Главная особенность этого робота в том, что он способен обходить любые препятствия. Для более качественной и простой корректировки робота на его палубе имеется шкала с углом до 90 градусов. По размеру платформа робота составляет 5 дюймов, еще он оснащен гидролокатором.
Что касается источника питания, то здесь можно применять различные комбинации, могут применять батареи с регулятором.




В ходе испытаний робот показал отличные результаты как при движении по прямой, так и по наклонной поверхности. Он может выполнять разнообразные функции и его можно оснащаться разнообразными компонентами.

На верхней мачте робота можно увидеть вырезы, они нужны для приема звуковых импульсов. Еще на роботе есть инфракрасные датчики, они должны быть одинаковыми.

Материалы и инструменты для изготовления робота:
- вырезанные лазером детали робота;
- термоусадочные трубки, провода, разъемы;
- болты 41.25" #6-32 (их можно купить в хозяйственном магазине);
- 2.75" #4-40 болты;
- 42" #6-32 болты;
- 4.5" #4-40 болты;
- один сервопривод и все комплектующие к нему (можно микро, но лучше всего стандартный);
- инфракрасный датчик или гидролокатор (в данном случае PING);
- моторчик типа Tamiya 70097;
- колеса Tamiya 70145;
- микроконтроллер Arduino (в этом случае используется Picaxe 28x1).


Чтобы сократить пайку к минимуму, можно использовать расширенный сервопривод. Таким образом, можно будет избежать пайки двух контактов на каждом двигателе. Еще двигатели могут подключаться через обжимные разъемы, тогда про пайку можно будет вообще забыть. Но для более качественной работы робота рекомендуется надежно припаивать контакты.

Для этих целей нужно еще запастись паяльником, мультиметром, отвертками и так далее.

Процесс сборки робота:

Шаг первый. Вырезаем основные элементы корпуса
В первую очередь с помощью лазера нужно вырезать основные элементы корпуса робота. Для этих целей нужно использовать чертежи, приложенные к статье.


Шаг второй. Изучаем электронную схему робота
На картинке ниже можно увидеть, как подключаются все элементы робота. В качестве примера был взят контроллер PICAXE и двигатель Tamiya 70097. После установки прошивки и подключения робота он тут же начнет работать так, как и должен.


Под цифрой 1 на картинке отмечен гидролокатор типа Parallax PING. Под цифрой 2 находится плата Parallax PING. Цифрой 3 обозначен стандартный серводвигатель, а цифрой 4 мотор Tamiya 70097.

Шаг третий. Сборка глаз робота
Сборку робота начинают с самого интересного, со сборки гидролокатора. Для его установки будут необходимы 1 .75" болты, 2 .5" болты, 2 прокладки, а также три гайки. Собирается конструкция очень просто, пластиковая платформа крепится к серводвигателю, а на нее устанавливаются датчики, то есть «глаза» робота. Таким образом, он сможет ими поворачивать и осматриваться по сторонам.






Шаг четвертый. Устанавливаем серводвигатель
Серводвигатель нужно надежно закрепить на верхней палубе в указанном месте. Для этих целей понадобятся болты с гайками размером 2 .5". На картинке можно увидеть, как будет выглядеть установленный двигатель.


На этом же этапе нужно прикрепить микроконтроллер к плате-носителю. Для этого понадобятся шурупы 1.75", прокладки и гайки.

Шаг пятый. Собираем нижнюю палубу
Двигатель вместе со стойками и колесами нужно как один цельный элемент прикрепить к нижней палубе робота. Для этих целей нужно найти те болты и гайки, которые идут в комплекте к двигателю. Еще болты с гайками нужно установить на обоих концах платформы. Для тих целей нужно использовать болты и гайки размером 2 .5".
На картинке можно увидеть, как крепятся все элементы к палубе робота.


Шаг шестой. Соединяем палубы
Теперь нужно соединить две палубы между собой. Для этих целей используются болты с гайками размером 41.25". Под цифрой 1 можно увидеть болт 1.25".
Провод серводвигателя нужно вывести через отверстие в платформе.




Шаг седьмой. Установка платы-носителя
Плата-носитель крепится к верхней палубе робота. Для этих целей понадобятся болты с гайками 41.25 ", а также 20 прокладок. Как альтернативу можно использовать 1"-ые шестигранные прокладки. С помощью них можно будет быстро менять высоту палубы для установки различных видов источников питания.

Английский кибернетик, нейрофизиолог и психиатр Грей Уолтер родился в 1910 году. Своих роботов-черепах или, как их называл создатель, machina speculatrix, он начал создавать в 1948 году и продолжал эксперименты с ними до 1951 года. Представляли они собой механические тележки, которые могли двигаться на свет или от него, а также добираться до источников подзарядки аккумуляторных батарей, обходя различные препятствия. Черепахами их прозвали благодаря медлительности и внешнему виду. В отличие от большинства роботов тех лет, двигающихся согласно заранее заданной схеме, «черепахи» Грея Уолтера могли реагировать на изменения внешней среды.

Отец кибернетики Норберт Винер описал роботов Грея Уолтера следующим образом:

«Уловив приблизительно в то же время, что и я, аналогию между обратной связью в машине и нервной системой человека, Уолтер начал конструировать механизмы, которые повторяли бы некоторые особенности поведения животных. Я работал над созданием «мотылька», который автоматически полз бы на свет. Уолтер назвал свои автоматы «черепахами», включив в их репертуар более сложные номера. «Черепахи» были снабжены устройством, помогавшим им не сталкиваться друг с другом при движении, и, кроме того, приспособлением, благодаря которому, чувствуя «голод», т.е. истощение аккумуляторных батарей, они направлялись к специальному «месту кормления», где глотали электричество до тех пор, пока аккумуляторные батареи не перезаряжались».

Грей Уолтер создал 8 вариантов роботов-черепах. Так, «черепаха» Элмер выглядела как трёхколесная тележка, оснащенная двумя электромоторами, которые питались от аккумуляторов. Один двигатель обеспечивал поступательное движение тележки, второй – изменял направление её движения. Двигателями можно было управлять при помощи электромагнитных реле. Благодаря фотоэлементу, который располагался на рулевой колонке тележки, робот мог распознавать препятствия.

По сути, робот-черепаха мог действовать в соответствии с тремя схемами: движение к свету, поворот к свету и избегание препятствий. Если аккумулятор был заряжен, а освещение в помещении было слабым, робот медленно передвигался по комнате в поиске источника света, при столкновениях с препятствиями он корректировал направления движения. Соответственно, если в помещении появлялся источник яркого света, тр робот-черепаха двигался в его направлении. При этом, достигнув источника света, он отворачивался от него, как бы «боясь» ослепления, после чего он двигался вокруг данного источника, находя для себя оптимальное положение. Когда его аккумулятор начинал разряжаться, робот все ближе приближался к источнику света, а при низком уровне заряда аккумулятора робот вплотную приближался к данному источнику и подключался к зарядному устройству. После зарядки аккумулятора робот снова отдалялся от источника света.

Более активно на изменения света реагировал другой робот – Элзи. В случае наличия двух источников света в помещении робот двигался то к одной лампе, то к другой. Кроме того, роботы могли узнать друг друга по зажженной лампочке и двигались друг к другу навстречу.

Не только на изменения света, но и на звук умел реагировать робот-черепаха Кора. «Слышала» Кора благодаря микрофону. Кроме того, наличие конденсатора, сохранявшего некоторое время электрический заряд, обеспечивало наличие у данного робота чего-то вроде условного рефлекса. Таким образом, Кору можно было обучать.

Англичане называет условный рефлекс learned reflex – выученный рефлекс. Рефлекс вырабатывается в случае повторения одного и того же действия, без этого условный рефлекс пропадает. В случае робота-черепахи Коры раздражителем, вызывающим условный рефлекс, был звук свистка. Когда Кора натыкалась на то или иное препятствие, звучал свисток. Вначале робот-черепаха не реагировала на звук свистка, затем, услышав свисток, она меняла направление движения, даже если препятствия перед ней не было. Если же Уолтер слишком часто подавал Коре звуковые сигналы при отсутствии преград, то у неё пропадал данный условный рефлекс.

Экспериментируя с Корой, Уолтер всегда пытался усложнить её поведение. Так как английские полицейские свистки были двухтональными, ученый использовал данное обстоятельство. Ученый использовал второй тон свистка для создания второго слухового контура своего робота, связав его с появлением в помещении нового источника света. Первый вид свистка звучал, когда черепаха достигала очередного препятствия, а второй – перед тем, как загорался свет.

В связи с этим Уолтер задался вопросом о том, как робот-черепаха Кора отреагировать на два тона свистка, прозвучавших одновременно. В свою очередь, робот-черепаха отреагировал на эту ситуацию подобно живому существу. Обработав полученную информацию, Кора забилась в темный угол для того, чтобы восстановить силы после сенсорной перегрузки. Через некоторое время она вернулась к нормальному функционированию и снова начинала искать источник света.

Таким образом, роботы, созданные Греем Уолтера, проявляли элементы развития, присущие живым существам, корректируя модели поведения в зависимости от внешних обстоятельств. Эксперименты с внешней средой и «нервной системой» роботов-черепах привели к интересным результатам: поведение роботов никогда не повторялись, однако их действия всегда укладывалось в рамки определенного поведенческого образца, как это происходит у живых существ.

Изобретения Грея Уолтера заинтересовали мировое научное сообщество и вдохновили других ученых на создание роботов подобного рода. Например, американец Эдмунд Беркли изобрел белку, собирающую орехи и относящую их в гнездо, мышь, созданная Клодом Шенноном, умела находить дорогу в лабиринте, электронный лисицы Барабара и Джоб, сконструированные французским физиком Альбером Дюкроком, реагировали на прикосновение, свет и звук, а одновременное возникновение света и звука вызывало появление условного рефлекса. В Советском Союзе также был создан робот, реагирующий на внешние раздражители: такого робота-черепаху построили сотрудники института автоматики и телемеханики АН СССР А.П. Петровский и Р.Р. Васильев.

Также на развитие рефлексов у роботов повлияли работы итальянского невролога и кибернетика Валентино Брайтенбурга, посвященные синтезированию биологического поведения простейшими схемами. Так, классическлй стала его книга «Машины: эксперименты с синтетической психологией», написанная в 1984 году.

В 2006 году американский ученый Ламброс Малафурис написал статью «The Cognitive Basis of Material Engagement: Where Brain, Body, and Culture Conflate», в которой утверждалось, что секрет успешного функционирования роботов заключается в связи мозг-тело-окружающая-среда. Именно благодаря этой связи роботы-черепахи Грея Уолтера демонстрировали поведение, присущее живым организмам.

Эксперименты с искусственным интеллектом происходят и по сей день. Роботы стали гораздо более качественно справляться с поставленными задачами, однако во многом современные ученые обязаны своими успехами Грею Уолтеру.

Детям нравится прикасаться к вещам. Детям нравится бить вещи. Обычно это нормально, когда вещь является игрушкой, но это может быть проблемой, когда вещь является роботом. Мы писали о детях, которые избивали роботов раньше, и кажется, что это неизбежность, когда дети (или даже некоторые взрослые) встречаются с роботом в первый раз: они хотят видеть, что он может делать и как он реагирует на вещи, и что может привести к некоторым поведенческим действиям и взаимодействиям, которые были бы довольно расстроены, если бы они были нацелены на что-то живое. То есть, иногда дети злоупотребляют роботами, особенно когда нет никаких последствий для того, что они делают.

На международной конференции ACM / IEEE по человеческому роботовому взаимодействию (HRI) в Чикаго на прошлой неделе исследователи из Naver Labs, KAIST и Сеульского национального университета в Южной Корее представили робота по имени Шелли, который предназначен для обучения детей тому, что они не должны злоупотреблять роботами. Идея состоит в том, чтобы уменьшить или устранить агрессивное поведение при взаимодействии с устройством. Будучи черепахой, Шелли с удовольствием играет, если вы не нанесете ей удар, и в этот момент она прячется внутри своей раковины, пока не станет безопасно снова выходить.

Shelly, a Robot Capable of Restraining Children"s Robot Abuse

Шелли рассчитана на достаточно большую, чтобы одновременно с ней могли взаимодействовать пять-семь детей (до 13 лет или около того). Верхняя часть, оболочка Шелли, имеет встроенные светодиоды вместе с датчиками вибрации, которые могут обнаруживать прикосновения и удары. Тело Шелли состоит из милой маленькой головы и четырех конечностей, которые покачиваются, все из которых могут быть отведены обратно в оболочку. Используя свои светодиоды и конечности, Шелли передает различные эмоциональные состояния, в том числе счастливые, угрюмые, сердитые и испуганные. Испуганное поведение срабатывает, когда ребенок бьет, ударяет ногой или поднимает робота, а когда это происходит, Шелли убирается внутрь своей раковины и остается там 14 секунд.

Перед тем, как играть с Шелли, детям прямо сказано, что если они ругают робота, он немного испугается и скроется. Исследователи не проверяли, будет ли поведение сокрытия делать детей менее оскорбительными; скорее, они полагали, что самый значительный эффект придет от робота, который будет гораздо менее забавным, когда он будет скрываться.

Результаты показали, что техника укрытия Шелли смогла значительно уменьшить жестокое поведение детей по сравнению с тем, как они действовали, когда робот вообще не скрывался. Когда они попытались уменьшить длину скрытия с 14 секунд до 7, злоупотребление фактически увеличилось, потому что само поведение скрытия рассматривалось как вознаграждение. А более длинное укрытие длиной в 28 секунд заставило малышей заскучать и уйти, победив цель робота. Также интересно, что часть эффективности исходит из того, что в группах, дети будут взаимно сдерживать неадекватное поведение.