兒童助理機(jī)器人開源項(xiàng)目

描述

介紹

問題：孩子們?cè)絹碓匠撩杂?a href='http://www.ttokpm.com/v/tag/11230/' target='_blank' class='arckwlink_none'>智能手機(jī)，通?？磩?dòng)畫片、youtube 和玩游戲。在孟加拉國(guó)，孩子們每天花在屏幕上的時(shí)間超過三到四個(gè)小時(shí)。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，屏幕時(shí)間會(huì)影響兒童大腦的物理結(jié)構(gòu)，以及他們的情緒發(fā)展和心理健康。除非我們能夠控制現(xiàn)在占用我們孩子大量時(shí)間的屏幕，否則它將間接摧毀我們的下一代。

解決方案：機(jī)器人總是吸引孩子。通過增加語音交互性，機(jī)器人可以成為孩子的夢(mèng)想機(jī)器。毫無疑問，它比智能手機(jī)更能吸引孩子。為了讓孩子們擺脫屏幕癮，我制作了一個(gè)機(jī)器人。該機(jī)器人具有以下特點(diǎn)：

• 它可以通過語音命令驅(qū)動(dòng)。
• 孩子們可以要求機(jī)器人發(fā)出不同的聲音，如消防車、救護(hù)車、警車甚至不同動(dòng)物的聲音。
• 孩子可以要求機(jī)器人講故事、詩歌、笑話和播放音樂。
• 機(jī)器人能夠分辨周圍的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、氣壓和紫外線。
• 機(jī)器人可以顯示不同的方向，如東、西、北、南，也可以在特定方向上對(duì)齊。

如何制作

制作底盤

市場(chǎng)上有不同類型的現(xiàn)成機(jī)箱，您可以購(gòu)買一個(gè)。我自己用硬橡膠板做了一個(gè)，并添加了一些我如何制作底盤的圖片。我在底盤上使用了一個(gè)球腳輪和兩個(gè)小型直流齒輪電機(jī)。直流減速電機(jī)使用 supper glow 固定在底板上。

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安裝電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和 Arduino

為了驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的電機(jī)，我使用了 Adafruit Motor Shield v1.0 和 Arduino Uno。

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驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)直流電機(jī)。我使用 M3 和 M4 連接器來驅(qū)動(dòng)機(jī)箱的兩個(gè)電機(jī)。Arduino 將從樹莓派獲得電力，但電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要外部電源。我添加了兩個(gè) 18650 鋰離子電池來為電機(jī)供電。

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安裝揚(yáng)聲器和功放板

為了與孩子們交談，機(jī)器人需要揚(yáng)聲器。我在機(jī)器人上放置了兩個(gè) 3W 揚(yáng)聲器和一個(gè)迷你放大器板。揚(yáng)聲器將通過 3.5 毫米音頻端口連接到 Raspberry Pi。我們將在下一步連接樹莓派。

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安裝 Matrix Creator 和 Raspberry Pi

Matrix Creator 和 Raspberry Pi 是我們項(xiàng)目的兩個(gè)主要硬件單元。Raspberry Pi 將托管 Snips 語音平臺(tái)，并與 Arduino 和 Matrix Creator 進(jìn)行通信。Matrix creator 充當(dāng)樹莓派的麥克風(fēng)，提供傳感器數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng) led 環(huán)。

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Matrix Creator 外殼是 3D 打印的，可在此處下載 3D 文件：https ://www.thingiverse.com/thing:2872527

將 Raspberry Pi 和 Matrix Creator 放入機(jī)箱后，它看起來如下所示：

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連接 Arduino 和樹莓派

雖然 Arduino 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，但對(duì)于方向，它取決于 Raspberry Pi。樹莓派通過串口發(fā)送指令，Arduino根據(jù)串口指令將信號(hào)發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。Arduino 還通過串行端口從 Raspberry Pi 接收電源。

樹莓派和Arduino通過串口線連接

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為樹莓派供電

樹莓派需要5V穩(wěn)壓電源，電源電流容量至少1.5A。我使用 2A 移動(dòng)電源為 Raspberry Pi 供電。

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移動(dòng)電源的容量為10000mAh。音頻放大器也從移動(dòng)電源獲取電力。

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把所有放在一起

完成所有連接后，機(jī)器人看起來如下圖所示。

正視圖

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從正面看它是這樣的：

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機(jī)器人側(cè)視圖：

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開發(fā) Snips 應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)語音交互，我使用 Snips 平臺(tái)開發(fā)了一個(gè)應(yīng)用程序。要制作您自己的應(yīng)用程序，請(qǐng)轉(zhuǎn)到https://console.snips.ai/并開發(fā)一個(gè)。免費(fèi)。

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我為該應(yīng)用程序制定了五個(gè) Intents。

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每個(gè) Intent 都有一個(gè)專用槽，并且有多個(gè)訓(xùn)練示例。

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您可以使用以下鏈接從 Snips 應(yīng)用商店安裝該應(yīng)用：

https://console.snips.ai/store/en/skill_KpPYQxAwApk

對(duì)于 Raspberry Pi 圖像，我使用了來自鏈接的 MATRIX Kit 圖像：https ://drive.google.com/file/d/1cTpKiyAIc9RxfF1shW3F1oBBJjAdkZu_/view?usp=sharing

Matrix Core 預(yù)裝在映像中。

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