Поместите готовые компоненты на верстак и включите паяльник. Чтобы собрать доску, сначала подготовьте основу из текстолита или картона со сторонами 4 — 5 см. В нем должны храниться схемы, батареи, моторы и кронштейны передних колес.
Запускаем нейросеть на домашнем компьютере
Сегодня у нас нетрадиционный проект: мы установим и запустим в работу настоящую нейронную сеть на нашем компьютере.
👉 Мы пока не будем вдаваться в подробности и писать нейронную сеть с нуля. Вместо этого мы будем использовать уже готовые сценарии и алгоритмы и попытаемся воспроизвести их в домашних условиях. Все, что вам нужно сделать, это использовать команды в том же порядке, и вы получите тот же результат.
И еще одно: нейронные сети на самом деле скучные, медленные и не очень впечатляющие в создании. Мы привыкли видеть красивые результаты сразу, а то, что было до этого, обычно остается за кадром. Эта статья работает в обратном направлении: Чтобы показать весь процесс, требуется много времени, а конечный результат достигается за несколько секунд.
В этом и заключается суть нейронных сетей: долгая и кропотливая работа ради впечатляющего результата.
Что сделаем
Мы создаем и обучаем нейронную сеть, которая распознает изображения и сообщает ей, какой цветок нужно показать — розу, тюльпан или что-то другое. Мы используем цветы, потому что загрузили готовый, составленный и помеченный набор изображений для обучения нейронной сети. Если вы хотите, чтобы он научился узнавать вас или ваших друзей на фотографии, вам нужно создать другой набор данных и заново обучить нейрон.
О том, как создать и настроить такой набор данных, вы узнаете в другой раз.
Что понадобится
Python версии 3.8 или выше, обязательно для архитектуры x64. Если вы получите 32-битную версию, необходимая вам библиотека Tensorflow не будет работать. Мы использовали версию 3.9.7.
Остальное мы добавим по ходу дела. Самым важным из них является Python (о том, как его установить, читайте здесь).
Все команды, которые мы имеем в проекте, выполняются в командной строке. Чтобы избежать ошибок и проблем, лучше всего запускать его от имени администратора (в Windows) или root super (в Mac OS и Linux).
Я в ужасе и собираюсь передумать. Нельзя попроще?
Вы можете. Специально для тех, кто никогда не держал в руках паяльник, но очень хочет попробовать свои силы в робототехнике, существуют специальные наборы, которые позволяют сделать то же самое, только быстрее. Самым известным и популярным является Arduino. Его главное преимущество в том, что это не просто игрушка — это экосистема с множеством инструкций и руководств, видеоуроков и большим сообществом пользователей, которым можно задать любой вопрос, от начинающего до продвинутого. Существуют и другие платформы — например, очень простая Minds
Участники программы робототехники, поддерживаемой Фондом Олега Дерипаски «Вольное дело», уже через несколько лет обучения способны создавать гораздо более сложные проекты и находить технические решения для самых разных задач. Например, они разрабатывают системы для автоматической сортировки отходов. Если вы думаете, что все это слишком сложно, вы правы, но научиться этому может каждый.
Вам не нужно торопиться с изучением руководств. Конечно, школьная физика полезна, но если вы ее забыли, не волнуйтесь — вы вспомните ее по ходу дела. Для начала достаточно погуглить ток, сопротивление, закон Ома, конденсаторы, транзисторы. Несколько десятков статей дадут вам базовое понимание радиомеханики, и этого достаточно для первого раза. Впоследствии вы сможете легко найти всю необходимую информацию в Интернете. И вы научитесь этому на практике — гораздо лучше, чем по учебнику.
Если вы знаете, как это делается, то построить своего первого робота, вероятно, будет очень просто. Если вы не знаете, как это сделать, это хороший повод научиться. Программирование робота — это очень наглядное занятие: вы пишете код, и лампочка загорается. Вы хотите, чтобы ваш робот поворачивался, когда он находится на расстоянии менее 5 см от стены, поэтому вы должны записать это условие в программу, это имеет смысл. Именно поэтому детей часто обучают программированию на примере робототехники. Вместо скучных абстрактных понятий они получают осязаемые результаты в реальном мире. Обучение робототехнике основано на этом принципе. Все участники смогут сразу же применить полученные знания на практике.
У меня в школе была двойка по физике, и вообще я гуманитарий. Мне нужно что-то выучить, прежде чем приступать?
Прежде чем вы впервые попытаетесь написать программу для робота, вам просто необходимо знать, что такое цикл и условный оператор. Если это слишком сложно для вас, производители часто предлагают визуальные процессоры: Здесь вам не нужно писать никакого кода, все настраивается перетаскиванием блоков с помощью мыши. Конечно, сложные функции нельзя запрограммировать таким образом, но это только начало. Если вы хотите в дальнейшем углубиться в робототехнику, имеет смысл изучить язык C, наиболее часто используемый в этой области.
Если только вы не начнете строить огромных промышленных роботов. Поскольку это маленькие игрушки, сила тока и напряжение настолько малы, что даже если вы ударитесь об них, вы ничего не почувствуете. Худшее, что вы можете сделать при создании маленького робота, — это устроить небольшой взрыв на столе. Но это произойдет только в том случае, если вы смешаете положительную и отрицательную стороны электролитического конденсатора.
Наиболее вероятной проблемой является некоторое количество поврежденных компонентов, которые вы пытаетесь подключить неправильным образом и в неправильном месте. Но не волнуйтесь: все необходимые верб
Меня случайно не убьет током?
Разработка робота, способного видеть сквозь препятствия, — это первый серьезный шаг к профессии будущего.
В устройстве используется микросхема L293D со встроенными диодами, которые защищают систему от перегрузки. Он имеет 2 канала, что позволяет подключить 2 двигателя одновременно. Двигатели на плате не должны быть подключены непосредственно к МК. Контакт обеспечивается транзистором с ключом.
Робот, различающий препятствия
Микроэлектронное устройство может нагреваться во время работы. Соединения GND предназначены для отвода тепла и должны быть отпаяны вместе с площадкой.
Ориентация робота в пространстве обеспечивается простым инфракрасным датчиком. Он состоит из диода, излучающего в инфракрасном диапазоне, и фототранзистора, принимающего свет. Если перед механизмом нет препятствия, транзистор выключается.
Инструменты и запчасти
При приближении к мебели, стене, элементы поглощают тепло. Транзистор открывается, активируя протекание тока через цепь и изменяя траекторию движения устройства.
- микроконтроллер (ATmega 16 в корпусе Dip-40);
- керамические конденсаторы 0,1 мкФ, 1 мкФ, 22 пФ;
- резисторы на 25 Вт номиналом 10 кОм (1 единицу) и 220 Ом (4 штуки);
- диод 1N4004;
- L7805 в корпусе ТО-220;
- паяльник;
- инфракрасные диоды (2 шт.);
- фототранзисторы, способные реагировать на длину ик-лучей;
- резонатор кварцевый на 16 МГц;
- мультиметр;
- радиодетали;
- гусеницы и мотор от игрушечного экскаватора, танка.
Работа с платой
Датчики прикреплены к передней части платы и подключены к основной цепи. Гусеничный механизм установлен по бокам основания.
Для работы устройства необходима программа, которая позволяет ему получать измерения от датчиков и управлять двигателями. Простые роботы пишут его с помощью языка программирования C. Это набор функций, которые строятся друг на друге и дополняют друг друга.
- вывод Reset, подтянутый резистором к «плюсу» источника питания;
- электролит на 1000 мкФ для защиты от скачков напряжения;
- кварцевый резонатор и конденсаторы, которые нужно располагать вблизи от выводов Xtal1 и Xtal2.
При написании команд обратите внимание, что в соответствии с инструкцией робот имеет 2 датчика. Когда один из фототранзисторов получает свет от инфракрасного диода, робот движется назад, удаляясь от препятствия. Он разворачивается и снова движется вперед.
Управление двигателями
Робототехника позволяет ученикам развивать свои творческие способности и знакомиться с техническими терминами. Освоив принципы робототехники Lego (обычно школы робототехники используют для обучения платформы Lego), дети учатся понимать новые технологии и овладевают основами востребованной профессии.
Детям предлагается самим построить или собрать такое устройство:
Установка датчиков препятствий
Первые шаги в робототехнике могут быть сделаны:
Прошивка робота
Роботы для детей
- механических насекомых, которые передвигаются, светятся в темноте;
- квадропода (4-хногого шагохода) по специальным чертежам;
- умных робоживотных, которые могут передвигаться по заданной траектории;
- робота-колобка для накопления солнечной энергии;
- настоящей роботизированной руки для игры на барабане и других манипуляций.
Полезные роботизированные устройства для начинающих
- со знакомства с наборами для конструирования и программирования Lego BOOST (7-12 лет) и Lego EV3 (с 10 лет);
- с конструирования вибророботов, предназначенных для детских игр;
- с занятий с использованием электронных конструкторов «Знаток»;
- со сборки простых конструкторов для начинающих на основе Arduino;
- с конструирования моделей, представленных обучающими конструкторами Engino.
