Робот-иллюзия г-на Уолплейта: 12 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Этот проект был разработан, чтобы развлечь моих родственников и друзей, когда они навещают меня. Это очень простой «робот». Взаимодействие между человеком и мистером Уоллплейтом задано сценарием. Здесь нет ни искусственного интеллекта, ни глубокого обучения. Когда он отвечает человеку, мистер Уоллплейт, кажется, обладает интеллектом, но очень искусственным. Слишком искусственно, чтобы считаться искусственным интеллектом.

Я решил использовать обычные предметы, которые обычно не использовались бы для роботов: тумблер / дуплексный настенный щиток для лица, ½ шариков для настольного тенниса для глаз и держатель для конского хвоста для губ. Кажется, что глаза следят за человеком, который движется по комнате, но это оптическая иллюзия. Мотор двигает губами синхронно со словами мистера Уолплейта. Единственный сложный элемент - это мозг, которым является LEGO Mindstorms EV3.

Программное обеспечение Mindstorms EV3, запущенное на компьютере, генерирует программу, которая затем загружается в микроконтроллер, называемый модулем EV3. Метод программирования основан на пиктограммах и является высокоуровневым. Это очень просто и универсально.

Запасы

1. Набор LEGO Mindstorms EV3
2. 1 тумблер / дуплексная настенная панель
3. 3 болта №6 или №8, длиной 1 ½ дюйма (около 4 см)
4. 9 гаек для болтов
5. 1 мяч для настольного тенниса без надписи или 2 мяча, если на нем есть надпись
6. Тонкие кусочки жесткого картона размером примерно 2 x 4 дюйма (5х10 см) или немного больше
7. 2 круглых темных стикера размером примерно с радужную оболочку глаза (около 7/16 дюйма или 1,2 см). Я использовал коричневые кнопки с головкой под винт, которые предназначены для прикрытия шурупов в мебели.
8. 1 красный держатель для хвоста
9. Красная нить того же оттенка, что и держатель для хвостика
10. 2 скрепки
11. Примерно 4 дюйма (10 см) прозрачной ленты
12. Плоскогубцы

13. Отвертка для болтов

Шаг 1. Прикрепите болты к настенной пластине

Проденьте 1 болт в отверстие между «проушинами» и затяните гайкой. Необходима вторая гайка с зазором ⅝ дюйма (1,6 см) между гайками, чтобы оставить место для ½ мячей для настольного тенниса.

Накрутите по гайке на каждый из двух других болтов и проденьте их через 2 других отверстия в настенной пластине. Затяните по одной гайке на каждый из этих болтов, как показано на фото. Пространство между головкой болта и гайкой на передней части настенной пластины достаточно широкое, чтобы вместить держатель для хвоста.

Шаг 2: сделайте переднюю подставку

Найдите необходимые элементы в наборе EV3 по фотографии и прикрепите их друг к другу и к настенной пластине, как показано.

Шаг 3: прикрепите мотор

Опять же, найдите элементы в наборе EV3 (первое фото) и соедините вместе, как показано на втором фото. Двигатель прикрепляется к настенной панели в сборе, как показано на третьей фотографии. Отверстие для вала двигателя совпадает с прямоугольным отверстием в настенной пластине.

Шаг 4: прикрепляем глаза

Если возможно, разрежьте мяч пополам по шву. Я использовал универсальный нож для части разреза и маленькие ножницы, чтобы закончить его.

Наклейте круглые наклейки посередине внутренней части половинок мяча для настольного тенниса.

Поместите картон на настенную пластину, как показано на фото, и с помощью прозрачной ленты прикрепите ½ шариков для настольного тенниса к черному элементу LEGO.

Шаг 5: Сделайте губы

Согните одну из скрепок по форме, показанной в правом нижнем углу первой фотографии. Он войдет в отверстие вала двигателя и будет двигать кромки при вращении двигателя.

Согните внутреннюю петлю другой канцелярской скрепки в одну сторону и с ее помощью поверните двигатель до правильного положения, чтобы первая скрепка поместилась горизонтально, как показано на второй фотографии. Он не поворачивается легко, а затем имеет тенденцию выходить за пределы допустимого диапазона.

Мои держатели для хвостика немного велики, и «губы» не закрываются, когда кладутся на «лицо». Я использовал красную нить, чтобы сделать 2 петли диаметром около ⅜ дюйма (1 см). Полезно иметь круглый предмет, например ручку, подходящего диаметра. Проденьте петли ниток на концы держателя для хвоста примерно на ⅜ дюйма (1 см) от конца. Наденьте держатель для хвоста на болты, как показано на третьем фото.

Шаг 6: сделайте заднюю подставку

Найдите элементы в наборе EV3 (первое фото) и соедините вместе, как показано. Эта задняя подставка подходит к задней части настенной панели в сборе, как показано на третьей фотографии. Есть только одно место, куда он поместится.

Шаг 7. Сделайте «волосы»

Для одной стороны «волос» необходимо несколько элементов EV3, как показано на первой фотографии. Серый разъем имеет длину 2 3/16 дюйма (5,5 см). Они прикреплены так, как показано на втором фото.

Другая сторона «волос» является зеркальным отображением первой стороны, за исключением того, что она имеет 3 элемента сверху вместо 4, поэтому вместо серого разъема используется более короткий (1 ⅞ дюйма или 4,7 см) черный разъем. Первое фото - справочник по тому, какие элементы нужны.

Необходимы дополнительные элементы EV3, как показано в середине третьей фотографии, и все они прикреплены, как показано на четвертой фотографии. Это не так сложно, как может показаться, но очень важно внимательно смотреть на фотографии.

Шаг 8: прикрепите «волосы»

«Волосы» прикрепляются к черному элементу за глазами. Болт входит в среднее отверстие серого элемента.

Шаг 9: Разработайте программу

LEGO Mindstorms имеет очень удобный метод программирования на основе значков. Блоки отображаются в нижней части экрана, и их можно перетаскивать в окно программирования для создания программы. На снимке экрана выше показано окно EV3 при первом запуске проекта. Имя проекта присваивается при первом сохранении программы.

Программа заставляет мистера Уолплейта взаимодействовать с человеком, с которым он разговаривает. Ответы написаны по сценарию. Здесь нет искусственного интеллекта или глубокого обучения.

Каждое взаимодействие состоит из трех блоков:

1. Блок ожидания (в оранжевой категории «Управление потоком») дает человеку время, чтобы сделать комментарий.

2. Звуковой блок (в зеленой категории «Действие») издает слова или звуки. Крайний правый вариант в блоке установлен на «1» (Воспроизвести один раз), чтобы следующий блок (моторный блок) начался немедленно. Таким образом, двигатель вращается во время воспроизведения звука. Единственное исключение - это второй последний блок, у которого в крайнем правом варианте стоит «0» (Ожидание завершения).

3. Средний моторный блок (в зеленой категории «Действие») перемещает губы на пол-оборота на каждый слог, произносимый мистером Уолплейтом. Параметр Power установлен на 48, чтобы синхронизировать движение губ с речью мистера Уолплейта.

Я не мог понять, как настроить загрузку программы для вас, ребята, поэтому показываю список блоков ниже. Вам не потребуется много времени, чтобы разработать программу и / или изменить ее в соответствии с вашими потребностями. Как всегда, рекомендуется периодически сохранять программу при ее разработке.

1. Блок запуска присутствует автоматически, когда программа разрабатывается.
2. Блок ожидания ждет 3 секунды. Человек говорит: «Здравствуйте, мистер Уолплейт».
3. Звуковой блок говорит: «Привет».
4. Средний моторный блок поворачивает мотор на 1 оборот, при этом губы открываются дважды.
5. Блок ожидания ждет 1,5 секунды, и человек спрашивает: «Как дела?»
6. Звуковой блок говорит: «Фантастика».
7. Средний моторный блок поворачивает мотор на 1,5 оборота, при этом губы открываются три раза.
8. Блок ожидания ждет 2 секунды, и человек говорит: «Вы хорошо выглядите».
9. Sound Block говорит: «Спасибо».
10. Средний моторный блок поворачивает мотор на 1 оборот, при этом губы открываются дважды.
11. Sound Block издает звук «Blip 2».
12. Блок ожидания ждет 3 секунды, и человек спрашивает: «Сколько пальцев?» держа 4 пальца перед г-ном Wallplate.
13. Звуковой блок говорит: «Четыре».
14. Средний моторный блок поворачивает мотор на 0,5 оборота, при этом губы открываются один раз.
15. Блок ожидания ждет 3 секунды, и человек спрашивает: «У вас есть домашние животные?»
16. Звуковой блок говорит: «Да».
17. Средний моторный блок поворачивает мотор на 0,5 оборота, при этом губы открываются один раз.
18. Блок ожидания ждет 0,5 секунды.
19. Звуковой блок издает крик слона.
20. Блок ожидания ждет 3 секунды, и человек говорит: «Слон?»
21. Sound Block смеется.
22. Средний моторный блок поворачивает мотор на 0,25 оборота, что открывает губы.
23. Блок ожидания ждет 1 секунду.
24. Средний моторный блок поворачивает мотор на 0,25 оборота, закрывая губки.
25. Блок ожидания ждет 3 секунды, и человек говорит: «Хорошо, мы еще увидимся когда-нибудь».
26. Звуковой блок говорит: «До свидания».
27. Средний моторный блок поворачивает мотор на 1 оборот, при этом губы открываются дважды.
28. Звуковой блок издает звук при выключении питания. Это единственный звуковой блок, у которого в крайнем правом углу стоит «0» (ожидание завершения).
29. Остановить программный блок (в синей расширенной группе) останавливает программу.

Шаг 10: Подключите модуль EV3 к настенной пластине Mr

Используйте один из плоских кабелей в наборе EV3 для подключения двигателя к порту A на модуле EV3.

Шаг 11: Загрузите программу в модуль EV3

Модуль EV3 можно подключить к компьютеру с помощью кабеля USB, Wi-Fi или Bluetooth. Когда он подключен и включен, это отображается в небольшом окне в правом нижнем углу окна EV3 на компьютере. Текст «EV3» в правой части станет красным. Если щелкнуть соответствующий значок под этим «EV3», программа загрузится в модуль EV3 и сразу же запустится.

После загрузки модуль EV3 может быть отключен от компьютера, и программа может быть запущена на модуле EV3.

Шаг 12: Будущие улучшения

Когда позволяет время, я думаю повернуть голову, чтобы следовать за человеком, движущимся по комнате. Для этого потребуется основание для двигателя, поворачивающего голову, а также двигатель и ультразвуковой датчик для определения местонахождения человека.

Это был забавный проект. Надеюсь, вам это тоже интересно.