Category Archives: 小道消息

3D列印『鹽』之屋

近年來興起的一項技術-3D列印,最大的優勢就是能夠將所有想像都製造出來,被喻為新一代工業革命。

然而最常使用到的材料為塑膠,還有鋼鐵(不過技術較為困難)。

但是你能想像鹽巴也能拿來當作3D列印的材料嗎?

美國的這一個工作室就把鹽巴拿來當作蓋房子的材料!

(小編os :這樣牆壁不會鹹鹹的嗎?碰到水會融化嗎?)

而且還印的很有藝術感

比起台南的台糖鹽山看起來列印的成果較堅硬了許多

 

沒有錯!他們也是先將鹽經過融化作了一些處理,才能夠將鹽巴拿來當作列印的材料。

每次都會看到有很酷的新材料,你覺得還有什麼可以拿來當作列印的材料呢?

自製死亡雷射蜘蛛型機器人

繼上次在網路上看到有人用紙做成機器人之後,又有一個人把雷射光裝在機器人上。

而這個機器人的形狀就像是一隻蜘蛛有很多隻腳,總共有六隻。能夠使機器人多方位的走路。

(貼心小連結 『用紙做的機器人』 http://blog.cavedu.com/%E5%B0%8F%E9%81%93%E6%B6%88%E6%81%AF/%E7%94%A8%E7%B4%99%E5%81%9A%E7%9A%84%E6%A9%9F%E5%99%A8%E4%BA%BA/)

說明結構

機器人的腳有六隻。

機器人的腳有六隻

並且是利用遙控器來控制機器人的動作。

並且是利用遙控器來控制機器人的動作。

裝上雷射光之後就可以瞄準物品發射光束。(看樣子能量好像蠻強的..)

雷射光的能量強到可以使一張紙起火

 

這個機器人還是有很大的危險度存在,所以在家自製的時候要小心評估安全性喔!

讓我們來看看影片是怎麼呈現的吧!

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=QR7vwRC6SFE]

 

 

 

用紙做的機器人

大家所熟知的機器人,都是有著剛硬的外表。或是跟塑膠做成許多流利線條的外型。

而網路上有一個人利用『紙』做成一隻會動的機器人!!

 

 

將零件都畫在紙上

第一步:將所有的零件都畫在紙上,並且剪下來。

將零件剪下來後,照著摺痕立體化

第二步:將零件剪下來後,照著摺痕立體化。

每個零件都是經過精密的計算的喔!

每個零件都是經過精密的計算的喔!

再將零件組合起來,接上電池。

第三步:再將零件組合起來,接上電池。

把這些東西都組起來,就會出現一個機器人了!

 

就讓我們來看一下組合起來的機器人是怎麼動的吧!

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=r7nYYyDUMFY#t=35]

什麼!樂高小人也演電影了?

喜愛玩樂高的你,是否曾經將樂高小人當做是超人,在房間裡上演一齣大戰怪獸侵略城市的戲碼呢?

先看一下預告片

[youtube=https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=4JI_rMTAQc4]

6DSF

現在[樂高玩電影] 在台灣剛剛上映了。全程使用樂高積木拍攝而成。描寫和平的樂高世界發生什麼奇怪的事情呢?

(好想把所有電影中出現的樂高人都收集回家啊)

樂高玩電影 

 樂高玩電影角色

當中居然有蝙蝠俠!

[故事內容]

故事敘述一個邪惡的暴君即將摧毀全宇宙,身為智者的甘道夫仿效魔戒遠征軍的模式,號召所有樂高積木史上最賣座、最受歡迎的超級英雄角色,包括忍者龜、超人、蝙蝠俠、神力女超人、忍者、太空人甚至NBA的籃球明星,但是讓人出乎意料之外的,甘道夫竟然找來一位毫不起眼的小小工程師艾米特,他既沒有過人的超能力,也沒有閃亮的外型,有的只是一套亮眼的橘色工作服,但是他仍舊被甘道夫任命為遠征軍的一員,究竟甘道夫認為他的哪一項特點可以被託付拯救這個世界的責任,艾米特自己也覺得不可思議,但是已經身處在超級英雄與邪惡勢力相互交火的險惡情況下,他要如何拯救這個即將崩壞的樂高世界?!

部分內容轉自奇摩電影【電影預告】樂高玩電影 (The LEGO Movie, 2014) (繁體中文字幕)

淺談Arduino機器人與機器視覺(二)

在上一篇淺談Arduino機器人與機器視覺(一)的文章中,我們談到Arduino機器人結合機器視覺的可行性,並在最後點出了Arduino在硬體上無法即時回傳影像(圖片)的問題. 如果有朋友點進此文章觀看,也建議您從上一篇開始看起以免遺漏某些精彩的討論內容.

而雖然我們解讀說是硬體上的速度不夠快,但其實各方面多少會彼此影響. 我們能保證調整攝影機中影像的大小後,它更新影像的速度仍是30FPS嗎??   我們能保證Arduino要同時控制機器人動作又要讀取感應器,速度上不會受到影響嗎??  這些可能都是必須考慮進去的問題,而其中兩個裝置之間的資料要能互相傳遞勢必要建立好兩者的通訊.

其中在Arduino上有支援的通訊方式有I2CTTL兩種,根據不同的通訊方式,資料傳輸的速度也會不同.

基本傳輸

既然有這麼多因素會影響,而大家又希望可以將機器人與機器視覺相結合來創造更多有趣的應用與研究,也因此大家對硬體的要求也會相對的增加.  我們會希望控制板有像電腦般的運算能力,我們希望官方提供如同電腦般多的資源與Open Source等. 像是DSP.FPGA.ARM等等的控制板是大部份人的選擇,除了具備媲美電腦的運算能力與通訊周邊,更擁有較大的記憶體空間並能使用Arduino所沒有的平行處理功能來加快運算的速度.

然而Arduino的熱潮在這幾年席捲各個領域的Maker們,甚至是一躍成為主流的控制板,很多人說不定在還沒聽過8051.PIC前已經先聽到Arduino的名號了. 雖然Arduino無法單獨做到上述談論的事情,但有許多研究單位與Maker們願意憑著對它的熱愛找出合適的方法放手一搏,而大家其實最常使用的方法不外乎就是四個字~~

硬體分工

圖片1

在前面我們已經提過Arduino硬體本身的運算量無法達到我們的要求,那麼最好的方法就是把機器人必須完成的各種任務根據運算量的大小來決定硬體分工的標準.而根據硬體的功能不同,分工的方式也會有所差異,但其實主要的型式是一樣的,以下偉民老師將主流的硬體分工方式分成兩種進行介紹:

 

一.電腦(筆電)與Arduino控制板的硬體分工

方法一

在結合視覺的機器人控制中,影像處理所需要的運算量算是較高的,而我介紹的第一種方法是電腦與Arduino控制板的硬體分工. 想當然之,最麻煩的影像處理工作我們會希望是由電腦來幫我們做,畢竟電腦本身的資源最多,像是OpenCV.Matlab.Labview.Processing等等. 也因此我們不用再將整個圖片傳送到Arduino控制板造成運算量不足的問題,只要將處理的結果像是像素.座標.特徵點.目標位置等資訊傳輸給Arduino即可.

其中為了提高機器人的機動性,大部份的玩家選擇使用無線訊號傳送資料,像是WIFI.ZigBee.Bluetooth等. 這時可能會有人想問這樣速度不會太慢嗎??  當然不會,因為資料不再是整張圖片,而是處理完的結果.

優點: 電腦本身運算量大且資源豐富,在使用較深入的影像演算法較易實現且不易有運算延遲的問題.

缺點: 不論是使用無線訊號或是訊號線連接兩裝置,都會使機器人的機動性受到無線訊號接收範圍或訊號線長短的影響.

講到這裡或許有人會不同意我的說法,如果機器人的馬達夠力空間夠大,那我就直接把筆電放在機器人身上不就解決機動性不足的問題了嗎??

沒錯,我完全同意這個說法,因為我的碩士論文也是這樣做出來的!!! (有興趣的朋友可以看一下,雖然還沒開放. 實驗的結果在這裡)  這也是為什麼現今有很多機器人仍然那麼大台的原因,畢竟很多困難的演算法還是必須有電腦等級的運算量才能做到!!

 

二.視覺控制板與Arduino控制板的硬體分工

方法2

除了上述的方法外,方法二-使用視覺控制板與Arduino控制板的硬體分工可以說是方法一的簡化版. 其實方法一是過去大部份玩家選擇的方法,甚至是在8051與PIC當紅的時候的做法. 然而有許多的科技公司開始想說我何不把視覺感應器與處理影像的控制器相結合變成一塊視覺控制板呢?! 也因此開始有這樣的產品出現在市面上了.

其中最有名的是SparkFun公司出產的CMUcam,目前已經研發至第四代的CMUcam4了. 如有興趣也歡迎向CAVE團隊購買此產品(連結在此).

CMUCAM4

CMUcam4的函式庫能完全支援Arduino與Basic Stamp控制板,此外它的接腳能與Arduino控制板直接相結合,實在是太方便了!!

cmucam4-robot-vision-system-sensor-1-large

另外還有一款視覺控制器Pixy,其實它就是CMUcam5(後來才發現><).

它能用更簡單的方式與Arduino結合,此外它影像的更新速率是50FPS耶!!

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如果將Pixy用USB與電腦連接,能直接使用官方提供的軟體PixyMon查看影像處理之後的結果~~真是太厲害了!!

pixy5

有了這樣的設備,便能將方法一的設備簡化,並能根據Arduino現有的通訊方式直接與視覺控制板溝通.

優點: 大大的提升Arduino機器人的機動性,並使機器人尺寸有縮小的可能性.

缺點: 如需使用深入的影像演算法在撰寫上以及視覺控制板的運算上可能較難做到即時處理.

圖片1

現今市面上有販售的Arduino都能使用上述兩種方法進行視覺機器人開發,除此之外!!! 科技真的是一直在進步,偉民老師在前面說過如果控制板有電腦等級的運算量那就好了,是的!! 在今年年底前,我已經聽到有3款電腦等級的Arduino要準備出現了,只是現今還沒開始販賣!!! 下面向大家概略介紹~~

1. IntelGalileo

第一款是Intel公司與Arduino合作開發的Intel Galileo開發板,最近在網路上炒的很兇,我想應該很多人知道這件事.

它的核心IC是以Intel Quark SoC X1000 Application Processor為主,本身可安裝作業系統,甚至是在Arduino的官網都大力介紹此控制板.

官方介紹連結   中文介紹連結

Intel_Galileo-Arduino_610x415

2. 86duino

第二款是Roboard公司今年極力在開發的86duino,過去Roboard公司的開發板本身已能安裝作業系統,如今Arduino熱潮將至,為了使其開發板能多元化,在新開發的86duino上能相容Arduino的開發程式. 雖然板子還未上市,但在這一年也開辦多場研習不斷推廣這塊86duino,並介紹如何使其相容Arduino的程式,有興趣也可至官網FB留意研習的資訊.

86duino

此外,Roboard公司做了一個很貼心的設計,為了使玩家能更容易進行電路設計與學習,特別開發了86duino的外殼EduCake,除了可直接從外殼連接開發板接腳外,外殼上方即是麵包板,在連接電路上實在非常方便.

IMG_0319

3. UDOO

最後一款是UDOO開發板,如果你沒聽過它應該有聽過Raspberry pi吧!! 沒錯,raspberry pi本身已是一台小型電腦了,過去也已經有使用它進行影像處理與機器人開發的例子(CAVE團隊也有做一台喔!!就是在淺談Arduino機器人與機器視覺(一)的封面照片,如果有興趣可以來公司看看).

udoo_quad_01_1

而UDOO是4塊Raspberry pi與Arduino DUE結合而成的,可想而知,它的功能必定更加強大. (在此不多做介紹,如有興趣可至此連結觀看)

UDOO

介紹了這麼多東西後,我想大家應該也跟我想的一樣,Arduino真的是越來越強大了,難怪大家對它愛不釋手,能做到的事情也越來越多樣了.

偉民老師也很期待拿到其中任何一塊來試試看喔!!!

淺談Arduino機器人與機器視覺(一)

近年來隨著自動化科技逐步提升,機器人的產業也相對的被帶動了起來。

其中當我們在賦予機器人感覺,也就是讓機器人取得外界資訊的時候,勢必需要使用到感應器(感測器)。

而近幾年大多數研究的學者選擇使用視覺感應器做為機器人資訊取得的主要來源. 為什麼呢??

主要原因是視覺感應器可取得資訊遠比其它感應器來得多,一個可以抵十個不同種類的感應器使用(有點誇張了!!).

次要原因是視覺感應器應用於機器人的技術目前尚未成熟,其具備的研究價值以及可發展的空間仍然讓許多老師與研究生紛紛投入此領域之中。

但單純只有感應器是沒辦法完成一台機器人的,我想大部份的玩家也知道機器人的組成主要可以分成下面三個部份(這應該不需要我多提)。

機器人組成

而偉民老師今天想要談的是以Arduino做為機器人控制器的同時,是否能擷取視覺感應器的資訊進行影像處理並做為機器人控制所使用??

我想在這邊告訴大家~~ 

 辦不到!!

 噗~~辦不到的話,我今天寫這篇文章不就打自己的臉了嗎?!

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但我還是要說~~是真得辦不到!!

雖然辦不到,可是我們要知道辦不到的原因在那裡!!

從軟體方面來分析

目前Arduino官方的指令中並無提供給影像編輯與處理的函式庫,但如果你想用Arduino進行圖形介面編輯與設計的話,可以考慮使用Processing

Processing也是一個開放原始碼的程式語言開發環境,主要是提供給需要對影像,聲音,動畫進行程式編輯的工作者. 當然此程式可以在Arduino控制板上執行。

它的開發環境從下圖可以看到,幾乎跟Arduino的一模一樣,甚至是說你在寫Arduino程式人家都不會懷疑。

Processing_2.0(圖片來自維基教科書)

目前看來在影像的程式編輯上是有跡可循的,很明顯問題不是出在這!!

從硬體方面來分析

當我們要使用控制器擷取感應器的資料來進行機器人控制,此時資料的精度以及傳輸的速度將會影響機器人的動作。

舉個簡單的例子,如果你將一筆5.2654的資料採用整數的型態傳送的話,不管是用四捨五入或是無條件捨去法都會使資料產生誤差。

此外,機器人今天是一直在活動的一個狀態,我想現今我們對機器人下達的命令大部份一定都是達到目的或完成任務才會停止,那我們可以想像一下 一台在高速狀態行駛的車子,它主要根據前方裝置的超聲波感應器來偵測前方是否有障礙物,然而這個感應器每2秒才傳輸一筆資料,請問這台車遇到 障礙物時來得及停下來嗎?!  我想結果可想而知了。

從上述的例子可以知道控制器硬體的好壞會大大的影響機器人動作與結果,那我想大家應該會好奇從視覺感應器取得一張影像有多少的資料量?!

一張電腦上的圖片主要是由多個小方格也就是所謂的像素(Pixel)所構成,就以我們CAVE的Logo來說好了,它是由474×491個像素點組成,因此可以將它分割成右邊的數個方格。

圖片格式

然而我們知道色彩主要是由紅(Red),綠(Green),藍(Blue)三原色所構成,由於CAVE的Logo是一張彩色圖片,因此它的每一個像素點可以以RGB色彩  空間來定義,如下圖所示。

圖片讀取格式

1張圖片資料大小=8bit (一個像素點) x 3 (RGB分開定義) x m x n (像素點數目)

其中RGB每一個都必須給予8bit(0~255)的資料空間進行定義,由此可知,一個像素點需要3個8bit的資料空間,而CAVE的  Logo有474×491個像素點. 但請不要忘記一件很重要的事,市面上大部份的視覺感應器(攝影機)傳輸速率為30FPS(Frames per Second),也就是1秒鐘傳輸30張圖片,亦即1 張圖片傳輸時間約為0.033毫秒。

我想問題已經呼之欲出了,Arduino有辦法在這麼短的時間內接收如此大筆的資料嗎? 過去偉民老師曾經在一場活動中看過一位Maker使用Arduino Uno接收攝影機傳輸過來一張50×50 (Pixels)的圖片,結果是接收完成超過1分多鐘!! 可想而知現今的影像最低要求是640×480(Pixels),這對Arduino而言已是一大考驗!!

既然Arduino硬體無法即時取得必需的影像資訊,那為何現今有那麼多Arduino機器人可以用視覺感應器來進行研究與應用呢?!

偉民老師下星期為您揭曉,敬請期待!!

當Arduino遇見Matlab

當大家正在埋頭使用Arduino官方提供的平台撰寫著程式的時候,有沒有想過還有那些程式語言可以在Arduino控制板上執行的呢!!

其中一個即是我們CAVE教育團隊正在大力推廣的Labview for Arduino

書籍也即將要出版囉!! (OS:這樣會不會炒作的太嚴重了)

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而另外一個是在幾年前Arduino剛在台灣掀起風潮,也是偉民老師剛開始接觸Arduino的時候略有耳聞的. 那就是Matlab for Arduino

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CAVE 2013 暑期實習生計畫

2013 CAVE暑期實習計畫

時間:102年6月24日至8月31日開學前


對象:對於機器人教學、數位互動設計與簡易電子電路開發有興趣者,其餘學經歷、年齡等皆不限


實習內容

1.      樂高最新一代EV3機器人

2.      Raspberry Pi 單板Linux電腦專題應用

3.      Arduino 電子電路專題

4.      Android手機程式/結合機器人

5.      其它奇奇怪怪的機器人設備

您可以學到什麼?有哪些機會?

1.      協助發表研究成果於期刊或相關刊物

2.      接觸第一線機器人與嵌入式系統相關廠商

3.      實際參與大型機器人與DIY展演活動

有興趣的朋友請將您基本資料與簡歷寄到 service@cavedu.com, 審核通過之後會立即與您連絡. Welcome to CAVE !!

積木星球新作品─好神系列

哈囉~各位喜愛積木的大小朋友,積木星球又來啦!

在這裡推薦給大家獨一無二,原創創意商品:

大家還記得新年前推出的【好神系列】

財源滾滾財神爺與天賜良緣月老伯嗎?

感謝大家熱情的訂單 如雪片般飛來~ XD

分享給大家的是剛推出熱騰騰的好神系列第二弾─

【好神系列】義薄雲天 關二哥

【好神系列】有Buy有保庇 土地公

有沒有給他粉古錐阿?最新人偶系列將在5/18 5/19華山藝文特區 Maker Faire展覽首賣

歡迎大家來 Maker Faire 找積木星球玩喔

Maker Faire 介紹 https://sites.google.com/a/fullon.com.tw/maker_faire01/

更多作品請進 積木星球粉絲團http://www.facebook.com/BrickPlanet?ref=hl

2013 Technic 重量級42009吊車與42008拖吊卡車

大家一起來存錢吧,2013 LEGO Technic 系列來勢洶洶!

http://www.technicbricks.com/2013/02/2h13-lego-technic-sets-pictures-of.html

個人很喜歡 42009 吊車,別和 8421 搞混囉。8421是四軸,一邊四個輪子共八輪。42009 可是五軸呢。8421 算是使用氣壓零件的最後幾台,之後就逐漸改成蝸桿了。雖說如此,還是很懷念打氣時的感覺,我自己的 8421 打到兩隻活塞都漏氣了… 

8421  (2005年)

42009 (2013年)

由本照片可以看到吊臂升起都已改用蝸桿(這也不是什麼新東西,只是拿出來比對一下)。不但可用齒輪驅動,也可停在任意長度。如果是使用活塞打氣的話,其實只有全進與全出兩種選擇而已。雖說如此,能夠打氣的感覺還是非常棒!


42008拖吊卡車看起來也是份量十足!照片現在網路上還不多,就請大家看影片吧

順便補上兩張實車照片,Mammoet 五軸吊車

Liebherr 九軸吊車

積木星球 2013 新春商品來囉!!

2013年新年快樂,積木星球要挑戰一整年重要節日不缺席,幫大家解決送禮的難題~ 第一彈就是即將登場的農曆春節與西洋情人節啦! 快來看看積木星球又設計了哪些可愛的東西吧!

小人偶系列新增四款人物: 有過年超應景的小財神、適合送給單身朋友的月老、還有惡搞的殭屍與道士~~ 小人偶系列會不斷推出新人物,快來搜集吧!


這次的包裝不會再使用醜醜的自黏袋啦!
而是用精美的塑膠壓克力盒子,讓大家送禮有面子、自用好心情!

2013新年應景的主題~ 華麗的「舞獅」

將布拿掉可以看到裡面的骨架,嘴巴可開合、獅頭可上下調整、身體也可以上下左右擺動到喜歡的角度。

舞獅可由兩個人偶來抬,你希望2013一整年有甚麼好運呢?

招財咬錢蟾蜍擺飾~ 根據金木水火土五行,共有紅、白、綠、黃、黑五色,放一隻在你辦公桌上招財吧!

[小賀一下]2012東部地區手機終端應用程式設計比賽 -CAVE拿佳作

http://iei.tccn.edu.tw/front/bin/ptdetail.phtml?Part=20130111001

去年年底由慈濟技術學院資工系舉辦的"2012東部地區手機終端應用程式設計比賽"。CAVE 報名三隊,有一隊得佳作,下次再努力~  希望能有更好的成績。

作品名稱:Android行動裝置與機器人Google Map導航

New kids in town. 樂高新一代機器人 EV3 來囉

2013 第一周就是這個消息最令人興奮, 許多老師的網站或部落格也都刊登了, 新一代樂高機器人來啦. EV3, 看來今年的機器人圈比賽將會熱鬧滾滾, 也會有更多有趣的應用出爐。

所以CAVE要做的事情就是趕快想辦法拿到一台, 然後書都要改版囉 (流淚…)

探奇邱老師幫我們整理了規格如下(http://tw.myblog.yahoo.com/touch_classroom/article?mid=7596),
許多之前期期盼盼的第三方感測器現在也都算為標準規格了, 真好.

教育版的電子零件:(http://www.legoeducation.us/eng/characteristics/ProductLine~LEGO%20Mindstorms%20Education.productType~Sensors)

1台EV3主機 (鋰電池)

2顆大型伺服馬達, 1顆中型伺服馬達

2顆觸碰感應器, 1 顆彩色感應器, 1顆超音波感應器

1 顆陀螺儀, 這個就很有趣, 以下第一張圖就是官方提供的 Gyro 平衡機器人

溫度感應器,IR Seeker,IR Beacon,WiFi 無線網卡,都要另外購買。

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http://www.engadget.com/2013/01/07/lego-mindstorms-ev3-arrives-tailored-for-mobile-apps/

這篇文章中有提到這段話是CAVE 很有興趣的:

Its updated Mindstorms EV3 runs on new Linux firmware that’s ready for Android and iOS control out of the box, creates an overall more hackable platform and allows further programming on the core Intelligent Brick itself.

新版的 Linux 韌體將可由 Android 與 iOS 系統來控制, 更好駭也提供了更多機器人核心的程式控制功能。

-> 不知道和現在的藍牙或是 Google ADK 相比會有什麼更精采的應用?