روبوت سداسي الأرجل: مشي ذاتي بدمج الحساسات

ما الذي تفعله التجربة

روبوت فعلي بست أرجل بنيناه وبرمجناه، لنختبر كيف يعرف الجهاز مكانه من قراءات حساسات مشوّشة، وكيف يخطط مساره إلى وجهته. ولكل رجل محركاتها، فيحسب البرنامج حركة الأرجل كلها في الوقت الفعلي. وتحتاج إلى هاتين المهارتين روبوتات المستودعات والمركبات ذاتية القيادة وكل آلة ذاتية الحركة.

كيف تعمل

يتلقى الروبوت وجهة يتحرك إليها. ثم يقرأ حساساته باستمرار، وفي كل قراءة قدر من التشويش. يدمج مرشّح رياضي هذه القراءات في تقدير واحد لموقع الروبوت واتجاهه، يعتمد عليه المخطِّط. ويرسم مخطِّط الملاحة المسار إلى الوجهة انطلاقاً من هذا التقدير. وتتحول كل خطوة على المسار إلى نمط مشي يحدد أي الأرجل ترتفع وأيها يبقى على الأرض. ويحسب البرنامج زوايا مفاصل كل رجل في الوقت الفعلي، فتتحرك المحركات معاً في الاتجاه المخطط. وبعد كل خطوة تصل قراءات جديدة، فيصحّح الروبوت تقديره ويتابع مساره.

ما يمكن أن نبنيه لك

• ندمج قراءات عدة حساسات في تقدير واحد يعتمد عليه نظامك، لأي جهاز يتتبع موقعه أو حركته.
• نبني طبقة الملاحة التي تخطط مسار الجهاز إلى وجهته، وتعيد التخطيط كلما تغيّر موقعه.
• نكتب برمجيات تتحكم في المحركات في الوقت الفعلي، وتعمل على حاسوب صغير منخفض التكلفة داخل الجهاز نفسه.

كيف بُني

تعمل حلقات التحكم على Raspberry Pi مثبّت على الروبوت، فيحمل الروبوت حاسوبه معه. ويربط ROS 2 أجزاء البرنامج، فتنتقل القراءات والأوامر بينها في الوقت الفعلي. ويدمج مرشّح Kalman القراءات المشوّشة في تقدير واحد للموقع والاتجاه. ويخطط Nav2 المسار انطلاقاً من هذا التقدير، وهو أداة الملاحة المعتمدة في ROS 2.

• ROS 2
• Raspberry Pi
• Kalman Filter
• Nav2