Humanoidni robot za izobraževanje in osebno pomoč

Delam na obnovi humanoidnega robota Poppy, da bi nadaljeval njegovo odprtokodno zapuščino in ga naredil lažjega, stabilnejšega, hitrejšega, cenejšega in pametnejšega z uporabo brezpredmetnih agencijskih modelov umetne inteligence.

Moja motivacija za obnovo humanoida Poppy kot cenovno dostopnega, odprtokodnega robota presega samo zagotavljanje dostopnosti humanoidne robotike. Izvira iz mojega globokega razočaranja nad romunskim srednješolskim izobraževalnim sistemom, ki ni vzgajal resničnih inovacij, praktičnih veščin in kritičnega razmišljanja.

⁹

Med odraščanjem sem iz prve roke videl, kako sistem daje prednost zastareli teoriji pred praktičnim učenjem, kar je učence odvračalo od eksperimentiranja in razmišljanja zunaj okvirjev. Robotika, umetna inteligenca in inženirstvo so bili obravnavani kot abstraktni koncepti, ki se v učilnicah skorajda niso uporabljali v praksi. Številni nadarjeni učenci so ostali brez usmerjanja, dostopa do virov ali spodbude za smiselno raziskovanje tehnologije.

S tem projektom želim prekiniti ta krog -vsakomur, ne glede na predznanje, omogočiti orodja za učenje, eksperimentiranje in gradnjo, ne da bi ga pri tem omejevali dragi lastniški sistemi.

Tehnologijamora biti odprta, cenovno ugodna in dostopna, kar omogoča študentom, ustvarjalcem in raziskovalcem, da razvijajo resnične veščine in premikajo meje mogočega.

Za kaj bodo uporabljene donacije?

Vaša podpora bo pomagala pokriti:

• raziskave in razvoj (strojna oprema + umetna inteligenca)
• 3D tiskanje, testiranje novih delov in novih materialov
• odprtokodno dokumentacijo in navodila
• ustvarjanje dostopnega kompleta "naredi sam" za vsakogar

To je projekt, ki ga vodi skupnost, in ves napredek bo odprtokoden, tako da bo lahko vsakdo prispeval in imel koristi.

Možgani: Možgani: cenovno dostopni, brez povezave, podobni otrokom

Ključna inovacija v moji humanoidni predelavi maka so njegovi možgani brez povezave, zaradi katerih bo neodvisen, hiter in varen, hkrati pa bo ostal cenovno dostopen.

• Strojna oprema: Za pogon robota bo služil majhen računalnik Raspberry Pi, s čimer bodo stroški nizki, dostopnost pa visoka.
• Model umetne inteligence: V tem primeru bo uporabljena zelo destilirana različica GPT-NeoX, optimizirana za delovanje na omejeni strojni opremi, ne da bi potrebovala obdelavo v oblaku.
• Zmogljivosti: Obvladal bo prepoznavanje govora, odločanje in vid, tako da bo robot deloval brez dragega zunanjega računalnika.

Ta pristop brez povezave zagotavlja popolno zasebnost, zato je idealen za osebno in izobraževalno uporabo.

Izravnava gibanja z umetno inteligenco in servo mehanizmi HerkuleX - pametnejši in cenejši pristop

Da bi preoblikovani humanoid Poppy postal cenovno dostopnejši in učinkovitejši, sem prvotne servomotorje nadomestil s servomotorji HerkuleX, ki ponujajo boljše razmerje med zmogljivostjo in ceno ter vgrajeno povratno kontrolo.

Zakaj HerkuleX?

• Cenejši kot Dynamixel, hkrati pa ponuja podobne funkcije
• Verižna povezljivost, ki zmanjšuje zapletenost ožičenja
• Vgrajen nadzor PID in povratna informacija o položaju, kar izboljša natančnost
• Več navora na dolar, zato so gibi močnejši in bolj gladki

Izravnava gibanja z umetno inteligenco

Za nadaljnjo optimizacijo gibanja vključujem kompenzacijski sistem, ki ga poganja umetna inteligenca in temelji na destiliranem modelu GPT-NeoX za:

• Predvidljive prilagoditve gibanja - umetna inteligenca popravlja majhne napake v realnem času
• energetsko učinkovito načrtovanje gibanja - zmanjšanje nepotrebne obremenitve motorjev
• Samoučenje - sistem sčasoma izpopolnjuje gibe.

Z združitvijo servopogonov HerkuleX s kompenzacijo gibanja z umetno inteligenco lahko dosežem visokokakovostno gibanje z nižjimi stroški, zaradi česar so humanoidni roboti dostopnejši vsem.

Prihodnji roboti Acrobat in nadzor gibanja

Poleg humanoidne oblike nameravam razviti tudi humanoidnega robota v slogu akrobata, pri čemer se bom osredotočil na:

• Dinamično gibanje - ravnotežje, salte in okretnost.
• Učinkoviti nadzorni sistemi - uporaba učenja z okrepitvijo za izboljšanje zmogljivosti skozi čas.

Predvideni tehnični list

Ta ocenjeni tehnični list bo izpopolnjen, ko bo testiranje napredovalo. Poudarek je na zmanjšanju stroškov, možnosti tiskanja in avtonomiji, ki jo poganja umetna inteligenca, zaradi česar je dostopna izdelovalcem, izobraževalcem in robotikom po vsem svetu.

• Struktura in izdelava: (PLA, PETG ali ABS), modularna zasnova
• Višina: ~80-90 cm (nastavljiva)
• Teža: ~3-4 kg
• Stopnje svobode (DoF): ~20-25 (odvisno od končne izbire servopogonov)
• Pogoni: - Stikalo za pogon, - Stikalo za pogon, - Stikalo za pogon: HerkuleX (cenejša alternativa servom Dynamixel)
• Glavni procesor: Raspberry Pi 4 / 5 (končna različica TBD)
• Model umetne inteligence: (optimiziran za uporabo brez povezave): Destiliran GPT-NeoX
• Izravnava gibanja: Izravnava gibanja: napovedni nadzor gibanja na podlagi umetne inteligence
• zaznavanje: YOLO za prepoznavanje predmetov, LiDAR za 3D kartiranje, kamera VGA za hitro upodabljanje, zvočnik in stereo mikrofoni.
• Nadzorni vmesnik: Prepoznavanje gest, glasovni ukazi ali daljinski upravljalnik
• Povezljivost: Wi-Fi, Bluetooth (po izbiri)
• Baterija: Li-ion ali LiPo (približno 12 V, 5000 mAh)
• Programsko ogrodje: Za umetno inteligenco uporablja PyTorch/TensorFlow.
• Operacijski sistem: Raspberry Pi OS (na osnovi Debiana)
• Razširljivost: Za dodatne senzorje in module: USB, GPIO in I²C
• Aplikacije: Izobraževanje, raziskave, razvoj robotike, akrobatika

Ta zasnova daje prednost cenovni dostopnosti, dostopnosti in avtonomiji, ki jo poganja umetna inteligenca, zaradi česar ga je mogoče enostavno zgraditi, spremeniti in razširiti za različne aplikacije v robotiki.

Z donacijo podpirate razvoj cenovno dostopne, inteligentne in brezpogojne robotike z umetno inteligenco za vsakogar.

Vsaka donacija pomaga uresničiti to vizijo.

Zahvaljujemo se vam za podporo!