一、人工智能创新教育探索版--六足机器人——简介 多足行走机器人是国际研究人工智能、运动控制的新的结构形态,LEPI人工智能机器人基于国际开源多足机器人资源软、硬进一步优化,根据国内人工智能机器人相关教学需求,梳理的一套完整的多足人工智能机器人相关教学实践体系。 六足人工智能机器人,系统结构基于碳纤维及铝合金支架构建,基于开源硬件主机扩展18路智能总线舵机,实现轻便灵活的六足机器人运动平台,可以实现前进、后退、侧步等典型六足机器人步态控制。 在六足机器人外围,可以加入高清摄像头,实现视觉识别与控制;加上超声波等智能传感器,实现复杂的视觉+传感+运动控制。 套件除了舵机,还有多种电机及传感器,结合配套的数百种结构部件,可以搭建让学生探索创新各种机器人形态,结合计算棒和人工智能框架,可以实现高速实时的人工智能教学实践。 在教学过程中,为了更好简介步态控制等内容,我们将导入如下仿真模型与仿真环境,基于仿真环境调试运动参数,再导入到真实场景去验证,“虚实结合”,更好理解底层及验证思路。 在软件系统上,我们引入国际机器人主流操作系统ROS(机器人操作系统)作为软件核心,并基于ROS系统构建感知、控制层,并内置国际主流的人工智能框架;为了方便教学和实践,我们系统内置远程桌面及网络文件服务器,教师或者学生可以通过网络,甚至远程访问与控制。编程语言支持图形化编程,及Python,C等编程语言。


二、人工智能创新教育探索版--六足机器人——核心指标 ■结构 尺寸(站立):33.5*24*20.5(长*宽*高)cm 最大行走速度:0.5m/s 18个自由度 腿部培林关节 结构高强度碳纤维材料 8孔铝合金下沉式舵盘 有效负载:1kg ■电机 关节扭矩:20kg-cm空心杯总线舵机 关节最大速度:0.16sec@60度 关节支持快速拆卸且易于维护 可给每个电机分别发送位置,速度和扭矩命令 急停保护、跌落保护、过热保护 低压警示、过温警示、短路警示、过充警示 ■主机 操作系统:开源linux+ROS 主机4核A72处理器,单核1.5G,带GPU,内存2G,FLASH 32G 丰富接口:千兆以太网,USB3.0*4,HDMI,9个按键,带触摸液晶屏,音频输出输出 9轴运动传感器:3轴加速度,3轴陀螺,3轴地磁 5个智能传感器接口,5个PWM电机接口,2个智能总线舵机接口, 5000mAH聚合物锂电池 ■配件 PS4手柄 500万MINI HDMI像素高清摄像头*2 100万像素USB摄像头*2 超声波超声波智能传感器*1 颜色红外智能传感器*2 触碰智能传感器*1 非接触红外测温及热释智能传感器*1 人工神经元计算棒*1,提供2.8TOPs@100MHz算力 结构扩展塑料配件500件 ■软件 支持实时高清视频传输 二次开发(高层、底层实时API) 人物跟随、人体检测,可实现动态避障、导航规划、地图构建,自主定位,人体骨骼识别,手势识别,二维码识别等功能 支持caffe,Trensorflow,Pytorch等开源AI框架 专业的二次开发(机器学习、强化学习等)开放资源库 三、配套课程资源列表 ■硬件概述及环境搭建 1、硬件设备概述 2、开发环境搭建 3、简单的控制与运行 ■ROS编程与实践 1、ROS入门 2、ROS文件系统 3、ROS节点 4、ROS话题 5、ROS服务 6、ROS消息发布与订阅 7、ROS服务与客户端 8、roscpp程序设计 9、rospy程序设计 10、TF坐标转换 11、数据录制与回放 ■机器人系统仿真 1、Gazebo仿真环境的使用 2、RViz可视化平台的使用 3、MoveIt!运动控制平台的使用 4、OpenAI Gym强化学习平台的使用 5、Mujoco机器人仿真环境的使用 6、Rotors Simulator无人机仿真环境的使用 7、Unity仿真环境的使用 8、URDF机器人建模 9、URDF机器人模型优化 ■机器人运动控制 1、位置方位与坐标系 2、齐次坐标系转换 3、运行学建模 4、正向运动学求解 5、逆向运动学求解 6、脉宽调制PWM 7、PID控制算法 ■机器人感知系统 1、位置感知 2、红外感知 3、速度感知 4、姿态感知 5、语音感知 6、视觉感知 ■机器人运动规划 1、轨迹规划 2、路径规划 3、智能规划 ■机器人自主导航 1、基于视觉的感知与控制联动 2、于视觉的地图构建 3、于视觉的自主导航
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