Alpha MINI- A.I. szuper asszisztens / Robotikai leckék az Alpha MINI robothoz (kivonat)

ALPHA MINI - A.I. SZUPER ASSZISZTENS

Tankönyv a robotika és a mesterséges intelligencia alapjainak elsajátításához

Ez a kiadvány a U.B.Tech Alpha Mini humanoid robot és az A.I. Super Assistant Kit robotok használatához készült.

ALPHA MINI A.I. Szuper Asszisztens

1.Téma: Alpha Mini vagyok

2007-ben a Microsoft alapítója, Bill Gates azt jósolta, hogy a robotok hamarosan meg fogják ismételni a személyi számítógépek térhódítását, és "minden háztartásban lesznek robotok".

Jelenleg már ezt a futurisztikus "fajt", a robotokat széles körben használják az élet minden területén, különböző környezetekben, helyettesítve azokkal az embert egyre több feladat elvégzésében, hatékonyan felszabadítva minket a robotszerű munkától, és nagyban megkönnyítve az életünket. Ez az emberekben azt az érzést kelti, hogy a jövő megérkezett.

I. Csodálatos világ

Az alkalmazási területek szerint a robotokat ipari robotok, mezőgazdasági robotok, háztartásirobotok, orvosirobotok, szolgáltató robotok,űrrobotok,víz alattirobotok, katonai robotok, katasztrófaelhárító robotok, tanító robotok és szórakoztató robotok csoportba lehet sorolni. Az 1.3. ábrán látható Alpha Mini egy tanító robot, amely alkalmazza a mesterségesintelligenciát(AI), ígyképespéldáulbeszélgetésre,felismeriaz embereketarcuk alapján, felismeri a tárgyakat.

Alpha Mini intelligenciája programozáson alapul. A programozás világa csodálatos. A programozással nemcsak érdekes történeteket, játékokat, animációkat stb. hozhatunk létre, hanem különleges akciókat is tervezhetünk Alpha Mini számára, például gyakorolhatja a Tai Chi-t vagy táncolhat. Alpha Mini mesterséges intelligencia funkciói, mint például az arcfelismerés és a beszédfelismerés, szintén programozással hívhatók elő.

1.1. ábra Ipari robot

1.2. ábra Szervizrobot

1.3. ábra Alpha Mini

II. Játékos tanulás

1. Bevezetés

Mini egy élénk, intelligens tanítórobot, kicsiny, de sok mindenre képes teste rengeteg képessége megmutatására ad lehetőséget. Sokfélét produkál. Tud (a háttérben használt információs rendszert használva) énekelni és táncolni, ismeri a múltat és a jelent, megbízható játszótársa és tanítója a gyerekeknek, büszke barátja és aranyos “háziállata” a felnőtteknek. Ismerkedjünk meg Alpha Minivel.

Az ábra feliratai magyarul: (soronként)

Érintés szenzor - Fejtető szenzor 4 mikronos érzékelő réteg - hangforrás pozicionálására Távolság érzékelő - infravörös távolságmérő HD kamera – 1300 automata fókusz Szervo – 14 mikro szervo2 db IPS LCD - széles látószög, színes megjelenítő, Beépített érzékelőgyorsulásérzékelő GPS, sztereó hangszóró - két csatorna

Kommunikációs modul – összfrekvenciás 4G WI-Fi Test – ABS környezetbarát anyagból Akrilnitril-Butadién-Sztirol egy hőre lágyuló polimer

2. Alpha Mini feje

AlphaMinifeje tetején, középen érintésérzékelő van, amely az érintésrőlszóló információkat továbbítja Alpha Mini agyának. Mini fejében lévő alkatrész egy 4 mikrométeres gyűrűsor, amely lehetővé teszi Mini számára, hogy minden irányból hallja a parancsokat, és azokat továbbítsa “agyába”, így Mini (a felhőből vett információkat is használva) megérti, amit mondunk. Mini szemében IPS –t használó elemek, (panel In-Plane Switching technology, “síkban váltó” technológiát használó) LCD-k vannak beépítve, ezekkel Mini különböző élénk kifejezéseket tud mutatni. Mini homlokában lévő alkatrész egy nagy felbontású kamera, automatikusan élesít a fényképezendő tárgyra, lehetővé teszi a tárgyfelismerést, az arcfelismerést és további funkciókat.

1.4. ábra Alpha Mini felépítése

Alpha Mini vagyok

3. Alpha Mini teste

Mini testének vázát alkotó részek nagy sebességű szervók (burkolatokkal), amelyek különböző mozgás-műveleteket tesznek lehetővé, például táncot vagy fekvőtámaszt. Mini mellkasában lévő alkatrész egy IR (infravörös) távolságérzékelő, amely a távolságot méri. Mini testének közepébe egy giroszkópot szereltek, amely érzékeli, ha Mini elesik. Mini testének mindkét oldalán hangszórók találhatóak, amelyek segítségévelMinihangokat adki. Mini hátán egy nagy hátizsák, amelyben egy 4060 mA-es akkumulátor. Ez szolgáltatja Mini számára az energiát, így hosszú ideig tudsz vele kapcsolatba lépni. C típusú töltőcsatlakozó a hátizsák alján található, a bekapcsoló és a hangerőszabályzó gomb a hátizsákon Mini bal oldalán lett kialakítva.

Az ábra feliratai magyarul: Hangerő szabályzó, C típusú töltőkábel csatlakó alj, Főkapcsoló

1.5. ábra Alpha Mini hátizsákja

4. Mi az a uCode?

A uCode egy felhasználóbarát programozóeszköz / programozó felület gyermekek és tizenévesek számára, amelyet az UBTECH Education fejlesztett ki, és a Scratch3.0-n alapul. Számos előnye van, mint például a nagyfokú interaktivitás, a nagy teljesítményű prezentációs eszközök, nem mellesleg könnyen elsajátítható.

A uCode segítségével nemcsak érdekes játékot és animációt hozhatsz létre, hanem nyílt forráskódú elektronikus hardvereket is programozhatsz, sőt a szoftver/hardver vezérlés virtuális valósághatását is megvalósíthatod szoftver/hardver programozással.

1.6. ábra uCode ikon

5. Bevezetés a uCode használatába

A uCode felület (GUI Graphical User Interface grafikusfelhasználói felület) egy menüsorból (Menu bar), egy szerkesztési területből (Editing area) és egy színpad/szereplő/háttér (Stage/Charakter/Background area) területből áll, ahogy az az 1.7. ábrán látható.

1.7. ábra uCode interfész

A menüsorban választható lehetőségekkel a felhasználók konfigurálhatják (kialakíthatják) a uCode nyelven készült fájlokat, programokat, kiválaszthatják a hardvercsatlakozási módszereket és tárolhatják az adatokat. A színpad/szereplő/háttér terület tartalmazza a színpad területet, a szereplő kiválasztási területet, a háttér területet és a feltöltési módot. Ezen a területen változtathatjuk egy avatár jelmezét és a színpad hátterét, a színpadi területen megtekinthetjük a program eredményét, a program lejátszását (amennyiben az színpadi megjelenítésről szól).

A szerkesztési terület a kódosztály/kódcsoportok (Code class) sorolását tartalmazza, itt találhatóak az kódcsoportba helyezett kódblokkok/kódelemek (Code block), továbbá a terület része a kódszerkesztési munkafelület (Code editing area), a kód-szerelőműhely. A szerkesztési terület az 1.8. ábrán látható. A használat során a kódosztályban kiválasztott kódblokkot a kódszerkesztő területre kell húzni, és az építőelemekhez hasonlóan, azokat felhasználva kell a kívánt programot összeállítani-felépíteni. (A kiválasztott raktár-részben az egérkurzorral kell megragadni a felhasználni kívánt programelemet, azt áthúzni a szerelőműhelybe, ott a beépítési helyén elengedni.)

A kódelem színe mutatja melyik kódosztályba tartozik.

A kódosztályok:

A felsorolás első részében a Liongineer számára használhatóak!

Mozdulatok, Műveletek, Hangok, Események, Vezérlés, Érzékelés, Operátorok, Változók, Saját készítésű blokkok Yanshee parancsblokkjai (Programépítő elemei), Mini parancsblokkjai (Programépítő elemei) Hardver-szoftver kiterjesztések

III. Kreatív kódszerelő műhely

1. A felső menüsor

1) Csatlakoztasd Alpha Mini-t.

Alpha Minit csatlakoztasd a uCode-on keresztül a programozói műhelyhez. Alpha Mini csatlakoztatása a következőképpen történik:

A. Vedd elő (indítsd) a uCode-ot, és ellenőrizd, hogy Alpha Mini ugyanabban a LAN-ban (helyi hálózatban) van-e, mint a uCode-ot megjelenítő számítógép. Kattints a képernyő jobb felső sarkában a "Find Device" (Eszköz keresése) gombra.

1.Téma: Alpha Mini vagyok

1.8. ábra Kódszerkesztő felület

1.9. ábra Eszköz keresése

1.Téma: Alpha Mini vagyok

Megjegyzés: Erősítsd meg, hogy Alpha Mini kapcsolódott (Katt az OK-ra.)

B. A “Find device” (Eszköz kiválasztása) párbeszédpanelen válaszd "AlphaMini"-t, majd kattints az "OK" gombra.

C. Az "Alpha Mini csatlakoztatása" felületen ad meg Alpha Mini hátoldalán található SN (gyártási sorozatszám, serial number) utolsó négy számjegyét, majd kattints az "AlphaMini csatlakoztatása" gombra.

D. Miután Alpha Mini csatlakozott, a felhasználó programozhatja Alpha Mini-t. A kapcsolat megszüntetéséhez aképernyő jobbfelsősarkában kattintsa"Disconnect" (Szétválasztó) gombra.

1.10. ábra Eszköz kiválasztása

1.11. ábra Add meg az SN-t

2)

Miután Alpha Minit csatlakoztattuk, programozzuk.

A. A kódosztályok között válaszd az "AlphaMini" raktárrészt, azokat a blokkokat, amelyeket a csatlakozó részüknél Mini jelképével megjelölték.

B. A jobb oldali kódszerkesztő területen (szerelőműhelyben) építsd fel (rakd össze) Alpha Mini kódosztály kódblokkjaiból, logikai kapcsolatok megtervezése alapján, a kívánt programot. Például:

1.12. ábra Kapcsolat sikeres

Programozd Alpha Minit.

1.13. ábra Alpha Mini kódosztály

C. Kattints a színpad/szereplő/háttér terület bal felső sarkában lévő zöld zászlóra a program futtatásának elindításához, és ellenőrizd a program futásának hatását. A program leállításához kattints a zöld zászló melletti piros nyolcszögű (stop-tábla) gombra. A program futása azonnal leáll.

Mielőtt a zöld zászló gombra kattintanál, hozzá kell adnia a programhoz egy “When [zöld zászló ikon] clicked” (Amikor a zöld zászlóra kattintasz) kódelemet. Ez a kódelem az "Események" (Events) kódosztályban található. Ahogy az 1.16. ábrán látható, ez a kódblokk/kódelem minden program esetén a program kezdetét jelöli.

1.14. ábra Alpha Mini program

1.1.5. ábra Zöld zászló

1.16. ábra Kattints a zöld zászlóra a program futtatásához

1.Téma: Alpha Mini vagyok

{Egyetlen műveletet, parancskódot is működtethetsz, amennyiben azt kijelölöd (rákattintás).}

2. Programozás

Feladat I. Alpha Mini programozása arra, hogy 2 lépést tegyen előre, majd táncoljon.

A. Menj előre.

Alpha Mini (előre haladó) lépéseinek számát a “Performance” (előadás) kódelem csoportban a “Forward … walk … step(s)" (Előre/hátra lépések () lépések) kódelem/kódblokk használatával programozhatjuk. Az 1.17. ábrán látható utasítás hatására Alpha Mini képes lesz 5 lépést előre menni. A programelem:

B. Színészkedés

Alpha Mini jól utánozza az emberi viselkedést, horkol, nyújtózkodik stb. A különböző produkciókat az “AlphaMini” kódosztályban az “AlphaMini - performance” csoportban a "Perform ()" programelemmel érhetjük el. A zárójelben alapértelmezésként a “nod” (bólintás) található,eztlehetátírniakívántműveletre.Az1.18ábra:AlphaMinifeladata,hogy böfög.

(Nekem a legjobban tetszett a perform sneeze, (tüsszentés) produkciója.)

A program grafikus protokollja (ábrázolása) az 1.19 ábrán látható.

1.17. ábra Előre/hátra ... lépés kódblokk

1.18. ábra Előadás () kódblokk

C. Vedd rá Alpha Mini-t, hogy lépjen előre kettőt, majd táncoljon.

1.19. ábra Demo

1.Téma: Alpha Mini vagyok

II. feladat. Alpha Mini programozása úgy, hogy beszéljen, forduljon

balra, majd mondjon egy mondatot.

A. Utasítsd Minit, hogy beszéljen.

Ahhoz, hogy Mini beszéljen, alkalmazd az "AlphaMini - Voice" kódosztályban a "Play Voice ()" kódblokkot.A zárójelekközé aztkellbeírni, amitMinimondjon.(A beírt szövegetMiniangolul ejti ki, mint egy angol ember.) Futtasd az 1.20. ábrán látható kódblokkot, az eredmény, Mini elmondja: "Hello, I am AlphaMini". (Szervusz, Alpha Mini vagyok.) mondatot.

() kódblokk

B. Parancsold Mini balra fordulását.

Mini képes előre lépni és más további mozdulatokat végrehajtani, például balra fordulni. Ahhoz, hogy Alpha Mini egy egységnyit balra forduljon, használd az "AlphaMiniperformance" kódosztály "To the left ˇturn (1) times (30 eachtimes)” (Balra ˇ (1) alkalommal (30° minden alkalommal, egy órányi az óra számlapján)) kódblokkját. A legördülő menüben választva, ha akarod a left átírható right-ra, valamint a zárójelekbe írt számjegy is felülírható. Az 1.21. ábrán egy példa, az ábra nevében, annak jelentése.

Próbáld ki, hogy Mini különböző irányokba forduljon.

C. Készíts programot arra, hogy Alpha Mini beszéljen, forduljon balra, majd szemével gesztikuláljon.

A program összeállítása történhet az 1.22. ábrán látható módon.

1.20. ábra Hang lejátszása

1.21. ábra "Balra fordulás 1 alkalommal (30° minden alkalommal)" kódblokk

1.22. ábra Demo

IV. Másfajta látásmód

1. Több a humanoid

robotról

A 2018-as World Robot Conference 2018 konferencián Erica, egy elegáns humanoid robot beszélgetett egy emberrel, lenyűgözve az egybegyűlteket.

Az olyan robotokat, mint Erica, amelyek úgy néznek ki, mint az emberek, és emberi viselkedést utánoznak, humanoid robotoknak (Android) nevezik. Az Android kifejezést először de Villiers de L'lsle-Adam francia író használta L’Eve Future (A jövő Évája) című regényében. Androidnak nevezte azt a robotot, amely úgy néz ki, mint egy ember, és képes emberi viselkedést (annak egyes részeit) utánozni.

A tudomány és a technológia fejlődésével a humanoid robotok nemcsak az emberek megjelenésével rendelkeznek, hanem rendkívül változatos funkciókkal is, például az emberekkel való kommunikáció és a harcművészeti képességekkel.

2. Gyakorlat és innováció

Használd a kreativitásodat, és állíts össze egy programot uCode segítségével, amely futásakor Alpha Mini különleges bemutatót tart neked a tanárodnak/osztálytársaidnak, amellyel lenyűgözi őket.

2.Téma: "Liongineer"

Mint az mindenki számára ismert, a személyek közötti kommunikáció információcsere. Az emberiség új technológiákat hozott létre, melyekkel az ember és a robotok közötti információcsere (pl. beszélgetés) is megvalósul. Pl. kiszolgáló robotok a bankpultnál, robotszolgák intelligens étteremben stb. De, tudjátok, Alpha Mini nemcsak az emberrel tud kölcsönhatásba lépni, hanem virtuális (képi) objektummal is! Hogyan éri el Mini a virtuális animációval létrehozott szereplővel az információcserét? Ehhez varázslatos nyelvi eljárást használ.

I. Csodálatos világ

Jelenleg sokféle robot létezik. Képesek a világ megismerésére és felismerésére. Működésük nem eredendő tudásukon alapszik, hanem programozásukkal válik az lehetővé. A programozó utasítja az információtechnikai eszközt (számítógépet, robotot stb.) utasítások végrehajtására. A cél az, hogy az eszköz megismerje a programozó szándékát, és informatikai képessége alapján a megadott utasítások sorozata szerint cselekedjen a kívánt eredmény elérése érdekében.

Annak érdekében, hogy a modern tudomány és technológia jobban szolgálja az embereket, programozók tízezrei kutattak és fejlesztettek intelligens termékeket különböző