Ваш старий смартфон ще й бігатиме: дослідники представили платформу PhoneBot

Дослідники з Каліфорнійського університету у Лос-Анджелесі створили платформу, здатну перетворити старий смартфон на функціонального двоногого робота.

Проєкт PhoneBot був реалізований в Лабораторії робототехніки та механізмів (RoMeLa) Каліфорнійського університету. Розробники описують двоногого робота, який використовує смартфон як корпус, очі та мозок. 

Ключова ідея полягає у тому, щоб досягти цього без вартісних додаткових пристроїв. Невеликі дослідницькі роботизовані системи зазвичай вимагають датчиків, функції машинного зору та великої кількості дротових з’єднань. PhoneBot покладає всі ці завдання на смартфон. 

Камера забезпечує роботу візуальну взаємодію з навколишнім середовищем, імерційний та вимірювальний блок смартфона (IMU), який вимірює нахил та рух, працює як внутрішнє вухо для підтримки рівноваги. Процесор керує нейромережею, яка контролює суглоби, а сенсорний дисплей відображує стан та елементи керування. 

Заввишки такий робот 48,3 см й важить усього 1,8 кг. Він має 13 недорогих сервомоторів, по шість на кожній нозі, ще один повертає корпус. Це дозволяє розгортати камеру аби слідкувати за живими об’єктами чи предметами. 

Такий робот взаємодіє з ПК через Wi-Fi й отримує команди щодо руху та дій. За словами дослідників, це спрощує інтеграцію зі смартфонами від різних виробників. Перш ніж почати реально ходити PhoneBot проходив глибоке навчання з підкріпленням. Він заробляв очки за підтримку заданого темпу, чергування кроків, збереження вертикального положення, та втрачав очки за погане виконання. 

Симуляція враховувала обмежену потужність та швидкість реальних двигунів, а також люфт у шестернях. Це дозволило роботу навчитись рухів, які він виконуватиме в реальних умовах. Реальний робот продемонстрував ходіння, прямування за людиною за допомогою камери й вставання з положення лежачи обличчям донизу.

Голосовий режим поки не повністю автономний. Розпізнавання мови та мовна модель працюють на ноутбуці поряд, до якого смартфон підключається через Wi-Fi. Переміщення та візуалізація з допомогою камери виконуються смартфоном. 

Дослідники протестували PhoneBot з чотирма Android-смартфонами, серед яких Honor 9 2017 року та 3 бюджетні моделі, придбані за $50-$80. На всіх пристроях були запущені ключові функції, включно з розпізнаванням рухів, керуванням ходьбою, візуальним керуванням та взаємодією з пристроями. 

Було виявлено, що функція картографування та локалізації (SLAM) не працювала на Honor 9. Дослідники пояснюють це тим, що сервіси Google недоступні на цьому пристрої у США. Дослідники також не гарантують, що PhoneBot буде сумісний з усіма Android-смартфонами. 

Наразі роботизована платформа не має маніпуляторів й здатна пересуватись лише по рівній поверхні. Невеликі двигуни також обмежують вагу, яку може переносити PhoneBot, та виконувані ним рухи. 

Дослідники планують зосередитись на спробах навчити робота пересуватись по нерівній місцевості, встановити легкі маніпулятори, інтегрувати планування на основі мовних моделей, яке перетворюватиме голосові команди та візуальну інформацію у дії. Розробники хочуть запускати ШІ-моделі безпосередньо на смартфоні аби зменшити залежність від стороннього апаратного пристрою, зокрема ноутбука, який наразі обробляє голосові команди.

Апаратне та програмне забезпечення має відкритий вихідний код. PhoneBot представлений як платформа, яку може створити та використовувати будь-хто. За оцінками дослідників, вартість такої платформи складатиме близько $400, не враховуючи смартфон. Вартість порівнюваних дослідницьких роботів становить від $3500 до $13 800. 

Результати дослідження опубліковані на сервері препринтів arXiv

Джерело: TechXplore