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[问答] CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件

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小小猫鱼 发表于 2022-5-2 07:22:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
 
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。

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第1张图片
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。

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第2张图片
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:

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第3张图片

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。

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第4张图片

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。

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第5张图片
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。”

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第6张图片
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。

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第8张图片
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。

CyberDog、MIT Mini Cheetah 和开源硬件 第9张图片
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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