抽屉里闲置的智能手机可以充当双足机器人的大脑。加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员用旧的、未使用的安卓手机建造了一款紧凑的步行机器人,名为PhoneBot。该机器人作为开源平台构建,高约19英寸,重不到4磅。
为辅助双足运动,团队将手机放置在躯干位置。其基本组件包括摄像头、运动传感器、处理器和无线连接。所有这些功能帮助机器人看、保持平衡并计算动作,很像人脑执行的功能。
PhoneBot还配备了13个低成本DYNAMIXEL伺服电机,每条腿有六个,保持传统的双足腿架构。髋部、膝部和踝部的关节帮助机器人行走、转向和恢复。研究人员在躯干中保留了额外的第十三个关节,让上半身旋转,帮助机器人无需移动双脚就能追踪一个人。
智能手机向安装在机器人下半身的支持Wi-Fi的计算机系统发送命令。这些无线信息包被转换为不同的电机位置。研究人员表示,手机与身体之间的无线接触设计用于让构建和更换更容易。构成身体、电机和支持电子设备的其他设备费用固定在400美元左右。
在实验中,UCLA工程师测试了四种不同的安卓设备,包括价格在50至80美元之间的版本。根据他们的发现,四种设备都执行了基本功能,包括行走、运动检测和查看能力。
虚拟机器人在仿真模式下使用强化学习训练,每次正确响应都会获得奖励。在训练中,机器人因直立站立、单脚行走和保持适当速度而获得奖励,因受限动作而受到惩罚。早期训练实验中的一个主要结果是大部分工作只使用一只脚。为克服这一障碍,研究人员使用了交换左右两侧的镜像样本。
最新研究表明,所有决策都通过安卓应用实时做出。谷歌软件工具TensorFlow Lite使用手机内部传感器的数据每秒数次执行包括行走和恢复在内的动作。
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