Mini Pupper: робототехника для всех

Автор Дарья Алексеева

5 zVKq2dRyIW large

За последние годы компания Boston Dynamics опубликовала много демонстрационных роликов с участием своих невероятных роботов. Особой популярностью пользуются видео с четвероногим роботом Spot Mini, который внешне очень напоминает собаку. Профессор робототехники Нейтан Кау из Стэнфорда пришел к выводу, что многим его студентам и просто заинтересованным людям хотелось бы иметь свою собственную собаку-робота, но цена Spot Mini слишком высока. И тогда появился Stanford Pupper – маленький четвероногий робот с открытым исходным кодом на платформе ROS (Robot Operating System), разработанный Нейтаном Кау для того, чтобы студенты могли вовлечься в захватывающие исследования робототехники.

stanford pupper robot pQ5WofeiJk

При поддержке компании Cypress Software и MangDang изобретение Кау поступило в продажу как комплект деталей, из которых можно самостоятельно собрать Stanford Pupper примерно за 8 часов. Прилагались также инструкция по сборке и репозиторий исходного кода.
В течение года MangDang собирала обратную связь от пользователей Pupper по всему миру в целях создать более совершенную версию собаки-робота. И вот, в июне 2021 года на платформе Kickstarter был представлен Mini Pupper – общедоступный четвероногий робот по цене менее $ 500. Для работы с таким роботом уже не обязательно быть студентом специализированного колледжа.
Mini Pupper создан, чтобы упростить изучение робототехники для всех желающих, в особенности, для детей.

minipupper2shells czdOR6omf5

У робота простая, стабильная и красивая механическая конструкция. Он достаточно прост в сборке, устойчив во время передвижения и не нуждается в дорогостоящем ремонте. В отличие от других 3D-печатных роботов, здесь используются металлические резьбовые вставки, чтобы пользователи могли легко разбирать и собирать Pupper, если потребуется. Все детали закреплены качественными крепежными элементами, что обеспечивает отличную функциональность и долговечность устройства.
Более чистая сборка достигается за счет индивидуальной длины кабеля сервопривода и интеграции IMU в основной корпус. IMU – инерциальные измерительные модули, основанные на многоосевой комбинации высокостабильных гироскопов, акселерометров, магнетометров и датчиков давления. Такое решение позволило уменьшить количество необходимых проводов и получить компактного робота (165 мм в высоту, 209 мм в длину, 109 мм в ширину, а вес – всего 560 г)
Mini Pupper не требует подсоединения провода питания, у него есть удобная кнопка включения, а внутри корпуса  расположен аккумулятор, который  заряжается без необходимости извлекать его из робота. Если устройству потребуется подзарядка, бортовые вольтметры подадут сигнал тревоги и предупредят пользователя об этом.

0Ya7icsoQM5P1D2XTPxCp7mA7wBZeBY7SQHU740ZA7X2xXitQy

Сервопривод в Mini Pupper обладает высоким крутящим моментом, что позволяет собаке двигаться быстро и стабильно. Роботу доступны три типа передвижения: «рысь» (диагональные пары), «темп» (боковые пары), и «связка» (передние и задние пары).
Также как и свой предшественник, Mini Pupper работает на платформе ROS и имеет открытый исходный код. ROS можно установить на любую Unix-подобную систему, например на Ubuntu, и программировать робота на свой вкус. Может получиться маленький охранник, шпион-лазутчик, робот-нянька или даже танцор.

xKI1gJCoFGqkQ7flatOI0Yik9t1BszXFyyV0xnKe0Kw25OslrR

Mini Pupper поддерживает SLAM (одновременная локализация и картирование местности), он может составлять карту окружающей среды и учиться в реальном времени, взаимодействуя с пространством вокруг. Делает он это благодаря датчику камеры и технологии Lidar (измерение расстояния с помощью луча света).
Mini Pupper поддерживает новейший модуль 3D-камеры OpenCV, названный OAK-D LITE. С помощью этого модуля робот может выполнять обнаружение и распознавание лиц, рук и других движущихся объектов. Зрение OAK-D-Lite позволяет роботизированной собаке подняться до уровня бордер-колли, которые удивительны тем, что могут распознавать и изучать даже самые специфические сигналы рук.

mpupperscale

Mini Pupper имеет 12 DOF (степеней свободы), в отличие от 8 DOF, доступных в аналогичных проектах. Число степеней свободы – это количество значений, необходимых для описания местоположения объекта в пространстве. Чем выше это число, тем гибче и пластичнее может двигаться объект. Преимущества четвероногих с 8 DOF, казалось, выгодны только производителю, поскольку стоимость робота и необходимых деталей в таком случае меньше. Но MangDang хотели предоставить своим клиентам самого качественного робота с наилучшими характеристиками в этом ценовом диапазоне. И хотя это было непросто, Mini Pupper всё же стал первым в мире потребительским четвероногим роботом с двенадцатью степенями свободы.

ЖК-дисплей HMI (Human-Machine-Interface) - еще одна замечательная функция. Собранный из кучи винтиков и моторов, Mini Pupper приобрёл анималистический вид. С ним можно общаться и играть, как с живым питомцем, настроив лицевую анимацию на дисплее.

mini pupper raspberry pi 4 robot

Основанный на плате Raspberry Pi, робот Mini Pupper является бесконечно расширяемым, а пределы его возможностей пока невозможно определить.
Производители MangDang сообщают, что не планируют останавливаться на достигнутом. Чтобы сделать процесс изучения робототехники с Mini Pupper еще проще и удобнее, компания уже взялась за разработку образовательных курсов. Выпускаться они будут шаг за шагом и подробно объяснять такие важные области робототехники как механика, аппаратное обеспечение, ROS, SLAM, навигация, и функции искусственного интеллекта.
Благодаря таким проектам, как Mini Pupper, у каждого из нас появляется возможность погрузиться в мир кибернетики, минуя долгие годы профессионального образования. Все, что от нас требуется – это доступ в сеть, интерес и желание учиться чему-то новому. Всё остальное уже сделали доступным.

Ссылки