用NILabVIEW開發(fā)的機器人DARWin，是美國第一個進入“機器人世界杯足球賽“的。
KarlMuecke-VirginiaTechUniversity
行業(yè)：
全自動分揀機器人大學/教育，科研，機電學/電工學
產品：
LabVIEW，機器視覺，實時模塊
挑戰(zhàn)：
開發(fā)作為新步態(tài)研究平臺的機器人系統(tǒng)，設計美國第一個參加RoboCup的仿人機器人。
解決方案：
該方案采用NILabVIEW與第三方硬件交互，加速新步態(tài)研究的開發(fā)與測試；同時采用LabVIEW實時模塊和NI視覺軟件創(chuàng)建人工智能，從而使機器人可以執(zhí)行高級功能，如踢足球。
“利用LabVIEW的游戲手柄VI可輕松實現這一設想。我們可輕松地調試步態(tài)和運動，無需同時調試機器人動作?！?/p>
為研究雙足步態(tài)，弗吉尼亞理工大學機器人和機械實驗室設計了最初的智能型動態(tài)擬人機器人。在RoMela，我們在硬件上測試了步態(tài)研究的設想和理論。我們決定用RoboCup這一國際性機器人足球比賽作為展示這一款機器人優(yōu)越性和可行性的舞臺，同時展示DARwIn的魯棒性。
當前機器人編程和控制技術通常采用C代碼，其學習曲線比較陡峭，并且硬件更新難度也相對較大。在RoMeLa，我們采用NI技術加速新機器人步態(tài)研發(fā)，最終使完全自主型仿人機器人問世。該機器人不僅可踢足球，也可作為新步態(tài)的研究平臺。我們采用LabVIEW圖形化開發(fā)平臺不僅為了創(chuàng)建可擴展、適應性強的軟件，同時也可開發(fā)執(zhí)行高級任務的機器人大腦，如踢足球比賽。
LabVIEW作為可擴展硬件接口由于RoMeLa中的機器人平臺多種多樣，我們需要選擇一款通過簡單配置即可適應不同硬件設置的系統(tǒng)。大多數小型機器人研究使用個人數字助理自主控制機器人。在PC++104+計算機上采用LabVIEW實時模塊后，幾乎無需任何開銷即可實現計算機架構擴展。與PDA不同，該系統(tǒng)可兼容一系列不同傳感器——IEEE1384相機、RS485通信、多個無線網絡和其他眾多設備。添加新相機或802.11端口、適配型驅動器，寫入C或C++代碼花費均需耗費大量時間，而LabVIEWVI使得所有問題迎刃而解。
智能的分揀機器人介紹目前，我們采用LabVIEW通過RS485控制機器人動作，并從同一串行網絡的伺服電機內置電位計上讀取關節(jié)位置。在機器人行走或移動的同時，帶加速度和方向信息速率的陀螺儀通過RS232串口與LabVIEW通信，此時程序即可實時修改行走步態(tài)進而高效地控制機器人平衡。
最初的機器人研發(fā)平臺，僅需伺服電機和速率陀螺儀接口。然而，參加2007年7月RoboCup的競賽機器人所需的硬件和編程無疑更為復雜。除須機器人行走和維持平衡外，軟件還須提供視覺、大腦和通訊功能。由于在RoboCup比賽中，機器人必須完全自主和無線控制，因而只能采用網絡主機控制機器人的起/停信號。LabVIEW實時運行所有機器人軟件，成本和CPU時間都得以降低。
驗證步態(tài)研究生成機器人步態(tài)數學公式時，很難可視化看到結果。采用LabVIEW不僅可調用其它計算軟件包生成的步態(tài)（如WolframMathemaTIca或MicrosoftExcel），而且可通過建立機器人的可視化運動圖形幫助研究步態(tài)。利用LabVIEW的3D圖形控制，我們可以仿真機器人執(zhí)行所生成步態(tài)時的行為。由于無需利用物理硬件設置和測試步態(tài)，節(jié)省了大量的研發(fā)時間。
在物理硬件上進行機器人步態(tài)測試時，我們可以通過用戶控制的游戲手柄模仿機器人的人工智能。用戶作為機器人的眼睛和大腦，而手柄作為控制機器人動作的接口，通過發(fā)送命令控制機器人行走、踢、撲救等動作。利用LabVIEW游戲手柄VI，這種設想可輕松實現。我們可輕松地調試步態(tài)和運動，無需同步調試機器人動作。
快遞分揀機器人是人工智能嗎創(chuàng)建人工智能在未進行任何預先視覺處理的情況下，短短兩小時內，一位研究生即可配置兩臺IEEE1394相機并寫一段VI程序（用于RoboCup所用桔黃色足球的相對位置識別和物理定位）。完成這一任務，全球任何其他院?？赡苄枰姸鄬W生花費很長時間研究代碼。但是以我們的開發(fā)效率，一位學生在短短一周內即可實現DARwIn足球動作控制，該機器人是首臺而且是美國僅有的一臺參加RoboCup比賽的仿人機器人。
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