即插即用電腦機器人
也許用不了多久,個人機器人就會和個人電腦一樣便宜和定制。
“就是這兒?”站在這毫不起眼的店面前,我心裏不由得起了嘀咕。這裏是賓州的一個小鎮揚伍德(Youngwood),這家店以前是個紋身工作室。百葉窗緊緊遮蔽著它的窗戶,門上則貼著封條。房子上沒有標識,甚至連門牌號碼都沒有。難道那個雄心勃勃發展新型機器人的計畫就產生於這麼古怪的一個地方嗎?
但是當Thomas J. Burick打開房門,我看到他那張小工作臺上放著三個“個人電腦機器人”原型,意識到這位34歲的企業主可不是個普通的發明者。這些半米高的機器人看起來就像被卡迪拉克重新設計過的星球大戰機器人R2-D2。Burick說他用了一年的時間來珩磨這些機器人的外型,這在正統機器人學裏幾乎是前所未聞的,因為在那裏通常是功能勝過外型。
然而對Burick來說,外型也是一種功能,一開始就設計出合適的外型非常重要。這可是他畢生的夢想,這個夢已經花光了他所有的積蓄。“還是個孩子時,我在電視上看到《星際迷航》,就感歎,要是能像Will Robinson那樣,擁有一個能保護自己的機器人就好了。那可是任何人都夢寐以求的好朋友啊。”他說這些時,臉上還帶著孩子般的熱忱。讀七年級時,Burick就裝配了一台聲控機動機器人,高中時他又組裝了一個自動滅火巡遊車。
隨著年齡的增長,Burick開始涉足低端微處理器、伺服系統和感測器,這些業餘機器人製造者如今所使用的玩意,但他最終還是因受挫而放棄了。他的工作是零售,出售消費類電子產品,而不是製造它們。由於缺乏編程和電子工程方面的正規訓練,“學習過程非常艱難,”他說道,“我覺得必須另外尋找一條更好的方法。”
18個月前,這個更好的方法終於出現了。當時他正在修理一台通用White Box組裝個人電腦。他在離這裏半個街區的地方開了一間小電腦店,在那裏他用配件組裝成整機並出售。如果機器人也能像臺式電腦一樣,用可互換的商品化配件裝配有多好。更妙的是,假如有一個機器人平臺能適配目前市場上那數千種即插即用電腦外設和配件該有多好。
這些很快就會成為現實了。Bruick新成立的White Box Robotics公司正準備在今年夏天大規模生產三種機動機器人的底盤。立在工作臺上的這三種機器人的最終原型,看起來區別相當大。
Burick把手放在912 HMV上說:“這是專門設計用來做保安的。”“它用的漆就是“悍馬”H2上使用的那種,”他指出。這個機器人的前面裝有Hella牌車燈,頭部和腹部裝有網路攝像頭。“當你不在家的時候,它可以在家裏巡邏。一旦發現有大的聲響或者不熟悉的人,它就會給你發email或者呼你。”
Burck指著另外一台同樣大小和形狀的白色機器人說:“我們稱這個為912 MP3。”但它的背上裝有彩色LCD顯示幕,肚子中間有一排身歷聲控制面板,頭上不再是攝像頭,代之以一盞醒目的藍燈。“我們這麼設計是要吸引青少年,他們可以把它用作臥室裏的電腦。它可以根據聲音命令下載音樂或者播放DVD。”
但目前還是第三種機器人,最基本的一個型號,更能體現Burick的想法。它的外殼被拆開,以展現其內部結構。這三兄弟都採用了這種構架,這樣它們就可以像裝輪子的PC機一樣工作。
一個簡單的金屬框架最多可以在不同位置裝6個托架。Burck解釋說:“所有電子配件都裝配在這些可以插拔的托架上。”其中一個托架上裝配主板,目前採用的是威盛公司一款小型的Mini-ITX主板。電路主板上面集成了和Intel相容的微處理器、512M記憶體、視頻、音頻和網卡晶片,其大小只有麵包盤那麼大。另一個托架上裝著兩個強勁但又廉價的12V電池,使用它們,機器人在一次充電後可連續工作3個小時。標準的筆記本硬碟、CD燒錄機、DVD驅動器,幾乎所有你在CompUSA公司能找到的電腦配件都可以可靠的安裝在這些位於機器人體內的托架上。
Burick指出:“這些機器人運行在Windows XP之下,因此它們可以做電腦能做的任何事。”而且它們還能做到電腦做不了的事情,比如說移動。金屬框架下面是一個驅動裝置:兩台馬達連接著兩個0.1米的輪子和一個安在彈簧上的硬塑膠球。他說道:“這個聚甲醛樹酯球讓機器人即使在不平的表面上依然能保持穩定。當機器人發生翻轉和旋轉時,它可以讓機器人準確回到原來的位置。而這整套驅動裝置僅僅使用了四顆螺釘。如果你想替換它,比如說用坦克上那樣的履帶,這個活兒只需短短5分鐘。”他希望最終可以提供一種能爬樓梯的備選驅動裝置。
Burick滿懷熱情地把一台1.8千克重的機器人放到地上,啟動了它。出乎我的意料,這台0.46米高的漫遊者比我的筆記本電腦還安靜。像所有電腦一樣,它背部有埠可以連接顯示器、鍵盤、滑鼠和網線等設備。啟動這個機器人只需要在它的主板上插入一個不貴的WiFi接收器。Burick通過無線接入,登陸到機器人的系統中。“好了,現在這個軟體已經在機器人上運行了。” 他邊說邊運行了Robot
Control Center程式,他從Evolution Robotics公司獲得了該軟體的授權。
點擊程式中的按鈕,Burick驅動他的機器人駛向角落裏蒙塵的20歲“荒地小英雄”(Heath Hero Junior)機器人。當兩者相距0.9米左右時,這台912機器人停了下來,用它的合成語音說道:“你好啊,小英雄。”
這真是個不錯的鬼把戲,當我親自運行這個程式後,發現讓機器人執行這種仿智慧行為相當簡單。螢幕上的一個小視窗顯示了機器人通過它的攝像頭“眼睛”看到的景象。Burick在地板上放了一個《星際迷航》中的B9機器人模型,隨後我就驅動912機器人去探測它。我點擊“捕獲”按鈕,機器人就把這個圖像存入到它的識別物清單之中。我讓912後退、轉身,然後這兒點一個對話方塊,那兒選一條功能表,就創建了一個新行為。點擊僅僅6次之後,我就教會了912一項新本領:只要看見B9玩具就說一句話。而我確確實實成功了:即使在1.2米遠,角度也怪異的地方,912還是認出了B9玩具並說:“嘿,給我滾開!”
這個小例子微不足道,但它背後卻有著一個強有力的組合:易用的軟體和易定制的硬體。插上麥克,這個機器人就能回應聲音指令。配備一個紅外識別器,在機箱裏裝上一些喇叭,它就又成了一個能跟著你滿屋跑的CD播放器。給它裝配一雙鉗臂,就可以教會它隔天清掃貓窩了。
由於底盤同樣可以由生產電腦機箱的廠家生產,這些電腦機器人的價格不過是1000美元,基本上和一台像樣的臺式機價格相當。Burick宣稱:“我的目標是讓這些機器人足夠便宜,讓14歲的孩子能用他賣報賺得錢買一個。我要讓人們像使用白畫布一樣使用我的機器人平臺,讓人們自由發揮想像力。”
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