CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件

小小猫鱼 · 发表于 2022-5-2 07:22:58

在 8 月 10 号的小米公布会上，雷军公布了小米自研的 CyberDog 仿生四足机械人。

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这款机械人搭载高精度情况感知系统，满身 11 个高精度传感器向 AI 大脑实时传输信息，同时还可以服从指令、识别仆人以及跟从仆人自立活动，12 个自在度可以完成各类花里胡哨的行动。
从现在的 PPT 中可以看到 CyberDog 基于 MIT Mini Cheetah 3（本文简称“Cheetah”）和 ROS2 这两个开源项目构建。

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这个 Cheetah 究竟是个什么工具？
CyberDog 又基于 Cheetah 做了哪些优化？
明天我就连系我获得的消息，跟大师分享一下。

Cheetah 是个什么工具？

MIT Mini Cheetah 是什么？从名字上可以看出来，这是麻省理工学院推出的一款仿生四足机械人，Cheetah 中文是猎豹的意义。在没有「进化」到 CyberDog 之前，它是这样的：

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MIT Mini Cheetah

望文生义，设想职员想把 Cheetah 设想成一款可以媲美猎豹一般，具有弹跳力、行动轻盈、速度快、坚不成摧的机械人。
它的创作者是 Benjamin Katz。

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左侧的阿谁是 Benjamin Katz

当被问到为什么要做 Cheetah 的时辰，Benjamin 说：
“我们设想这个机械人的很重要一点就是，这样用它来做尝试大概尝试一些疯狂想法会变得比力轻易，由于机械人非常坚忍，不会轻易坏掉，而即使坏掉，修复也很轻松和廉价。”
小米副总裁常程说过：”仿朝气械人未来在办事、工程、安防、医疗等诸多范畴包含着庞大的市场潜力。“
这就是 Benjamin 把 Cheetah 设想成不会轻易坏掉和易于更换的缘由之一。
至于 Benjamin 为什么要把 Cheetah 设想成 ”即使坏掉，修复也很轻松和廉价“的第二个缘由，就不能不提 Cheetah 的前身 Cheetah 3。

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Cheetah 3
Cheetah 3 是一个重达 81.5 千克、非模块化设想的仿朝气械人。
“凡是需要用绳索将其牢固下来，以庇护其高贵的定制部件，所以假如你想要改变什么，你必须做大量的重新设想。” Benjamin 说。
像 CyberDog 增加了 11 个高紧密的传感器的这类，在 Cheetah 3 革新本钱会很高。
而 Cheetah 的重量则只要 18-19 斤，模块化设想的，价格在 300 美金以下。
Benjamin 说：“而对于 Cheetah 来说，假如你想再增加一只手臂，你只需要再增加三到四个这样的模块化马达。”

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MIT Mini Cheetah 3 的马达
而这类马达，很是轻易获得，在无人机上和遥控飞机上就很容可以获得。
Cheetah 是开源的，与其他开源软件分歧的是，这个开源项目包括硬件。开源软件活动从软件范畴起头，后续连续扩大到硬件范畴。
MIT Mini Cheetah 和 Arduino 一样，从软件、电路道理图、材料清单，设想图等都是用开源答应协议停止开源，方便其他人停止建造组装。

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MIT Mini Cheetah 3 的电路图

在 Benjamin 的一篇名为《A Low Cost Modular Actuator for Dynamic Robots》论文中先容了 Cheetah 的驱动设想和相关硬件结构，在论文中对于 Cheetah 所需要的控制软件、电路图设想、材料清单，设想都都停止了公然。
关于这篇论文我已经为大师预备好了，可以在开源青年公众号背景答复“cheetah”获得下载链接。
假如你脱手才能超强，那末读完论文组装一台应当不是什么大题目。
假如你不想脱手，可以找朋友组个团，起订量 50 台，每台价格在 300 美金左右。

CyberDog 究竟哪些地方像 Dog？

上面所说的，可以在无人机和遥控飞机上就轻易获得的马达，只是一个可以用的标准，假如想要更高的性能，需要不竭的停止软硬件优化，才可以让你自己建造的机械人跑的更远、跳的更高、能耗更低。
所以 MIT 为 Cheetah 推出了调教过的定制机电。
CyberDog 也不破例，利用的是小米自研的定制伺服机电，伺服机电可以控制速度，位置精度很是正确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制工具。
在后续的开源计划中，小米有计划将机电部分也开源。此外，CyberDog 开源的内容不但仅是这些。
按照知乎上 CyberDog 的主程在关于《若何看待小米 8 月 10 日公布的机械狗 CyberDog 「铁蛋」?》的回答中，他说道：
“我们过段时候就会停止项目标一期开源，而且会连续把从嵌入式（机电，传感器，外设），Linux 内核，定制后的 rootfs，裁过的 ROS 2 的 repos，还有我们写的基于 ROS 2 的代码，以及基于 Mini Cheetah 悔改的代码等等都开源出来。让大师可以基于我们的项目间接能撸出一套狗来。”
利用代码撸狗行将成为能够。
期待小米可以早日开源。
此外，CyberDog 与 Cheetah 分歧的一点是，它具有了 11 个高精度的传感器，这些传感器充任 CyberDog 的眼睛、皮肤、大脑，给 CyberDog 以视觉、触觉和思考，用于复原加倍实在的生物反应，让 CyberDog 变得更像一条实在的狗。
就是不晓得假如它随着我遛弯的时辰，没电了怎样办？可以用移动充电宝充电么？否则抱着这个快要 20 斤的大师伙回家可太社死了。
所以什么时辰把电池容量公布一下？
还有就是它会措辞了，粗鲁的了解一下，就是把小爱同学沉淀下来的技术功效放到了 CyberDog 身上了，这样你便可以和他交互了。
若何保证这些传感器可以灵敏的工作呢？答案就是算力。
CyberDog 利用的是 NVIDIA Jetson Xavier NX，一个为边沿和嵌入式场景设想的 AI 计较机，特点就是体积玲珑，算力设置以下：384 个 CUDA Cores、48 个 Tensor Cores、6 个 Carmel ARM CPU 和 2 个深度进修加速器引擎。整体算力可以到达 21 TOPS。
算力水平相当于在 CyberDog 身上装了两块 1080 Ti。

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软件层面，利用的是 Ubuntu 18.04 LTS + ROS 2 的组合。
很猎奇为什么不间接上利用 20.04 LTS，究竟保护刻日差了不止一点半点。此外 ROS 2 的版本是 Foxy，默许支持 20.04 LTS 版本，利用 18.04 LTS 版本还要从源码包去编译。

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所以我真是想欠亨为什么小米为什么这么做。
能够是改代码了？
Ubuntu + ROS2 这套组合主如果为了让 CyberDog 的 11 个高精度传感器一般工作，为其计较工作供给充分的算力。
至于 CyberDog 的动力控制系统，利用的是 Tina Linux 的实时内核的操纵系统，用来运转 Cheetah 的控制算法。
很奇异的是，我没有在 Github 和 Gitee 上找到 Tina Linux 的代码仓库。
是我的方式差池么？
两个系统各司其职，一个负责 CyberDog 的「智力」，一个负责 CyberDog 的「体力」。
关于两个系统的部分没有官方的信息支持，只是我的小我了解，倘使有分歧的地方接待批评区友爱会商科普。
这样做的益处不言而喻，在开源以后，有些狗利用 Ubuntu 18.04 + ROS2 的组合称为「千里眼」和「顺风耳」，有些狗则利用 Tina Linux 供给的实施操纵系统内核，让 Cheetah 变得更高、更快、更强的「运带动」。

最初，假如你想后续会继续关注 CyberDog 开源的相关消息，接待关注开源青年。

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