberry Pi CM4, 2,0-дюймового IPS-дисплея, 5-мегапиксельной камеры, интерфейса видеовыхода micro HDMI, встроенного динамика, встроенного микрофона и четырех программируемых клавиш. Также имеется слот для карты microSD для хранения данных, порт USB-C для программирования и 4-контактный разъем для последовательной связи и питания.
Распаковка робота-собаки CM4 XGO Lite
Робот-собака CM4 XGO Lite поставляется в алюминиевом кейсе с ручкой для удобства переноски, а пенопласт внутри вырезается по форме робота, чтобы внутреннее оборудование не повредилось при транспортировке.
Содержание коробки:
- Комплект робота-собаки CM4 XGO Lite
- Зарядное устройство для аккумулятора
- Кабель HDMI-Micro HDMI
- USB-переходник
- Набор цветных шариков и цветных кубиков.
- Несколько отверток и набор винтов.
- Руководство пользователя
Технические характеристики и особенности серводвигателя
Робот-собака CM4 XGO Lite использует сервоприводы с металлическими шестернями, которые потребляют напряжение 4,8–7,4 В и обеспечивают крутящий момент 2,3 кг. Сервоприводы подключаются через последовательный разъем TTL и могут вращаться на 300 градусов, чтобы робот двигался точно. В ногах и роботизированной руке используются одни и те же сервоприводы.
Технические характеристики сервопривода:
- Выходной крутящий момент: 2,3 кг/см
- Скорость – 0,1 с/60°
- Рабочее напряжение – от 4,8 В до 7,4 В.
- Диапазон температур – от -20°C до +60°C.
- Диапазон углов: 0-300°
- Вес: 13±1 г
- Тип двигателя – железный сердечник
Управление роботом CM4 XGO Lite с помощью смартфона
Роботом-собакой можно управлять через мобильное приложение XGOBOT, доступное для Android и iOS .
После включения робота на дисплее должно появиться меню, расположенное ниже. Нажмите кнопку A или кнопку B, чтобы выбрать режим RC, и кнопку D, чтобы войти в режим дистанционного управления.
Затем на дисплее отобразится IP-адрес робота CM4 XGO.
Теперь мы можем запустить мобильное приложение XGOBOT и ввести IP-адрес для подключения к роботу.
Если все работает, на дисплее робота отобразится надпись «Подключено», подтверждающая, что наш мобильный телефон теперь готов к управлению роботом. Если это не помогло, попробуйте перезапустить робота и/или мобильное приложение.
После этого мы можем войти в пользовательский интерфейс для управления роботом через смартфон.
Режим работы предоставляет набор команд для изменения положения робота. Предусмотрено до 20 поз, таких как «Подняться», «Сесть», «Повернуться», «Рукопожатие» и т. д. Это делает игру с собакой-роботом CM4 XGO Lite увлекательной без необходимости какого-либо программирования.
Режим радиоуправления (режим движения) — это режим ходьбы или рыси, в котором пользователь может задавать направление (вперед, назад, поворот налево, поворот направо) робота-собаки CM4 XGO Lite, управлять его роботизированной рукой в трех различных положениях, и просматривать изображение с камеры в режиме реального времени.
Режим движения также имеет дополнительные настройки для регулировки высоты, длины шага и скорости движения. Также есть переключатель для включения/выключения «Автостабилизации».
Режим радиоуправления (режим позы) позволяет пользователю управлять движением робота CN4 XGO Lite по шести осям, а именно X, Y, Z, крену, тангажу и рысканию.
Режим «Попробуй демонстрацию» на роботе CM4 XGO Lite
Помимо использования телефона или компьютера для управления роботом, мы также можем войти в режим «Попробовать демонстрацию», чтобы управлять роботом с помощью клавиш A, B, C и D на модуле AI. Чтобы войти в этот режим, выберите его и нажмите D.
Это даст нам доступ к 24 примерам программ для роботов, связанных с искусственным интеллектом, с демонстрациями для распознавания лиц, объектов, распознавания цвета и т. д. Таким образом, мы можем экспериментировать с программами искусственного интеллекта без необходимости писать какой-либо код.
Давайте проверим каждый из примеров искусственного интеллекта в этом обзоре:
Show – робот-собака CM4 XGO Lite будет бегать и петь.
Teach – пользователь может научить собаку-робота жестам рук и сохранять их с помощью кнопки D один за другим. Это показывает, как человек может научить собаку-робота новым жестам.
Traffic – Распознавание светофора
QRCode – Чтение QR-кода
AgeSex – идентификация женского/мужского пола и оценка возраста. Если робот обнаружит мужчину, он будет лаять, но будет шептать, если вместо этого будет обнаружена женщина. Эта модель искусственного интеллекта немного медленная на Raspberry Pi CM4, но работает.
Mask – Робот-собака CM4 XGO Lite может распознавать человеческие лица и добавлять к лицу виртуальную маску. Он также может следовать за лицом под разными углами, когда объект перемещает его. Значения тангажа, крена и отклонения от курса также отображаются на дисплее.
FaceTrack – Робот-собака CM4 XGO Lite также реализует демонстрационную версию отслеживания лица, которая работает в режиме реального времени или близко к нему.
Segment – в демонстрации удаляется фон с изображения камеры, отображаемого на ЖК-экране, оставляя только человека.
Hand — распознает жесты рук и отображает сообщения на ЖК-экране, в то время как робот меняет свое положение, если обнаружен определенный жест руки.
Pose — распознает жесты и ключевые точки на теле человека, при этом робот движется в зависимости от обнаруженной позы.
Emotion – Робот-собака CM4 XGO Lite может чувствовать различные эмоции, такие как счастье, печаль и гнев, и отображать результат на дисплее. Обратите внимание, что в этом режиме Raspberry Pi CM4 необходимо обработать большой объем данных, и система может работать медленно.
Color – Робот может определять цвет блока и отображать координаты X и Y на ЖК-экране. Робот также будет двигаться определенным образом в зависимости от обнаруженного цвета. Могут быть обнаружены три цвета: красный, зеленый и синий.
Ball – то же, что и выше, но с закругленными объектами.
Yolo — обнаружение объектов с использованием модели Yolo AI для обнаружения более 20 типов объектов и отображения результатов на дисплее вместе с достоверностью в процентах.
Программный режим
Режим программирования позволяет программировать с помощью визуального редактора Blockly или языка Python. Выберите меню «Программа», нажав кнопку A или B, а затем кнопку D (ОК), чтобы войти в режим программирования. В этот момент на ЖК-экране автоматически отобразится IP-адрес собаки-робота CM4 XGO Lite.
Затем загрузите браузер Firefox (другие веб-браузеры не будут работать) и подключите свой компьютер к той же сети, что и робот-собака CM4 XGO. Затем перейдите на веб-страницу XGO Blockly, выберите режим программирования XGO-CM4…
…и введите IP-адрес робота при появлении соответствующего запроса.
Теперь в браузере должен отображаться интерфейс программирования Blockly с набором инструкций/блоков базового программирования для управления движением различных частей робота, включая программирование ИИ.
Когда мы тестировали программирование с помощью робота-собаки CM4 XGO Lite, мы использовали звуки лая собаки и вставляли различные жесты. Когда программирование будет завершено, просто нажмите «RUN», и команды будут отправлены сетевому роботу. Пример того, как это работает, вы можете увидеть на видео ниже.
Что касается программирования на Python, вы можете либо конвертировать команды из Blockly в Python, либо писать код с нуля. Вы должны импортировать XGOEDU и сначала импортировать XGO, чтобы запустить командный модуль управления роботом.
В режиме Python в веб-интерфейсе не отображается справка или набор команд, поэтому разработчикам придется изучать API в Wiki .
Видеообзор робота-собаки CM4 XGO Lite
Заключение
Робот-собака CM4 XGO Lite подходит для любителей, школьников и студентов, которые интересуются робототехникой и хотят разрабатывать программы для четвероногих роботов. Комплект можно использовать в классах, обучающихся на уровне средней школы и вплоть до университетского уровня.
Робот-собака CM4 XGO Lite реалистично двигается и показывает выражения и чувства на ЖК-экране. Это собака, которая дает как знания, так и удовольствие во время обучения. Это также мило, что потенциально делает его более привлекательным для студентов.
Программирование может быть очень простым с помощью программирования Blockly или Python с функциями для установки угла соединения по мере необходимости. Робот-собака CM4 XGO Lite может помочь учащимся лучше понять технологию, лежащую в основе механизмов, используемых в роботе, включая ноги и механическую руку, а также получить некоторые знания об электронной и беспроводной связи, а также компьютерном зрении и искусственном интеллекте (ИИ).
Существует множество примеров программ искусственного интеллекта, таких как обнаружение кэша, обнаружение цвета, обнаружение объектов, обнаружение цвета, обнаружение рук и жестов. Внутри робота также есть такие модели, как Yolo, которые могут анализировать до 20 типов объектов и распознавать человеческие голоса, а также эту модель можно использовать для программирования робота для выполнения различных задач.
Мы хотели бы поблагодарить компанию ELECFREAKS за отправку нам на обзор комплекта робота-собаки CM4 XGO Lite. Робот можно приобрести за $599 на Amazon или в магазине ELECFREAKS .
CNXSoft: Этот обзор является переводом оригинальной статьи CNX Software Thailand, написанной Кайорнсаком Джанджамом и отредактированной Сутини Кердкау.
Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.