მოსიარულე რობოტი: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

რა გავაკეთე?

● ბოტი, რომლის მომზადებაც შესაძლებელია სხვადასხვა ზედაპირზე სიარულზე (წინსვლაზე). ბოტი ასახავს უბრალო არსებას 4 'მუხლის გარეშე' ფეხებით, რომელიც იბრძვის წინსვლისთვის. მან იცის, რომ მას შეუძლია თითოეული ფეხის ორიენტაცია მხოლოდ 3 შესაძლო გზით. ახლა მან უნდა განსაზღვროს საუკეთესო შესაძლო ნაბიჯები, რაც შეიძლება გადადგას მოძრაობის გასაგრძელებლად. ვინაიდან მისი მოძრაობა ასევე დამოკიდებულია ზედაპირზე ხახუნზე, ჩვენ გვჯერა, რომ ყოველი განსხვავებული ზედაპირისთვის დადგება, იქნება განსხვავებული (არა აუცილებელი უნიკალური, მაგრამ სავარაუდოდ მსგავსი) ნაბიჯების ნაკრები, რათა მაქსიმალურად გაზარდოს მისი წინსვლის მცდელობა.

რისთვის გამოიყენება?

Best ის საუკეთესოდ გამოიყენება AI ROBOT– ის სიარულის ნიმუშების ვიზუალიზაციისათვის.

ნაბიჯი 1: ნაკადის დიაგრამა

აქ არის მთელი პროექტის ავარია. ფართოდ პროექტი 2 ნაწილად არის ელექტრონიკა რობოტის მექანიკური სტრუქტურით და მეორე არის ალგორითმი კომპიუტერზე და კოდი arduino– ზე.

ნაბიჯი 2: ჩართული ძირითადი კომპონენტები:

ელექტრონიკა

Arduino UNO (!)

ულტრაბგერითი სენსორი

სერვო ძრავები

Bluetooth მოდული

კოდირება

Arduino IDE

ტერატერმი

იუპიტერის რვეული

Q- სწავლის ალგორითმი

ნაბიჯი 3: მოდული V1:

სწავლის გაძლიერება: ANN- ის (ხელოვნური ნერვული ქსელის) გამოყენებით ჩვენ დავგეგმეთ ჩვენი რობოტის მომზადება და ჩვენ გამოვიყენეთ ორი შესაძლო მეთოდი.

შეზღუდვები: თითოეული ფეხი (სერვო ძრავა) შეზღუდულია მიიღოს მხოლოდ 3 შესაძლო პოზიცია 60, 90 და 120 გრადუსი. ვარაუდები: ჩვენ მიგვაჩნია, რომ ბოტის მოძრაობა შედგება 4 მდგომარეობისგან (მდგომარეობა არის ოთხივე სერვისის გარკვეული ორიენტაცია), ანუ იქნება რობოტის 4 განსხვავებული მდგომარეობა, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, როგორც 4 საფეხურს, შესაბამისად მოძრაობის ერთ ციკლს, რომელსაც ბოტი გადაადგილდება გარკვეული მანძილით წინ. ეს ციკლი განმეორდება უსასრულოდ, რათა ბოტი მოძრაობდეს.

მაგრამ ერთადერთი პრობლემა იყო განმეორებითი რაოდენობის შესაფასებელი - ჩვენ გვაქვს სამი შესაძლო ორიენტაცია თითოეული ძრავისთვის და არის 4 განსხვავებული ძრავა, რაც მას 3^4 = 81 მდგომარეობას ანიჭებს, რომელშიც რობოტი შეიძლება არსებობდეს ერთ საფეხურზე ან მდგომარეობაში. ჩვენ უნდა გადავდგათ 4 განსხვავებული ნაბიჯი ერთი რთული მოძრაობის დასასრულებლად, რაც იმას ნიშნავს, რომ 81^4 = 43, 046, 721 შესაძლო კომბინაცია უნდა შემოწმდეს მოძრაობის ერთი ციკლის მაქსიმალური ეფექტურობისთვის. დავუშვათ, 5 წამი სჭირდება ერთი სახელმწიფოს მომზადებას, ტრენინგის დასრულებას 6.8250 წელი დასჭირდება!

ნაბიჯი 4: მოდული V2:

Q- სწავლის ალგორითმი

ადრეული განმტკიცების სწავლების ალგორითმი შემუშავებულია სასწავლო საგნების სასწავლებლად და უმოკლესი გზების მოსაძებნად. წყარო:

ალგორითმის მათემატიკა: არსებობს 81 შესაძლო მდგომარეობა თითოეულ საფეხურზე, რომელშიც შეიძლება იყოს ბოტი, ჩვენ ვასახელებთ ამ მდგომარეობებს რიცხვებით 1 -დან 81 -მდე და ახლა ის, რაც გვინდა ვიცოდეთ არის გარდამავალი მნიშვნელობა, რაც ნიშნავს რობოტის პოზიციის ცვლილებას (მანძილი გადაადგილებულია) მაშინ როდესაც ის შემთხვევითი მდგომარეობიდან s1 გადადის სხვა მდგომარეობაში s2 (s1, s2 იმ 81 მდგომარეობიდან). ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ ის, როგორც მატრიცა, რომელსაც აქვს 81 სტრიქონი და 81 სვეტი, სადაც მატრიცის ელემენტი ტოლი იქნება მანძილის მნიშვნელობისა, რომელიც გადავიდა მისი რიგისა და სვეტის ნომრის შესაბამისად. ეს ღირებულებები შეიძლება იყოს პოზიტიური ან უარყოფითი, რაც დამოკიდებულია რობოტის მოქმედებაზე რეალურ სიტყვაში. ახლა ჩვენ ვიპოვით მდგომარეობების დახურულ მარყუჟს, სადაც მანძილი, რომელსაც ის გადის, ყოველთვის დადებითია. ჩვენ შევაფასებთ 81x81 მატრიცის მნიშვნელობებს, რომლებიც არის 81^2 = 6561, ახლა თუ 5 წამი დაგვჭირდება, რომ მივიღოთ ეს მნიშვნელობა მატრიცაში დახარჯეთ 9.1125 საათი მხოლოდ მთლიანი მატრიცის შესაქმნელად და შემდეგ ნაბიჯების მარყუჟი მოძრაობის ეფექტურობის მაქსიმალურად გასაზრდელად მარტივად გამოითვლება.

ნაბიჯი 5: ჩართული პრობლემები -

1. ზოგიერთი მდგომარეობისთვის ბოტის მოძრაობა ძალიან არათანაბარი იყო და გავლენას ახდენდა ულტრაბგერითი სენსორის ღირებულებაზე, ბოტი დაიხრებოდა და შორ მანძილზე იკავებდა მანძილს.
2. ლეპტოპთან გათიშვის და არდუინოს გადატვირთვის პრობლემა იყო ის, რომ 0 ღირებულებიდან ვარჯიშობდნენ, ძალიან გამაღიზიანებელი იყო.
3. რობოტების მატარებლის ყურება უწყვეტი 5 სთ იყო ძალიან ამომწურავი.

ნაბიჯი 6: მოდული A1 და A2:

• მექანიკური ნაწილი მოიცავს შასის დაფას, რომელზედაც ოთხი servos არის დაფიქსირებული. ჩვენ ფეხის გასაკეთებლად ვიყენებდით ნაყინის ჩხირებს.
• ჩვენი პრინციპული ამოცანაა - თვალყური ვადევნოთ ბოტის დაშორებას მისი საწყისი პოზიციიდან.
• ჩვენი პირველი მიდგომა იყო გირო სენსორის გამოყენება და ბოტის აჩქარებისას მოძრაობისას მისი სიჩქარის და შემდგომ მისი პოზიციის გამოსაყვანად.
• პრობლემა - მისი განხორციელება ძალიან რთული აღმოჩნდა! ალტერნატივა - ჩვენ შევზღუდეთ ბოტის მოძრაობა მხოლოდ 1 განზომილებით და ვიყენეთ ულტრაბგერითი სენსორი, რათა გავზომოთ მანძილი კედლიდან პირდაპირ წინ.
• HC05-Bluetooth მოდული გამოიყენებოდა ტრენინგის პერიოდში, რათა გადაეცა მანძილის გადასვლის სიჩქარე კომპიუტერს ორ საფეხურს შორის და იქ მონაცემები ინახებოდა მატრიცაში.

ნაბიჯი 7: ვიდეოების ბმული:

ბავშვის ნაბიჯები:

სასწავლო კადრი:

თითქმის პირდაპირ:

მოცეკვავე რობოტი ვიდეო:

საბოლოო ვიდეო0: