روبوتات السرب: التجميع والنقل التعاوني: 13 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

مرحبا بالجميع،

يدور هذا التوجيه حول `` Swarm Bots: التجميع والنقل التعاوني '' حيث يمكننا بناء روبوتنا الرئيسي والعبد ، وسيتبع العبد الروبوت الرئيسي وسنتحكم في الروبوت الرئيسي باستخدام هاتفنا الذكي. إنه مشروع ممتع ، فقط جربه المهوسون بالإلكترونيات بداخلك ويلعبون بالروبوتات. سأحاول العديد من الصور ومقاطع الفيديو والشرح الموجز حول هذا المشروع للحصول على فكرة واضحة.

لماذا يختلف COBOT عن Swarm والروبوت العادي الذي يمكنك العثور عليه هنا

1 المقدمة

1.1 ما هو في الواقع روبوتات Swarm

1. روبوتات السرب هي طريقة جديدة لتنسيق أنظمة الروبوتات المتعددة التي تتكون من أعداد كبيرة من الروبوتات المادية البسيطة في الغالب.

2. ظهر هذا النهج في مجال ذكاء السرب الاصطناعي وكذلك الدراسة البيولوجية للحشرات والنمل وغيرها من المجالات في الطبيعة ، حيث يحدث سلوك السرب.

3. Swarm Robotics هي منطقة ناشئة في مجال الروبوتات الجماعية التي تستخدم نموذج تحكم موزع بالكامل وروبوتات بسيطة نسبيًا لتحقيق سلوك منسق على مستوى المجموعة.

4. أنظمة روبوتات السرب ذاتية التنظيم ، مما يعني أن السلوك الجماعي البناء (أو العياني) ينبثق من القرارات الفردية (أو المجهرية) التي تتخذها الروبوتات.

الخطوة 1: أصل السرب والمرجع في الأفلام

1.2 أصل السرب 1. معظم أبحاث ذكاء الأسراب مستوحاة من كيفية تفاعل أسراب الطبيعة ، مثل الحشرات الاجتماعية والأسماك أو الثدييات ، مع بعضها البعض في السرب في الحياة الواقعية.

2. يتراوح حجم هذه الأسراب من عدد قليل من الأفراد الذين يعيشون في مناطق طبيعية صغيرة إلى مستعمرات عالية التنظيم قد تحتل مناطق كبيرة وتتألف من أكثر من ملايين الأفراد.

3. تظهر سلوكيات المجموعة الناشئة في الأسراب قدرًا كبيرًا من المرونة والقوة ، مثل تخطيط المسار ، وبناء العش ، وتخصيص المهام والعديد من السلوكيات الجماعية المعقدة الأخرى في أسراب الطبيعة المختلفة.

4. يظهر الأفراد في سرب الطبيعة قدرات ضعيفة للغاية ، ومع ذلك يمكن أن تظهر سلوكيات المجموعة المعقدة في السرب بأكمله ، مثل هجرة حشود الطيور ومدارس الأسماك ، والبحث عن مستعمرات النمل والنحل كما هو موضح في الشكل. بناء المستعمرات ، سرب الطيور للعثور على الغذاء ، سرب النحل لجمع العسل.

الخطوة 2: تعريف المشكلة

1 المقدمة

سنعمل في هذا الفصل على هدفين رئيسيين لمشروعنا وهما التجميع الذاتي والنقل التعاوني. في التجميع الذاتي ، سيقوم روبوتان بالتجميع في تشكيل الخط وفي النقل التعاوني ، سينقل هذان الروبوتان الكتلة من مكان إلى آخر.

1..1 التجميع الذاتي لسرب الروبوتات

نحن نهدف إلى التحكم في مجموعة من s-bots بطريقة مستقلة تمامًا بطريقة تحدد موقع الكائن وتقترب منه وتتواصل معه.

1.2 النقل التعاوني

في هذا العمل يعالج مشكلة

أ) كيفية التحكم في برامج s-bots المنفصلة للتواصل بشكل مستقل مع كائن و / أو مع بعضها البعض ، و

ب) كيفية التحكم في روبوت سرب أو مجموعة من روبوتات السرب لنقل كائن نحو الهدف.

لقد تم بالفعل دراسة تصميم وفائدة بنية تحكم هجينة للتحكم في مجموعة ذاتية التجميع من الروبوتات المنخرطة في مهمة نقل تعاوني في المحاكاة ، وقد تم حل المشكلة إلى مشكلات فرعية تتعلق بالتحكم في الإجراءات.

1. الروبوتات التي يمكنها التجميع الذاتي. الروبوتات المُجمَّعة والقادرة على تحديد موقع الهدف أثناء النقل.

2. الروبوتات المُجمَّعة غير القادرة على تحديد موقع الهدف أثناء النقل. استخدم متحكمًا دقيقًا رئيسيًا وتابعيًا.

3. ربط جهاز استشعار متجنب بصري مع روبوت سرب.

4. تطوير الاتصال SPI بين سرب الروبوتات.

5. التزامن بين اثنين من سرب الروبوتات. النقل المحدود للأشياء هو مجرد قيود على مشروعنا.

الخطوة 3: المنهجية

تتكون الكتلة الخمسة الرئيسية لمشروع السرب من

أ) Arduino Master & Slave: السيد والعبد هما روبوتان يعتمدان على اردوينو ، يتعاونان معًا لتنفيذ المهمة المطلوبة - في حالتنا نقل الأشياء الثقيلة. يتحكم السيد في حركة الرقيق وأفعاله من خلال وحدة التردد اللاسلكي الموضحة في الجزء التالي.

ب) وحدة RF (nrf24l01): يتم الاتصال بين السيد والعبد من خلال وحدة RF. يرسل السيد الأمر المطلوب من خلال وحدة الإرسال ، والتي يتم استلامها وتتبعها من خلال وحدة الاستقبال المرفقة بها.

ج) متجنب العقبة: هذه هي عين الروبوتات. يساعد متجنب العوائق الروبوتات على تجنب العوائق غير المرغوب فيها ويمنع الاصطدام ببعضها البعض. إنه يتألف من نظام من الثنائيات الضوئية ومصابيح LED ، والتي يتم وضعها على السيد والعبد على التوالي

د) One Sheeld: الجزء الأول عبارة عن درع متصل فعليًا بلوحة Arduino ويعمل كرجل وسيط لاسلكي ، يقوم بتوصيل البيانات بين Arduino وأي هاتف ذكي يعمل بنظام Android عبر Bluetooth. إنها منصة برمجية وتطبيق على الهواتف الذكية التي تعمل بنظام Android والتي تدير الاتصال بين درعنا وهاتفك الذكي وتتيح لك الاختيار بين الدروع المختلفة المتاحة.

هـ) LV-MaxSonar: توجد مستشعرات الموجات فوق الصوتية الخاصة بنا في الهواء ، وأجهزة الكشف عن الأجسام التي لا تلامس ، وأجهزة استشعار المدى التي تكتشف الأشياء داخل المنطقة. لا تتأثر هذه المستشعرات باللون أو الخصائص المرئية الأخرى للكائن المكتشف. تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية صوتًا عالي التردد لاكتشاف الكائنات وتحديد موقعها في مجموعة متنوعة من البيئات.

الخطوة 4: ربط المكونات

روبوتات السرب: وصف دبوس التجميع والنقل التعاوني

وصف رقم التعريف الشخصي nrf24L01

1 - GND

2 - VCC 3.3V !!! ليس 5 فولت

3 - CE إلى Arduino pin 9

4 - CSN إلى Arduino pin 10

5 - SCK إلى Arduino pin 13

6 - MOSI to Arduino pin 11

7 - MISO إلى Arduino pin 12

8 - غير مستخدم

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

دبوس البيانات - A5

جيم L293D محرك سائق IC

LeftMotorForward - D7 (دبوس رقمي 7)

عكس اتجاه - D6

إلى الأمام - D5

RightMotorReverse - D4

D. Photodiode (اختياري)

VCC-5V

GND

دبوس البيانات - D0

يمكنك توصيل الدبوس وفقًا لتصميم PCB الخاص بك ولكن يجب إجراء التغييرات الضرورية في الكود.

ملاحظة: سيواجه الأشخاص بعض المشكلات أثناء الاتصال بالبرنامج وتشغيله في المحاولة الأولى ، يرجى المرور عبر جميع الاتصالات والرمز بشكل صحيح ثم المحاولة مرة أخرى.

الخطوة 5: البرمجة

Hackster.io

ملاحظة: يحتوي ملف txt المرفق التالي على برنامج Master.ino و Slave.ino خذ مرجعًا من الكود وفهم العمل ثم قم بتحميله إلى Master arduino و slave arduino:)

الخطوة 6: التغليف و PCB & PROTOTYPING

يمكنك أن تأخذ أي قضية للروبوت الخاص بك

ثنائي الفينيل متعدد الكلور يحتوي على nrF ، مستشعر تجنب العقبات ، البطارية ، L293D IC. ليس عليك عمل PCB ، فقط على لوحة purf قم بتوصيل كل مكون ولحامها

الخطوة السابعة: اختبار مستشعر تجنب العقبات

الخطوة 8: اختبار جهاز الإرسال NRF24L01

ملاحظة: آسف للعلامة المائية في الفيديو ؛)

الخطوة 9: اختبار الروبوت الفردي وعمل الغطاء الأول

الخطوة 10: مجموعة المنتقمون للاختبار النهائي

الخطوة 11: الاختبار النهائي

الخطوة 12: الخاتمة

1. يعتمد مشروعنا بشكل أساسي على السلوك الطبيعي لسرب من النحل أو سرب من النمل الذي ينفذ بفعالية وكفاءة المهمة التي تم تكليفهم بها.

2. التنسيق بين السيد والروبوت التابع فعال في تحقيق المهمة التي هي "نقل الكائن"

3. هنا يتم استخدام روبوت واحد رئيسي و 1 تابع مما يفرض قيودًا على حجم الكائن الذي يمكن نقله من المصدر إلى الوجهة.

4. بمجرد الانتهاء من التجميع الذاتي ، يصبح نقل الكائن عملية سهلة وموثوقة.

5. استخدام الروبوتات اللاسلكية يجعل زوج الروبوتات الرئيسية والسلافية سهلة الاستخدام.

نطاق المستقبل

1. من خلال زيادة عدد العبيد ، يمكن نقل الأشياء الأكبر والأثقل.

2. يمكن استخدام روبوتات السرب هذه في العديد من عمليات الإنقاذ حيث لا تكون المواقف مواتية لتدخل البشر.

3. يمكن تمديد استخدام Swarm Robotics لخدمة أمة من خلال الخدمات العسكرية. سيؤدي هذا إلى تقليل عدد الضحايا من الحرب.

الخطوة 13: شكرا:)

شكرًا جزيلاً على وقتك لإلقاء نظرة على هذه التعليمات

آمل أن أكون قد قدمت شرحًا موجزًا لهذا المشروع حتى يتمكن الجميع من فهم المشروع بسهولة وصنعه. نظرًا لأنه مشروع معقد قليلاً ، فقد تواجه مشكلة في البداية أثناء التفاعل والترميز والاختبار. ما عليك سوى اتباع الخطوة واحدة تلو الأخرى والتخلص من سطر الخطأ ، ولا تقم فقط بتحميل الكود مباشرةً وابدأ التشغيل. الكود هو أيضًا رمز عام ، قد يضطر الأشخاص إلى إجراء تغييرات وفقًا لمتطلباتك.

ما أقترحه هو أول كود مكون من واجهة واحدة واختباره ، ثم أضف كودًا آخر واختبره. هذا سوف يساعد بشكل أفضل. خذ بعض المراجع من google لأن الكود الخاص بي ليس صحيحًا بنسبة 100٪. أخيرًا ، أنا أيضًا مبتدئًا في اردوينو والبرمجة ومن ثم بذلت قصارى جهدي قدر الإمكان.

اتمنى انك احببتها:)

يرجى تفضيل هذا Instructable

الرجاء التصويت لي في مسابقة الروبوت

هتافات