Исследователи из Intel Labs разработали интеллектуального робота с открытым исходным кодом, напечатанного на 3D-принтере, который можно построить менее чем за 50 долларов.

В сочетании с современным смартфоном аддитивный бот может перемещаться автономно, а его возможности обнаружения в реальном времени позволяют ему выполнять задачи разведки, например, следить за людьми. Openbot на основе PLA был разработан таким образом, чтобы его было легко собрать, а его файлы STL были бесплатно доступны в Интернете. Обнародовав свой проект, исследователи надеются, что создатели поработают над своим роботом и улучшат его, чтобы в будущем разрабатывать для него новые приложения.

 

«Современные роботы либо дороги, либо идут на значительные компромиссы в отношении сенсорного оснащения, вычислительной мощности и коммуникационных возможностей», - заявили исследователи в своей статье. «Мы предлагаем использовать смартфоны для оснащения роботов обширным набором датчиков и доступа к процветающей экосистеме программного обеспечения в небольшом электромобиле стоимостью 50 долларов».

 

Промышленные применения интеллектуальных роботов создали потенциально прибыльный рынок для таких предприятий, как Franka Emika и Clearpath. Передовые технологические фирмы производят сверхсложных роботов на ногах и бионические руки, но они часто недоступны для академических институтов и стоят от 10000 долларов каждый.

 

 

Ранее разработанные недорогие альтернативы с четырьмя колесами можно в общих чертах разделить на три класса: крошечные роботы, ройная робототехника и более крупные транспортные средства на базе радиоуправляемых грузовиков. Роевые боты более экономичны в изготовлении, но они часто имеют очень ограниченные возможности обнаружения. Напротив, более крупные индивидуальные творения имеют большее количество датчиков, но оказалось сложно разработать для них автономную навигацию.

 

«РОБОТЫ ДОРОГИЕ. РОБОТЫ НА НОГАХ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ МАНИПУЛЯТОРЫ СТОЯТ ТАКЖЕ КАК РОСКОШНЫЕ МАШИНЫ, А САМЫЕ ДЕШЕВЫЕ РОБОТЫ ОТ FRANKA EMIKA ИЛИ CLEARPATH СТОЯТ НЕ МЕНЕЕ 10 000 ДОЛЛАРОВ».

Многие современные смартфоны оснащены мобильными процессорами с искусственным интеллектом, и их способность запускать сложные модели искусственного интеллекта в режиме реального времени побудила исследователей экспериментировать с интеллектуальным роботизированным кроссовером. Проекты, аналогичные проектам команды Intel, ранее запускались на Kickstarter: устройство телеприсутствия Botiful и дрон Romo на базе смартфона имели успех на платформе.

 

Дизайн Wheelphone, который был популяризирован на сайте программного обеспечения с открытым исходным кодом Github несколько лет назад, вероятно, представляет собой наиболее похожий макет на тот, который был разработан исследователями Intel. К сожалению, технические ограничения Wheelphone ограничили его максимальную скорость, а его высокая стоимость в размере около 250 долларов заставила его отложить на полку с последним обновлением, выпущенным около двух лет назад.

 

Вдохновленные такими проектами, как устройство Google Cardboard VR, исследователи выдвинули гипотезу, что смартфон может играть аналогичную роль в робототехнике. Использование готовых деталей для создания дешевого физического корпуса, позволило мобильному телефону действовать как его «мозг», имеет множество преимуществ. Помимо большей рентабельности, динамичная экосистема существующих мобильных приложений дает возможность разрабатывать множество приложений с использованием одного и того же оборудования.

 

Используя только систему Ultimaker S5, команда изготовила шасси, состоящее из нижней пластины, которая прикреплена к верхней крышке шестью винтами. Сама верхняя панель имеет универсальное крепление для смартфона с регулируемой пружиной, чтобы сделать его совместимым с разными телефонами, и отверстие для подключения микроконтроллера Arduino с питанием от USB.

 

Openbot был запрограммирован с использованием специально разработанного программного стека, состоящего из двух частей. Чтобы предоставить оператору интерфейс для сбора наборов данных и управления рабочей нагрузкой бота, команда Intel разработала приложение для Android. Он был дополнен микроконтроллером Arduino nano, который управляет низкоуровневыми функциями и действует как мост между корпусом автомобиля и смартфоном.

 

Умный робот, построенный в общей сложности за 23 часа, доказал, что способен развивать скорость до 150 см в секунду, что делает его заметно быстрее, чем его предшественники. Стремясь оценить сенсорные возможности своего Openbot, исследователи проверили, может ли он следовать за кем-то независимо или даже достичь автономной навигации. Тестирование на смартфонах среднего класса показало, что бот может отслеживать людей со скоростью 10 кадров в секунду и выше.

 

Хотя производительность действительно зависела от устройства, даже самые дешевые телефоны могли следовать за людьми примерно в 50% случаев. Исследователи также разработали «правила вождения» для использования на смартфонах, которые позволяют перемещаться по коридорам и поворачивать на перекрестках. В целом, бот доказал свою способность справляться с ранее невидимой средой, включая новые объекты и динамические препятствия, такие как люди.

 

Завершив свои испытания, дуэт Intel выразил оптимизм по поводу того, что их создание сделает робототехнику более масштабируемой и доступной, чем считалось возможным ранее.

 

«Мы разработали сочетание аппаратного и программного обеспечения, которое превращает смартфоны в роботов», - заключили они в своей статье. «Мы надеемся, что наша работа откроет новые возможности для образования и крупномасштабного обучения с помощью тысяч недорогих роботов, развернутых по всему миру».

 

Те, кто заинтересован в создании Openbot исследовательской группы Intel, могут получить доступ к файлам через Github здесь.

 

Ряд других исследовательских групп использовали 3D-печать для создания интеллектуальной робототехники, и в последние годы эти аддитивные творения приобрели широкий спектр форм, размеров и функций.

 

В июле 2020 года инженерная компания Scheurer Swiss GmbH в партнерстве с группой студентов ETH Zürich разработала свою автоматизированную роботизированную систему прополки Rowesys, напечатанную на 3D-принтере. Компактный бот для уничтожения сорняков разработан как надежная альтернатива использованию гербицидов в сельском хозяйстве.

 

Исследователи из инженерной школы Тандон Нью-Йоркского университета и Института интеллектуальных систем Макса Планка (MPI-IS) создали 3D-печатную роботизированную собаку с открытым исходным кодом. «Solo 8» разработан как недорогой и масштабируемый, что позволяет тем, у кого ограниченный бюджет, построить и построить собственного домашнего питомца.

 

Инженеры-робототехники из Технологического института Джорджии использовали детали, напечатанные на 3D-принтере, для создания энергоэффективного «ленивца». В настоящее время роботизированное млекопитающее используется в Ботаническом саду Атланты для наблюдения за животными, растениями и окружающей средой.

 

Выводы исследователей подробно описаны в их статье «OpenBot: превращение смартфонов в роботов», соавторами которой являются Матиас Мюллер (Matthias Muller) и Владлен Колтун (Vladlen Koltun).

 

Источник: https://3dprintingindustry.com/news/intel-researchers-develop-50-3d-printed-openbot-to-advance-the-accessibility-of-robotics-175321/