制造人工智能-机器人需要哪些

大家好，我是小王，是刚加入机器人队的大学生。

有人说搞机器人特别简单，只要画画图，拧拧螺丝，敲敲代码就可以了。

He tui！这么容易，每年能有上百支机器人队伍，花十几万挤破头都拿不到30万奖金吗？

然而，有了我的天才，团队将能够突破技术，粉碎对手，改变历史，创造奇迹，赢得冠军奖杯！

嘿嘿，光想想就有点激动！

不管怎样，先设计一个机器人，让队友们刮目相看！

机器人需要什么？事实上，像人一样，机器人有四肢、神经和大脑，机器人有机械结构、电子控制和算法。

机械方向

# 画图

首先，你必须能够画画。图纸是机械语言，机械工程师通过图纸传达思想。

告别扛着直角尺，卷着A在0纸、铅笔画一天的艰难时代，有高效的绘图软件。

比如SolidWorks绘制三维图纸，用3D机械结构的视图表达：

SolidWorks界面

还有CAXA画二维图纸，从平面角度设置尺寸，规划功能模块。承包加工可能是团队成员)也看二维图纸:

CAXA图纸

画完完成后，必须返工。

以我们队伍贫困的现状，返工需要时间，更不用说加工的钱烧了，怎么向学校说明呢？

机智的我打开了仿真软件，模拟电脑上的运动，看机器人是否会摔倒，机械结构打架，零件弯曲，越走越歪。

正在上传…重新上传取消…重新上传取消

一个模糊的仿真

推荐软件有matlab、ansys和adams。

跑完之后，一切都很顺利。我是个天才！似乎离队伍登上领奖台，拿走金奖杯指日可待！

# 加工实物

为了实践(省钱)，我会自己加工一些零件。

人与动物最大的区别就是人会使用工具，加工离不开工具。

例如，雕刻面的板材用雕刻机，强度低的零件用3D车床铣床也可以加工打印机和硬件。

雕刻机和3D打印机

如果你的团队很富有，你也可以尝试练习，因为你会发现我的大脑被门夹住了，对吧？

俗话说，一举两得，既省钱，又认识自己的不足。

*在加工过程中一定要注意安全。

选择零件材料也很重要，板和板不一样，棒和棒也不一样。

有一次，为了炫富，整个机器人都用了碳板，又黑又酷。结果因为太贵，都拆了。……

其他人依靠学校免费提供3D打印出来，打印出一个机器人，结果墙都碎了……

为什么要说这个？

听着，选择不主要承重、精度要求低的零件PLA选择碳板作为主要承重且可能受到很大冲击的材料。还有很多材料要慢慢学习，举一反三。

PLA材料和碳板

用高压锅煎蛋，用平底锅煮佛跳墙，没有前途。

# 知识掌握

以上技能都是双手的功劳，做机械要靠脑子，不然只能像我一样靠脸吃饭。

机械原理告诉你怎么想，机械设计告诉你怎么画，机械制造告诉你怎么做，也不能少。

假设你想成为一个连杆机构，机械原理帮助你设计机构的简要图纸，安排杆来实现运动；机械设计帮助你完善机构；最后，机械制造指导你加工和组装。

普通人看到这就结束了，优秀的人还有隐藏的分数。

力大无限加分项：能搬设备搬物资搬机器人，锯木板砸钉子做道具……统统加100分！

省钱生活加分项：结构设计简单易加工，加工后不需要返工，可以去淘宝讨价还价……别说什么，你是机械的天选之子！

硬件方向

如果外壳搭好，就要埋线，让机器人能走能跳，简称电控(电子控制)。

# 焊接与布线

焊接电路板不是艺术创作，拿起板子就爆焊，先设计。

第一步，打开Altium Designer软件；第二步，将电阻、电容等元件放在图纸上，然后用线连接；第三步，将图纸扔给工厂加工。

某开源开发板PCB图

负责硬件的学生经常使用绿色或黑色的电路板Altium Designer做的。

# 电路仿真

和机械一样，电路板画完就加工，谁不返工？

电路也可以模拟，一般使用Multisim，可减少原则错误，节省时间和资金，提高发展速度。

电路仿真

# 设备使用

电烙铁，热风枪和拆焊台可以说是电控安身立命的必备技能。当电路板损坏时，可以直接更换块，用它们更换元件。

电烙铁

# 知识掌握

要掌握嵌入式和硬件系统的开发、电路板的设计和布局、开关电源的设计和生产等。

胆大心细加分技能：焊电路板不虚焊，编写程序不手抖，紧要关头不乱阵，只要一出手，bug全没有。

心灵手巧加分技巧：焊接小贴片元件，用镊子精细布线，把机器人当女朋友服务。

嵌入式方向

#编程与调试

通电后，要让机器人听话，还要让单片机传话。

但是单片机不能理解我们的碎念，只能理解二进制的机器代码。

所以，要用Keil编写C语言程序的软件，然后他翻译成机器代码，然后下载到单片机，单片机就会听话。

keil5的开发界面

<> # 其他助攻

代码写到一半丢了怎么办？改到一半，队长说用回上一版怎么办？觉得队友太菜，想偷偷删掉他的代码怎么办？

Git Kraken能帮到你！

某开源项目的版本控制

它是一个专门存代码的云盘，可以把代码回滚到上一个版本，或是与别人的代码融合起来。

以后你是我，我是你，出了bug一起de。

# 配置底层代码

从前，负责嵌入式的队员只能对底层代码一行行地手动配置，等配置完，别的队伍已经比完赛了。

自从CubeMX出现，我就抱着试一试的心态，下载了一个。

没想到，只需要在界面上点来点去，设置参数，就能生成底层的代码。同时还会生成工程文件，非常便利。

CubeMX

现在，我一口气配置十版程序也不喘气，CubeMX改变了我的码农生活。

写完bug程序后，机器人不一定会完全听话，我们还要甩锅给机械调试机器，就用到调试器、示波器和逻辑分析仪。

示波器

# 知识掌握

要掌握PID控制等控制理论、C/C++编程基础、通讯协议（串口，I2C，SPI，CAN）、ADC与DAC、滤波算法和基本调试方法等。

 算法方向 

只能动、不会思考的机器人，是没有灵魂的。

算法，就是给机器人加上大脑，让它能识别会动脑。

# 编写程序

而算法组，产出内容就是代码（bug），他们不是在写bug，就是在解决写出来的bug。

当你看到他们一脸狰狞盯着屏幕时，不要担心，他们只是被自己的bug气到自闭。

他们要学三种编程语言 ：C/C++，Python。

但是最终的程序只有C++。因为训练模型用python更方便，而C和C++很相似，从C转入C++的周期更短。

机器人是一个前人很多行业，他们写了很多封装好的函数在OpenCV（计算机视觉开源函数库），我们直接用就行。

那我不用行不行？人家写好了，你就老老实实用吧！为自己留些时间和金钱，毕竟后面还有大把坑要踩。

写好代码就到了编译，也就是把人能看懂的代码，翻译成机器能看得懂的乱码。

一般用CLion和PyCharm，聪明的同学可以试下MATLAB，或许会有新发现。（试玩留言告诉我好不好用）

编译界面

# 知识掌握

痛恨数学的同学可以先告辞，因为算法需要掌握高等数学、概率论、线性代数、编程基础……

“数学是理工科的根基”，在算法上表现得淋漓尽致，痛彻心扉。

可戳这门课让数百万理科生流泪，可我只想为它鼓掌！感受数学的力量。

知识加分项：了解卡尔曼滤波，最小二乘法并可以用程序实现，数据结构。

这些内容已经远超入门小白，这样的人谁不想要呢？（来了就能马上干活谁不喜欢呢？）

卡尔曼滤波

大神级别加分项：了解机器学习，深度学习原理。

这种人简直是大腿中的大腿！大佬中的巨佬！如果出现在我校，必然要上演一场激烈的抢人大战！

抢人的话术都想好了：“来我们组！我有包含32万张样本的训练集、各种高性能的计算平台！无论GPU还是CPU统统都能满足你！尽情释放人类的天性！”

必要加分项：一头浓密的头发，一颗坚挺的肝，还有强如柯南般的大脑，分分钟疏通逻辑解决bug。

大心脏加分项：不被如洪水般的bug整崩溃，如果崩溃了，也能忍住不砸电脑。

 最后 

我是小王，我终于学会了所有的机器人技术，但我还是没有做好机器人。

因为，一个团队光靠研发是不够的。只有学会管理、互相配合、齐头并进，才能打造最强的机器人战队！

科技界不需要英雄主义，RoboMaster更不需要，学好技术之后，和队友一起创造奇迹吧！

ps. 本文由东北大学 T-DT战队撰写，特此感谢！

pps. 我还囤了大量机器人干货，后台回复干货获取

ppps. 文中部分图片来源于网络。