當(dāng)談到建造機(jī)器人時，很多人不自覺地想到： “我想打造AlphaGo 代表我參加世界各地的主要圍棋比賽并贏得更多獎項(xiàng)！”或者獲取波士頓動力機(jī)器人Atlas。你可以爬行、跳躍和翻筋斗。它對于舉起重物和撞擊肩膀也很有用.很好，很好。

嗯，問題來了：要制造出這么強(qiáng)大的機(jī)器人，需要足夠的技術(shù)、大量的設(shè)備、足夠的人力資源，而且工藝復(fù)雜，需要3到5年的時間，而且價格昂貴，需要……何必呢？ （伸出你的手）

但就在最近，英特爾研究人員Matthias Muller 和Vladlen Koltun 僅花費(fèi)了50 美元（約合人民幣350 元），在幾個小時內(nèi)就打造出了一個擁有幾只手的機(jī)器人。

這個機(jī)器人是誰？看下圖。

這個機(jī)器人動作是不是很快？看起來像個可愛的小女孩嗎？

哦，我搞錯了，那是一臺帶有藍(lán)色迷你輪子的機(jī)器。

為什么叫“機(jī)器人”？那是因?yàn)樗麄冇新斆鞯拇竽X。雷報網(wǎng)

讓我們沒想到的是，我們手里居然是一部手機(jī)。雷報網(wǎng)

OpenBot這個名字也很酷，我們就親切地給它起個昵稱“波波”吧。下一篇AI技術(shù)評測帶你看Bobo的真面目：雷鋒網(wǎng)

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奇跡的誕生

機(jī)器人領(lǐng)域始終存在兩個主要問題。一是可訪問性，二是可擴(kuò)展性。機(jī)器人由于成本高昂、制造工藝復(fù)雜，很難普及到普通大眾。 Muller 和Koltun 正是通過研究OpenBot 來解決機(jī)器人技術(shù)中的這兩個“絆腳石”。

兩家公司的聯(lián)合論文《OpenBot：將智能手機(jī)變成機(jī)器人》 通過使用智能手機(jī)作為機(jī)器人的大腦、為其提供動力并用簡單的3D 打印底盤組裝起來，構(gòu)建了一種可以跟隨人們周圍并做實(shí)際事情的機(jī)器人。據(jù)稱其成本僅為50 美元。機(jī)器人的時間自主導(dǎo)航。

構(gòu)建OpenBot 的過程很簡單。為機(jī)器人配備傳感器、計算、通信以及開放軟件生態(tài)系統(tǒng)的訪問權(quán)限。

如上圖所示，總成本清單如下：3D打印底座：5美元，4個輪子：3.50美元，3塊電池：7美元，2個速度傳感器：2美元，電機(jī)驅(qū)動器：3美元，微控制器設(shè)備：8美元。

之所以用手機(jī)作為波波的大腦，是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)的功能越來越強(qiáng)大，手機(jī)的拍照質(zhì)量和處理器速度不斷提高。市售手機(jī)還包括專用于慣性測量單元、GPS、Wi-Fi、藍(lán)牙、蜂窩調(diào)制解調(diào)器和AI 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型推理的芯片。某些手機(jī)配件的性能可能優(yōu)于計算機(jī)處理器（臺式機(jī)處理器）。

研究人員將智能手機(jī)插入主要用于傳感、數(shù)據(jù)融合和計算的機(jī)電機(jī)身中。此外，底盤最多可容納四個電機(jī)，為控制器、微控制器、LED 燈、智能手機(jī)支架和USB 數(shù)據(jù)線留出空間。

充電時，電池組連接到專用充電端口為電機(jī)供電，Andruino Nano 板（基于易于使用的硬件和軟件的開源電子平臺）通過USB 與智能手機(jī)配對。到機(jī)器人的通信鏈路、路徑（串行通信鏈路）以及電源（電源）。

機(jī)器人的兩個前輪還配備了可以發(fā)送測距信號的傳感器和連接到電機(jī)的銷釘，可以實(shí)時調(diào)整速度和方向。

Bobo 的軟件堆棧也相對簡單，僅由兩個通過串行鏈路通信的組件組成。操作員可以在智能手機(jī)?*滄癆ndroid 應(yīng)用程序，并使用該應(yīng)用程序的界面來收集數(shù)據(jù)集，同時執(zhí)行高級傳感和控制工作負(fù)載。此外，在Arduino 上運(yùn)行的程序可以執(zhí)行簡單的驅(qū)動、測量里程表、電池電壓等。

安裝Android 應(yīng)用程序后，您還可以通過與藍(lán)牙設(shè)備兼容的現(xiàn)有游戲控制器（例如PS4、Xbox 和Switch）來控制OpenBot�？刂破靼粹o可以配置為在尋路模型中執(zhí)行數(shù)據(jù)收集和交換。這些模型包括易于使用的自主導(dǎo)航模型，可以檢測和跟蹤機(jī)器人視線內(nèi)的人員。

組裝拼圖所需要做的就是坐在桌子前做，所以如果你有耐心組裝拼圖，你不需要是一個靈巧的人來完成它。

這樣一個簡單的機(jī)器人能有多有效？

研究人員使用中端手機(jī)小米Note 8、華為P30 Lite 和小米Poco F1 等設(shè)備進(jìn)行了測試，如上圖所示，這些手機(jī)能夠以每秒超過10 幀的速度跟蹤人體活動。配備專門的AI加速器。即使配置最差的諾基亞2.2 也能夠在大約一半的測試時間內(nèi)檢測和跟蹤一個人。

在自主導(dǎo)航任務(wù)中，機(jī)器人能夠避開辦公室走廊里的盆栽植物。

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分步教程現(xiàn)已開源

如前所述，整個機(jī)器人除去手機(jī)的價格不到50美元（350元人民幣）。機(jī)器人的身體是由3D打印的零件制成的，智能手機(jī)（甚至是用過的舊手機(jī)）也是制成的。

上圖是筆者的車5冊的零件批發(fā)價。

該機(jī)器人背后的技術(shù)已以論文的形式公開，作者也在GitHub 上開源了構(gòu)建它的步驟。還顯示了相關(guān)零件的采購渠道。就連3D打印的圖紙都認(rèn)真公布，甚至連3D打印機(jī)的參數(shù)設(shè)置都有描述。

GitHub地址：https://github.com/intel-isl/OpenBot/tree/master/body

論文地址：https://arxiv.org/pdf/2008.10631.pdf

同時，它還提供了20 個安裝過程的注意事項(xiàng)，例如連接電機(jī)的電線以及連接速度和超聲波傳感器（如有必要），使其成為一個明智的分步教程。連接到5V和GND等。

論文中，作者介紹了使用智能手機(jī)的原因：智能手機(jī)的優(yōu)勢不僅在于硬件能力的快速提升，還在于軟件生態(tài)系統(tǒng)的快速成長。

智能手機(jī)的相機(jī)質(zhì)量和處理器速度不斷提高，并包含用于GPS、Wi-Fi、藍(lán)牙、蜂窩調(diào)制解調(diào)器和人工智能推理的專用芯片，有些甚至超越了臺式機(jī)處理器。

整個小型電動汽車（機(jī)器人）分為兩部分：第一部分是可以花費(fèi)50 美元購買的硬件部分，第二部分是為智能手機(jī)提供功能的軟件堆棧。我們以汽車為主體，實(shí)現(xiàn)移動導(dǎo)航的實(shí)時感知和計算。

硬件結(jié)構(gòu)由機(jī)械設(shè)計和電路設(shè)計兩部分組成，機(jī)械設(shè)計如下圖所示。

電路設(shè)計如下圖所示：頂部部分包含電池、電機(jī)控制器、微控制器、速度傳感器、指示燈LED 和智能手機(jī)，底部部分包括可選的定制PCB 以減少布線。

軟件堆棧也由兩部分組成：Android 應(yīng)用程序和Arduino 程序。其中，Android應(yīng)用程序運(yùn)行在智能手機(jī)上，可以提供操作界面、收集數(shù)據(jù)集、執(zhí)行高階傳感和控制任務(wù)。 Arduino 程序負(fù)責(zé)低級驅(qū)動和測量，例如測量車輪里程和監(jiān)控電池電壓。

一旦軟件和硬件完成，英特爾研究人員希望訓(xùn)練機(jī)器人完成兩項(xiàng)任務(wù)：行人跟蹤和自主導(dǎo)航。

對于行人跟蹤任務(wù)，研究人員使用了SSD 目標(biāo)檢測器和預(yù)訓(xùn)練的MobileNet 主干網(wǎng)。此外，為了研究推理時間的影響，作者使用了兩個不同版本的MobileNet：原始的MobileNetV1 和最新的MobileNetV3。此外，這兩個模型都在COCO 數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練。

駕駛策略訓(xùn)練流程

對于自主導(dǎo)航任務(wù)，研究人員使用類似于“條件模仿學(xué)**的命令輸入變體”的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來訓(xùn)練可以在大多數(shù)智能手機(jī)上實(shí)時運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。此外，研究人員將其與現(xiàn)有的駕駛策略進(jìn)行了比較，并獲得了與基線相似的性能，同時需要的參數(shù)減少了大約一個數(shù)量級。

OpenBot的出現(xiàn)預(yù)計將在全球部署數(shù)千臺低成本機(jī)器人，為機(jī)器人教育和大規(guī)模學(xué)**創(chuàng)造新的機(jī)會。