一家机器人制造商展示了一款24小时内做出来的能用的叠衣服机器人原型。
该机器人由尼克·马塞利为一位看重功能不看重外表的客户打造,名为Sourccey,具有圆柱形可移动机身、圆顶顶部、两条灵活的机械臂以及一个用于处理衣物的中央垂直升降机构。
大部分结构部件采用聚乳酸(PLA)进行3D打印,所以整个制作过程能快速迭代、换零件,说明了快速原型制作在机器人开发中多灵活。
去年,另一位机器人爱好者做了个Esghati,这是一款用废弃零件做的、能用浏览器控制的机器人,具备内置Wi-Fi、能实时看摄像头和人脸识别功能。
快速构建机器人
Maselli 通过在不到24小时内构建一个名为 Sourccey 的叠衣机器人原型,展示了功能性机器人系统可以多么快速地组装起来。该项目由一位客户委托,其明确要求是:尽可能快速地实现叠衣自动化,性能优先于外观。
Sourccey 由一个移动的圆柱形底盘构成,顶部装有一个圆顶外壳。该机器人配备了两个铰接臂,安装在一个中央垂直升降机构上。这个 Z 轴执行器贯穿机器人身体中心,使手臂能够上下移动,从而与放置在地板或桌面上的衣物进行交互。
据 Techeblog 报道,这种机械布局提供了足够的伸展范围和灵活性来操作柔软材料,这比处理刚性物体更具挑战性。
机器人的大部分结构部件采用PLA丝材通过3D打印制造,包括臂段、安装支架和外部面板。
快速打印技术使其在紧凑的建造周期内能够快速迭代,受损或次优的部件可在数小时内重新打印并更换。这一方法在解决装配过程中遇到的打印缺陷部件等问题时尤为关键。
每只机械臂集成多个伺服电机,以实现精准协调的运动。这些电机的精确对齐对于折叠布料时确保夹爪同步运动至关重要。臂末端的夹爪专为保持布料恒定张力而设计,防止操作过程中打滑。据Hackster报道,通过精细布线、使用保险丝以及结构化配电系统,电气安全性和可靠性得到了保障。
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机器学会折叠
系统的核心是树莓派 5 单板电脑,它就是机器人的主控制器。虽然个头小,但树莓派能扛不少活儿。它处理四个摄像头输入的数据,用来做视觉感知;控制手臂和升降系统的电机;还操作显示器、扬声器和麦克风等外围设备。树莓派还跑着一套软件,负责执行任务和协调系统。
电源是一块 12 伏 10 安时的磷酸铁锂电池,选它是因为热稳定性好、安全、寿命长。一块定制的配电电路板负责管理系统的电力分配。集成的电压转换器确保每个组件电压正确、又不会过载,尤其是伺服电机,运行时电流很大。
Sourccey 没有用写死的运动脚本,而是用了基于学习的方法。操作员先通过遥控系统示范折叠过程,从真实动作中收集训练数据。然后用这些数据在高性能 GPU 上彻夜训练 AI 模型。训练完成后,模型放回到树莓派上本地运行。据 Techeblog 报道。
借助其多摄像头视觉系统,机器人能够识别要叠的衣服,判断衣服的方向和形状,并做出训练时学会的折叠动作。由于系统依赖视觉反馈和学到的行为而非固定路径,因此能适应布料本身的各种变化和柔软度。据Hackster报道,马塞利还设计了能上传新AI模型的软件系统,这样机器人以后还能学会叠衣服以外的其他家务。
整个硬件组装一天搞定,AI训练连夜进行。尽管遇到了一些小麻烦——包括一个电机卡子丢了,以及要重新打印有问题的零件——原型机仍成功完成了任务,说明快速打样加上现代嵌入式计算和机器学习确实很高效。
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