Mr. Wallplate's Eye Illusion Robot - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-13 06:56

Dieses Projekt wurde entwickelt, um meine Verwandten und Freunde zu amüsieren, wenn sie sie besuchen. Es ist ein sehr einfacher „Roboter“. Die Interaktion zwischen einer Person und Mr. Wallplate ist geskriptet. Hier ist keine künstliche Intelligenz oder Deep Learning im Spiel. Wenn er auf die Person antwortet, scheint Mr. Wallplate Intelligenz zu haben, aber sie ist sehr künstlich. Zu künstlich, um als künstliche Intelligenz zu gelten.

Ich beschloss, übliche Gegenstände zu verwenden, die normalerweise für einen Roboter nicht verwendet würden: eine Knebel-/Duplex-Wandplatte für das Gesicht, ½ Tischtennisbälle für die Augen und einen Pferdeschwanzhalter für die Lippen. Die Augen scheinen einer Person zu folgen, die sich im Raum bewegt, aber es ist eine optische Täuschung. Ein Motor bewegt die Lippen synchron zu den Worten von Mr. Wallplate. Das einzige ausgeklügelte Element ist das Gehirn, das LEGO Mindstorms EV3 ist.

Die auf einem Computer ausgeführte Mindstorms EV3-Software generiert ein Programm, das dann auf einen Mikrocontroller namens EV3-Stein heruntergeladen wird. Die Programmiermethode ist symbolbasiert und auf hohem Niveau. Es ist sehr einfach und vielseitig.

Lieferungen

1. LEGO Mindstorms EV3-Set
2. 1 Umschalt-/Duplex-Wandplatte
3. 3 Schrauben, #6 oder #8, 1 ½ Zoll (ca. 4 cm) lang
4. 9 Muttern für die Schrauben
5. 1 Tischtennisball ohne Beschriftung oder 2 Bälle, wenn geschrieben ist
6. Dünnes Stück steifer Pappe, etwa 5 x 10 cm (2 x 4 Zoll) oder etwas größer
7. 2 runde, dunkle Aufkleber in der Größe einer Augeniris (ca. 1,2 cm). Ich habe braune Zierknöpfe mit Schraubkopf verwendet, die zum Abdecken von Schrauben in Möbeln gedacht sind
8. 1 roter Pferdeschwanzhalter
9. Roter Faden im gleichen Farbton wie der Pferdeschwanzhalter
10. 2 Büroklammern
11. Etwa 10 cm durchsichtiges Klebeband
12. Spitzzange

13. Schraubendreher für die Bolzen

Schritt 1: Befestigen Sie die Schrauben an der Wandplatte

Stecken Sie 1 Schraube durch das Loch zwischen den „Ösen“und befestigen Sie sie mit einer Mutter. Eine zweite Nuss wird benötigt, mit einem Abstand von ⅝ Zoll (1,6 cm) zwischen den Nuss, um Platz für die ½ Pingpongbälle zu lassen.

Drehen Sie eine Mutter auf jede der anderen 2 Schrauben und stecken Sie sie durch die anderen 2 Löcher in der Wandplatte. Befestigen Sie an jeder dieser Schrauben eine weitere Mutter, wie auf dem Foto gezeigt. Der Raum zwischen dem Schraubenkopf und der Mutter an der Vorderseite der Wandplatte ist gerade breit genug, um den Pferdeschwanzhalter aufzunehmen.

Schritt 2: Machen Sie den vorderen Stand

Suchen Sie die erforderlichen Elemente im EV3-Set gemäß dem Foto und befestigen Sie sie wie abgebildet aneinander und an der Wandplatte.

Schritt 3: Befestigen Sie den Motor

Suchen Sie wieder die Elemente im EV3-Set (erstes Foto) und befestigen Sie sie wie auf dem zweiten Foto gezeigt. Der Motor wird an der Wandplattenbaugruppe befestigt, wie im dritten Foto gezeigt. Das Loch der Motorwelle fluchtet mit dem rechteckigen Loch in der Wandplatte.

Schritt 4: Befestigen Sie die Augen

Schneiden Sie den Tischtennisball nach Möglichkeit entlang der Naht in zwei Hälften. Ich benutzte ein Gebrauchsmesser für einen Teil des Schnitts und eine kleine Schere, um es zu beenden.

Kleben Sie die runden Aufkleber mittig auf die Innenseite der Tischtennisballhälften.

Legen Sie den Karton wie auf dem Foto gezeigt auf die Wandplatte und befestigen Sie die ½ Pingpongbälle mit durchsichtigem Klebeband am schwarzen LEGO Element.

Schritt 5: Machen Sie die Lippen

Biegen Sie eine der Büroklammern in die unten rechts auf dem ersten Foto gezeigte Form. Dies passt in das Wellenloch des Motors und bewegt die Lippen, wenn sich der Motor dreht.

Biegen Sie die innere Schlaufe der anderen Büroklammer zur Seite und drehen Sie damit den Motor in die richtige Ausrichtung, so dass die erste Büroklammer horizontal passt, wie auf dem zweiten Foto gezeigt. Es dreht sich nicht leicht und neigt dann zum Überschwingen.

Meine Pferdeschwanzhalter sind einfach etwas zu groß und die „Lippen“sind nicht geschlossen, wenn sie auf das „Gesicht“gelegt werden. Ich habe den roten Faden verwendet, um 2 Schlaufen mit einem Durchmesser von etwa 1 cm zu machen. Es hilft, einen runden Gegenstand wie einen Stift mit dem richtigen Durchmesser zu haben. Schieben Sie die Fadenschlaufen auf die Enden des Pferdeschwanzhalters, etwa 1 cm vom Ende entfernt. Schieben Sie den Pferdeschwanzhalter auf die Schrauben, wie im dritten Foto gezeigt.

Schritt 6: Machen Sie den hinteren Stand

Suchen Sie die Elemente im EV3-Set (erstes Foto) und befestigen Sie sie wie abgebildet. Dieser hintere Ständer passt auf die Rückseite der Wandplattenbaugruppe, wie auf dem dritten Foto gezeigt. Es gibt nur einen Ort, wo es passt.

Schritt 7: Machen Sie die "Haare"

Für eine Seite des „Haares“werden mehrere EV3-Elemente benötigt, wie auf dem ersten Foto gezeigt. Der graue Stecker ist 2 3/16 Zoll (5,5 cm) lang. Sie sind wie auf dem zweiten Foto gezeigt angebracht.

Die andere Seite des „Haares“ist ein Spiegelbild der ersten Seite, hat jedoch 3 statt 4 Elemente oben und so wird ein kürzerer (1 ⅞ Zoll oder 4,7 cm) schwarzer Stecker anstelle des grauen Steckers verwendet. Das erste Foto ist eine Anleitung, welche Elemente benötigt werden.

Zusätzliche EV3-Elemente werden benötigt, wie in der Mitte des dritten Fotos gezeigt, und sie werden alle wie auf dem vierten Foto gezeigt angebracht. Dies ist nicht so schwierig, wie es scheinen mag, aber es ist wichtig, sich die Fotos genau anzusehen.

Schritt 8: Befestigen Sie das "Haar"

Das „Haar“haftet am schwarzen Element hinter den Augen. Der Bolzen passt in das mittlere Loch des grauen Elements.

Schritt 9: Entwickeln Sie das Programm

LEGO Mindstorms verfügt über eine sehr praktische, symbolbasierte Programmiermethode. Blöcke werden am unteren Rand des Bildschirms angezeigt und können per Drag-and-Drop in das Programmierfenster gezogen werden, um ein Programm zu erstellen. Der Screenshot oben zeigt das EV3-Fenster beim ersten Start eines Projekts. Der Projektname wird beim ersten Speichern eines Programms vergeben.

Das Programm lässt Mr. Wallplate mit einer Person interagieren, die mit ihm spricht. Die Antworten sind geskriptet. Hier kommt keine künstliche Intelligenz oder Deep Learning zum Einsatz.

Jede Interaktion besteht aus drei Blöcken:

1. Ein Warteblock (in der orangefarbenen Kategorie Flow Control) gibt einer Person Zeit, einen Kommentar abzugeben.

2. Ein Geräuschblock (in der grünen Kategorie Aktion) macht Wörter oder Geräusche. Die Option ganz rechts im Block ist auf „1“(Einmal spielen) gesetzt, damit der nächste Block (der Motorblock) sofort beginnt. Der Motor dreht sich also während der Tonerzeugung. Die einzige Ausnahme ist der vorletzte Block, der in der Option ganz rechts „0“(Auf Abschluss warten) hat.

3. Ein mittlerer motorischer Block (in der grünen Kategorie Aktion) bewegt die Lippen, eine halbe Umdrehung für jede von Mr. Wallplate gesprochene Silbe. Die Power-Option ist auf 48 eingestellt, um die Lippenbewegung mit dem Sprechen von Mr. Wallplate zu synchronisieren.

Ich konnte nicht herausfinden, wie ich das Herunterladen des Programms für Sie einrichten kann, und zeige daher unten eine Liste der Blöcke. Es sollte nicht viel Zeit in Anspruch nehmen, das Programm zu entwickeln und/oder an Ihre Bedürfnisse anzupassen. Wie immer ist es eine gute Idee, das Programm bei der Entwicklung regelmäßig zu speichern.

1. Der Startblock ist automatisch vorhanden, wenn ein Programm entwickelt wird.
2. Warteblock wartet 3 Sekunden. Die Person sagt "Hallo, Mr. Wallplate".
3. Soundblock sagt: „Hallo“.
4. Mittlerer Motorblock dreht den Motor um 1 Umdrehung, wodurch die Lippen zweimal geöffnet werden.
5. Der Warteblock wartet 1,5 Sekunden und die Person sagt: "Wie geht es Ihnen?"
6. Sound Block sagt: „Fantastisch“.
7. Mittlerer Motorblock dreht den Motor 1,5 Umdrehungen, wodurch die Lippen dreimal geöffnet werden.
8. Warteblock wartet 2 Sekunden und die Person sagt: "Du siehst gut aus."
9. Soundblock sagt: „Danke“.
10. Mittlerer Motorblock dreht den Motor um 1 Umdrehung, wodurch die Lippen zweimal geöffnet werden.
11. Sound Block erzeugt einen „Blip 2“-Sound.
12. Warteblock wartet 3 Sekunden und die Person sagt: "Wie viele Finger?" während Sie 4 Finger vor Mr. Wallplate halten.
13. Soundblock sagt: „Vier“.
14. Mittlerer Motorblock dreht den Motor um 0,5 Umdrehungen, wodurch die Lippen einmal geöffnet werden.
15. Der Warteblock wartet 3 Sekunden und die Person sagt: „Haben Sie Haustiere?“
16. Soundblock sagt: „Ja“.
17. Mittlerer Motorblock dreht den Motor um 0,5 Umdrehungen, wodurch die Lippen einmal geöffnet werden.
18. Warteblock wartet 0,5 Sekunden.
19. Sound Block macht einen Elefantenruf.
20. Der Warteblock wartet 3 Sekunden und die Person sagt: "Ein Elefant?"
21. Soundblock lacht.
22. Mittlerer Motorblock dreht den Motor um 0,25 Umdrehungen, wodurch die Lippen geöffnet werden.
23. Warteblock wartet 1 Sekunde.
24. Mittlerer Motorblock dreht den Motor um 0,25 Umdrehungen, wodurch die Lippen geschlossen werden.
25. Warteblock wartet 3 Sekunden und die Person sagt: "Okay, wir sehen uns irgendwann wieder."
26. Soundblock sagt: „Auf Wiedersehen“.
27. Mittlerer Motorblock dreht den Motor um 1 Umdrehung, wodurch die Lippen zweimal geöffnet werden.
28. Sound Block erzeugt einen Ausschaltton. Dies ist der einzige Soundblock, der in der Option ganz rechts „0“(Auf Abschluss warten) hat.
29. Programmblock stoppen (in der blauen Gruppe Erweitert) stoppt das Programm.

Schritt 10: Verbinden Sie den EV3-Stein mit der Mr. Wallplate

Verwenden Sie eines der Flachkabel aus dem EV3-Set, um den Motor an Port A des EV3-Steins anzuschließen.

Schritt 11: Laden Sie das Programm auf den EV3-Stein herunter

Der EV3-Stein kann entweder über ein USB-Kabel, Wi-Fi oder Bluetooth mit dem Computer verbunden werden. Wenn es angeschlossen und eingeschaltet ist, wird dies in einem kleinen Fenster in der unteren rechten Ecke des EV3-Fensters auf dem Computer angezeigt. Der Text „EV3“ganz rechts wird rot. Wenn Sie auf das entsprechende Symbol unter diesem „EV3“klicken, wird das Programm auf den EV3-Stein heruntergeladen und sofort ausgeführt.

Nach dem Download kann der EV3-Stein vom Computer getrennt und das Programm auf dem EV3-Stein gestartet werden

Schritt 12: Zukünftige Verbesserungen

Wenn es die Zeit erlaubt, denke ich daran, den Kopf zu drehen, um einer Person zu folgen, die sich im Raum bewegt. Dies würde eine Basis benötigen, um einen Motor zu halten, um den Kopf zu drehen, und einen Motor und einen Ultraschallsensor, um die Person zu lokalisieren.

Dies war ein lustiges Projekt. Ich hoffe, Sie finden es auch interessant.