Мозг робота

Robo Craft ->

(как и любая попытка классификации — это довольно спорный и неполный список, но, как основа для дальнейшей работы, сойдёт и такой :))

здесь роль мозга выполняет простая микросхема, транзисторы и т.д.

здесь роль мозга выполняет микроконтроллер (atmega, PIC. )

Создать простого и доступного робота можно на базе микроконтроллера, который будет принимать информацию с датчиков, управлять различными механизмами робота (моторами, сервомашинками , реле и т.д.).

Однако, на простом МК не получится сделать обработку видео, распознавание речи и прочие вкусности «настоящего робота».

Но и из этого можно выкрутиться с минимальными потерями, разбив робота на две части:

1) робот на базе МК

Золотая середина по простоте, доступности и функционалу.

К тому же, удобно программировать под той ОС, под которой Вы привыкли работать.

Разумеется, нельзя не задумываться — как можно приспособить их для робототехники.

плюсы этого решения очевидны:

знакомый стандартный набор средств программирования,

множество готовых библиотек,

множество различной документации,

для управления можно использовать стандартные порты ввода/вывода ( COM , LPT , USB ),

возможно подключение любых устройств (например, различные web-камеры )

если используется обычная материнская плата, то возникают трудности с высокой потребляемой мощностью ( для работы такого робота будут тяжёлые, громоздкие и дорогие аккумуляторы)

материнские платы формата Mini-ITX, или даже, Pico-ITX, причём эти ПК полностью совместимы с компьютерами x86.

Размеры плат и их небольшое энергопотребление делают их более чем привлекательными для роботов.

платы формата PC/104 или Micro PC.

совместимость с компьютерами x86;

низкое энергопотребление (стандартное напряжение 5В, потребление 5W (платы с потреблением более 10W — довольно редки));

небольшой размер (PC/104: 115 x 103 мм.)

множество различных плат расширения,

индустриальное качество плат (рабочий температурный диапазон: -40°C … +85°C, сторожевой таймер, требования по влажности, устойчивость к вибрациям и одиночным ударам)

в зависимости от платы может потребоваться использовать ОС для встраиваемых систем:

Windows CE, Windows Embedded, QNX.

Vortex86, AMD Geode

средняя производительность, хотя современный КПК и смартфоны стремительно догоняют по мощности обычные компьютеры.

компактность и небольшой вес (200 — 300 грамм),

низкое энергопотребление (особенно при выключенном экране),

трудности подключения к КПК внешних устройств.

как кажется, почти идеальное решение — плюсы ноутбука, но при этом небльшой вес и доступная цена

микроэлектроника развивается и дарит нам возможность использовать свои новинки для создания по-настоящему мозговитых автономных роботов.

(чаще всего на базе ARM)

установка ОС для встраиваемых систем:

способ погружения и знакомства со встраиваемыми системыми, мини-Linux-ом и прочими вкусностями. Главное за всем этим не забыть — зачем всё это делается 🙂

различные устройства, которые можно переделать и использовать в качестве мозгов для робота.

А, например, у D-Link DIR-320 — вообще есть USB-порт 😉

«роботы — это увлечение, которое не только отнимает много времени, но и ещё довольно дорогое. »

ДАО Робота Сумо

Онлайн-книга по созданию робота минисумо на базе Ардуино

Урок 1. «Мозг робота». Как он работает. Как его программировать. Учимся подавать первые признаки жизни – мигаем светодиодом.

«Мозги» робота, также как и мозги человека, служат для достижения Основной цели этих разных и одновременно одинаковых субъектов. В случае с сумороботом Основная цель проще – достичь победы в поединке. (В случае, если робота будет проектировать девушка – вероятно еще и красиво достичь победы J).

В нашем роботе и книге в качестве «думающего органа» используется открытая микропроцессорная платформа Arduino, включающая в себя «железную» и программные части. Основными преимуществами данной платформы является ее широкая распространенность, относительная дешевизна, огромное количество «клонов» (DFRduino, SeeDuido, Lillipad и многие прочие), огромное сообщество последователей в сети интернет, применимость платформы во вполне серьезных «взрослых» проектах автоматизации в «умных» домах, промышленности, быту.

Для построения нашего робота мы выбрали микропроцессорную плату A-Star 32U4 Micro за ее миниатюрность и отличный функционал, соотношение цены и качества.

Как работают мозги нашего будущего робота?

Что же могут наши «мозги»? Очень многое для столь миниатюрной платы. Получать и обрабатывать информацию от «органов чувств» робота – датчиков дистанции, управлять исполнительными устройствами робота – «ногами и руками» (двигателями). Датчики и управляемые устройства подключаются к контактам платы A-Star 32U4 Micro. Внутри микропроцессора уже есть программа, которая позволяет подключить плату к компьютеру или планшету с установленным программным обеспечением – интегрированной средой разработки Arduino (подробная информация на сайте www.arduino.cc) для «загрузки» сценариев обработки сигналов с датчикой и реакции на них Ваших исполнительных устройств. Данные сценарии называются программами и мы научимся их писать.

Начинаем разбираться с контактами A-Star 32U4 Micro. Официальная документация содержит картинку, которая дает возможность понять, как подключить контакты датчиков исполнительных устройств к плате.

Все просто. Желтые цифры на сером фоне – номера цифровых контактов, которые могут быть использованы в Вашей программе. Зеленые цифры с буквой «А» на сером фоне – номера аналоговых контактов.

Резонный вопрос — цифровой контакт 19 и аналоговый контакт А1 совпадают. Ответ также прост – решите, что будет подключено к данному контакту и программно задайте данному контакту либо цифровой либо аналоговый статус.

Питание от батарейки подключается с контакту VIN – плюс (от 5.5 до 15 вольт) и контакту GND – минус.

5V output и 3.3V output – контакты для питания датчиков нашего робота. Контакты ISP и SCL SDA TXD1 и RXD1 – искатели приключений сами смогут найти информацию в документации.

Обратите внимание – на плате есть светодиоды – одним из которых (LED) мы сейчас помигаем миру с целью заявить о своих правах на будущие победы на рингах.

Надеюсь, у Вас получилось установить среду разработки Arduino с сайта www.arduino.сс на Ваш компьютер или планшет. Подробные инструкции для установки последней версии среды, ссылки для скачивания среды для различных операционных систем, вся последняя информация о Arduino есть на этом сайте.

Итак, открываем интегрированную среду разработки Arduino на вашем компьютере (планшете) и выбираем из примеров скетч Blink. [Скетчем в сообществе Arduino называется программа или сценарий поведения Вашего робота, который будет записан в микропроцесссор и затем исполнен.]

Видим следующий текст:

Давайте разберемся в структуре скетча. Все что представлено серым цветом – это комментарии к скетчу для Вас – не для «мозгов» платы.

Для «мозгов» платы в теле скетча мы объявляем что переменной led будет соответствовать 13 вывод платы, который имеет тип «int» от слова integer – целое число.

В теле скетча есть две процедуры setup() и loop(). Процедура setup() исполняется один раз при включении питания платы и обычно в ней содержится объявление контактов платы и инициализация этих контактов). В частности в теле процедуры (между фигурными скобками < и >) расположена следующая строка:

Эта строка инициализирует контакт 13 на вывод данных – т.е. к данному контакту будет присоединено исполнительное устройство (светодиод в нашем случае).

Процедура loop() интересна тем, что все, что мы располагаем в ее теле будет исполненяться «по кругу» — от первой до последней строки и затем опять от первой до последней строки и так пока ваши батарейки не «сядут». В теле нашей процедуры loop() расположены 4 строки с командами для микропроцессора платы:

Команда digitalWrite(led, HIGH) указывает нашему микропроцессору дать на контакт 13 (переменная led) высокий уровень напряжения (HIGH)

Следующая за ним команда delay(1000); задерживает все действия микропроцессора на 1000 милисекунд или 1 секунду.

Следующая команда digitalWrite(led, LOW) снижает напряжение на контакте 13 до низкого (почти 0 вольт) и после нее опять по команде delay(1000); опять ожидаем секунду. Затем исполнение опять передается первой строке в теле процедуты loop и программа повторяется.

Загрузим данную программу (круглая кнопка со стрелкой вправо в панели меню) в нашу плату предварительно подключив ее кабелем в USB разъем порта и посмотрим, что получилось. Перед загрузкой обязательно убедитесь, что Вы выбрали именно плату Pololu A-Star 32U4 [По умолчанию, драйверов этой платы пока нет в стандартной установке Ардуино. Для ее установки необходимо скачать драйверы USB и установить их на Ваш компьютер (пункт 6 по порядку — драйверы, затем директорию в ардуино — Успеха!)

Выбрали COM – порт

После окончания загрузки плата начинает мигать светодиодом с частотой 1 секунда. – мы научились «подмигивать» миру.

  1. Какие основные типы контактов на микропроцесссорной плате A-Star 32U4 Вы знаете? Для чего они используются?
  2. Что такое скетчи? Для чего они нужны?
  3. Какая интегрированная среда разработки используется для создания скетчей для Arduino роботов? Как загрузить программу в Вашу микропроцессорную плату?
  4. Какие основные процедуры должны обязательно быть в скетче для Arduino?

Мозг робота

Универсальный русско-английский словарь . Академик.ру . 2011 .

Смертельный друг — Проверить нейтральность. На странице обсуждения должны быть подробности … Википедия

Смертельный друг (фильм) — Смертельный друг Deadly Friend Жанр фильм ужасов … Википедия

Робот (машина) — Робот андроид Honda Робот (от словацк. robota) автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ в опасных для жизни условиях или при относительной недоступности… … Википедия

Роботы — Робот андроид Honda Робот (от словацк. robota) автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ в опасных для жизни условиях или при относительной недоступности… … Википедия

Роботы в культуре — Треножник атакует людей Роботы, как культурный феномен появились с пьесой Карела Чапека «R.U.R.», описывающую конвейер, на котором роботы собирают самих с … Википедия

Хоровод (рассказ) — У этого термина существуют и другие значения, см. Хоровод (значения). Хоровод Runaround Жанр: научная фантастика Автор: Айзек Азимов Язык оригинала … Википедия

Галилео (программа) — У этого термина существуют и другие значения, см. Галилео. Галилео Жанр научно популярная развлекательная программа Режиссёр(ы) Кирилл Гаврилов, Елена Калиберда Редактор(ы) Дмитрий Самородов Производство Телеформат ( … Википедия

Нейрокомпьютерный интерфейс — Пример управления с помощью однонаправленного нейро компьютерного интерфейса Нейро компьютерный интерфейс (НКИ) (называемый также прямой … Википедия

Непобедимая команда суперобезьянок — Super Robot Monkey Team Hyperforce Go! Жанр Фантастика, Антиутопия Режиссёр Чиро Ниэли Сценарист Чиро Ниэли … Википедия

Список эпизодов мультсериала «Приключения Джимми Нейтрона» — В данном разделе представлены все эпизоды мультсериала Приключения Джимми Нейтрона. Приключения Джимми Нейтрона: мальчика гения  это американский мультипликационный CGI сериал, созданный по мотивам полнометражного мультфильма 2001 года… … Википедия

Новости высоких технологий

Ученые оцифровали мозг червя и загрузили его в робота

Мозг – это не только набор электрических сигналов. Ученые считают, что если мы сможем узнать абсолютно все о том, как он работает, то, по крайней мере в теории, сможем оцифровать чей-нибудь разум, а затем загрузить его в компьютер, тем самым создав фактически бессмертную цифровую личность, как это было, например, показано в фильме «Превосходство» с Джонни Деппом. Звучит фантастически, безусловно, но ученые движутся в этом направлении. Если говорить о мозге человека, то мы даже близко к такому уровню не подобрались, однако некоторые успехи продемонстрировала команда международных ученых, которая оцифровала мозг круглого червя Caenorhabditis elegans.

Ученые очень хорошо изучили крошечную нематоду Caenorhabditis elegans. Нам известны все ее гены, а также особенность ее нервной системы. Поэтому в 2014 году исследователи в рамках проекта OpenWorm смогли составить карту соединений между всеми 302 нейронами червя и на основе полученных данных создать цифровую версию системы его нейронов. Основная задача проекта заключалась в полной репликации Caenorhabditis elegans в виде цифрового организма, однако исследователи решили пойти дальше и не только создали цифровую версию мозга нематоды, но еще и загрузили ее в простого робота, созданного из конструктора Lego.

Этот робот фактически является физическим воплощением червя и имеет все необходимые эквивалентные части тела нематоды: сонарный датчик, который действует в качестве обонятельной системы, и набор моторчиков, которые выполняют функцию моторных нейронов червя, с каждой стороны его тела. Удивительно, но без каких-либо заранее внесенных запрограммированных инструкций оцифрованная версия нейронной системы Caenorhabditis elegans действительно способна управлять роботом.

«Заявляется, что робот способен вести себя аналогично поведению, демонстрируемому живым червем Caenorhabditis elegans. Внешняя стимуляция датчика, симулирующая его орган обоняния, заставляет робота остановиться. Прикосновение к передним и задним сенсорным датчикам, а также стимуляция сенсора, отвечающего за пищевую систему, заставляет его двигаться вперед или назад», — пишет сайт I-Programmer.info.

Тимоти Бусбице, учредитель проекта OpenWorm, в свою очередь, выложил на YouTube видео, в котором показана «жизнедеятельность» Lego-червя. Он двигается вперед-назад, останавливается и снова двигается.

Исследователи отмечают, что цифровая симуляция работы мозга червя неидеальна и в некоторых моментах упрощена. Например, ученым пришлось упростить процесс, выступающий триггером для активации искусственных нейронов. Но факт того, что робот действительно двигается сам по себе, может останавливаться перед препятствием, а затем пятиться назад, используя для этого ничего более, чем просто оцифрованный код, имитирующий работу нейронов мозга червя — выглядит довольно впечатляюще.

Проект OpenWorm продолжает свою работу и является полностью открытым. На его официальном сайте имеются симуляционные модели и визуализация цифровой нематоды. Сейчас исследователи хотят восстановить работу некогда созданного ими iOS-приложения, позволяющего следить за деятельностью цифрового червя (этакий аналог «Тамагочи», только без прямого управления), поэтому ищут людей, готовых им помочь в этом деле.

И все же цифровые черви – это так, забава. Ключевая цель проекта заключается в создании коннектома — описания всех нейронных связей человеческого мозга. В итоге даже если мы не сможем загрузить наши мозги в компьютеры, а всего лишь научимся создавать их симуляционные модели, то даже это внесет существенный вклад в развитие искусственного интеллекта и в целом компьютерных систем.

Источники:
Robo Craft ->
(как и любая попытка классификации — это довольно спорный и неполный список, но, как основа для дальнейшей работы, сойдёт и такой :)) здесь роль мозга выполняет простая микросхема,
http://robocraft.ru/blog/technology/400.html
ДАО Робота Сумо
Онлайн-книга по созданию робота минисумо на базе Ардуино Урок 1. «Мозг робота». Как он работает. Как его программировать. Учимся подавать первые признаки жизни – мигаем светодиодом.
http://dao.toborobot.ru/?p=25
Мозг робота
Универсальный русско-английский словарь . Академик.ру . 2011 . Смертельный друг — Проверить нейтральность. На странице обсуждения должны быть подробности … Википедия Смертельный друг
http://universal_ru_en.academic.ru/8788/%D0%BC%D0%BE%D0%B7%D0%B3_%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0
Новости высоких технологий
Мозг – это не только набор электрических сигналов. Ученые считают, что если мы сможем
http://hi-news.ru/technology/uchenye-ocifrovali-mozg-chervya-i-zagruzili-ego-v-robota.html

COMMENTS