Lecture about Hardware projects held at IT Park (Kazan) by Innopolis.

1. H A D A E
TALK
Юрий
Чернушенко
Ваcилий
Артемьев
R W R
1

2. HARDWARE - ЧТО ЭТО?
Любительские Профессиональные Индустриальные
2

3. HARDWARE - ЧТО ЭТО?
Любительские Профессиональные Индустриальные
3

4. ЧЕМУ УЧАТ В CMU
• College of Engineering
• Mechanical Engineering
• Electrical & Computer Engineering
• School of Computer Science
• Robotics Institute
• Computer Science
• Human-Computer Interaction Institute
4

5. КУРСЫ
• Hardware for Software Engineers
• Gadgets, Sensors and Activity Recognition
• Bio-Inspired Robotics
• Robot Autonomy
5

6. HARDWARE FOR
SOFTWARE ENGINEERS
• Основы электроники
• Системы управления
• Обработка сигналов
• Архитектура процессоров
6

7. GADGETS, SENSORS AND ACTIVITY
RECOGNITION
• Программирование и отладка микроконтроллеров
• Электрические цепи и схемы
• Глобальные вычисления (Ubiquitous computing)
• Машинное обучение
7

8. BIO-INSPIRED ROBOTICS
• Материалы и структура
• Сенсоры
• Мышцы
• Передвижение
๏ Земля
๏ Воздух
๏ Вода
8

9. АВТОНОМНЫЕ РОБОТЫ
• Восприятие
• Манипуляции
• Навигация
9

10. MAKER СООБЩЕСТВО
• Культура «Сделай Сам» + Новые технологии +
Open Source
• Технологии:
• Программы для проектирования (CAD)
• Лазерная резка, 3D печать, ЧПУ станки
• Для чего это полезно?
• Быстрое прототипирование
• Персонализация и кастомизация изделий
• Новые возможности для искусства
10

11. ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА
• Журнал Make
– Makezine.com
• Hacker spaces; TechShop
• LaserSaur: open source
лазерный гравер
• Makerbot и open source
3D принтеры
• Thingiverse и похожые сайты
(в России 3DPrintus)
• Crowdsourcing платформы
Kickstarter и Indiegogo
11

12. MAKER FAIR
Dale Dougherty
12

13. MAKERSPACES
HACKERSPACE MAKERSPACE ДРУГОЕ
История: Начинались как место сбора для
программистов. Позже стали добавлять
инструменты работы со схемами и
микроконтроллерами. Потом
инструменты для прототипирования. Стали
предлагать уроки и доступ к оборудованию.
Культура: Помимо людей которые
сфокусированы на создании вещей, есть
люди, которым интересно находить
нестандартные возможности/применение
уже существующим вещам(hacking).
Существуют в основном на пожертвования
резидентов. Часто имеют коллективистскую
модель управления и фокус на open source
сообщество.
Примеры: NYC Resistor (2007), HacDC
(2007), and Noisebridge (2008)
Известные резиденты: MakerBot(3D
принтеры)
История: Термин используется с 2005 года
с момента начала выхода MAKE Magazine.
Культура: Основная цель - дать
возможность всем желающим создать
все что удодно из любых(практически)
материалов. Стараются предоставить
максимальное количество вариантов
ремесел. Обеспечивают наиболее широким
спектром инструментов, которыми могут
пользоваться как профессионалы, так и
любители. Место изначально оснащается
высоковольтным электричеством,
планируется разбивка помещений,
подъезды, вентиляция. Управляется в
основном на бизнес принципах, т.к. есть
большие расходы на электричество и
необходимо обучать резидентов.
Примеры: Artisan’s Asylum, MakerWorks,
Columbus Idea Foundry
Известные резиденты: Pebble(умные
часы), Square(мобильные POS терминалы)
TechShop: Запущен в 2006 как сеть
общедоступных коммерческих
мастерских с высокоточным
промышленным оборудованием.
Работает по схеме оплачиваемого членства.
Предоставляет широкий выбор
оборудования для физических лиц и
компаний. Не данный момент сеть
насчитывает 8 точек (США). Проект
частично финансирует DARPA в рамках
создания диверсифицированного военного
производства и социальной программы для
ветеранов.
FabLab: Сеть мастерских основанная в
2005 как часть MIT Media Lab (на основе
курса в MIT “How to Make (Almost)
Anything”). Принцип работы -
предоставить набор базового
оборудования широкого профиля и
базовые навыки работы.
Распространяется как франшиза от MIT.
Имеет конкретный перечень требований к
помещению, набору оборудования, степени
открытости и минильной цене членства.
Часто сфокусированы на работе с детьми и
управляются некоммерческими
организациями.
13

14. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
• Arduino
• RaspberryPi
• Edisson
• BeagleBone
• …
14

15. RASPBERRY PI - 1
Single-board computer
ОС: Linux
Цель платформы:
• Обучение
• Компьютер
• Проекты
• DIY домашние устройства
Простая интеграция с
периферийными устройствами.
Цена:
Model A, Фев 2012
35$
15

16. RASPBERRY PI - 2
16

17. RASPBERRY PI VS CRAY
Cray 1 - Первый “Суперкомпьютер”
80MHz векторный процессов
(~250 MFLOPS peak)
64MB RAM
5.5 тонн с системой охлаждения
$8.86M in 1976 ($37M сегодня)
Raspberry Pi Model A
700 Mhz ARM процессор (1GHz overclocked)
500 MB RAM
SD карта (8-128GB)
Графический процессор (~24 GFLOPS peak)
Запускает Linux и другие дистрибутивы
I/O: 2xUSB, Ethernet, Audio out
HDMI (up to 1920x1200) and NTSC
composite video
8 GPIO pins (3.3v only), UART (serial),
I2C, SPI
17

18. ARDUINO
• Периферийные
устройства и сенсоры
• Простое IDE
• Популярность
• …
18

19. ARDUINO VS APOLLO
Apollo Guidance
~85KHz (0.085Mhz)
~4K RAM
~72K ROM
ATMega328
16MHz ~200x быстрее
2K RAM ½
32K Flash ½
(но более эффективное использование ресурсов)
19

20. FABRICATION
20

21. ЛАЗЕРНАЯ И ВОДНАЯ РЕЗКА
✓Быстро
✓Точно
✓Дешево
✓Широкий выбор
материалов
x Части только в 2D
(но могут быть
собраны в 3D)
21

22. ДЕШЕВАЯ 3D ПЕЧАТЬ
x Медленная
x Менее
точная
x Более
дорогая
x Ограниченный
набор
материалов
x Иногда
необходимы
поддерживающие
материалы
✓Сложные
3D
структуры!
22

23. ВЫСОКОТОЧНАЯ 3D ПЕЧАТЬ
✓ Точные
✓ Несколько
цветов
✓ Сложные
материалы
x Медленно
x Дорого
23

24. CAD ПРОГРАММЫ
• AutoCAD
• Autodesk Inventor
• SolidWorks
• Google SketchUp
• Blender (open source)
• Alibre/Cubify Design
• SIMI (Sketch It, Make It)
• …
24

25. MAKERSPACE IT ПАРК
VIDEO 25

26. РОБОТОТЕХНИКА
• По применению
• Исследовательские
• Потребительские
• Промышленные
• По среде
26

27. ВОЗДУШНЫЕ
• Мультикоптеры
• Вертолеты
• Самолеты
• Дирижабли
27

28. НАЗЕМНЫЕ
• Ползающие
• Шагающие
• Колесные
• Гусеничные
28

29. ВОДНЫЕ
• Катера
• Подводные лодки
29

30. КОСМИЧЕСКИЕ
• CubeSat
• Захват астероидов
• SpaceX
30

31. Спасибо за внимание!
Записывайтесь на наши мастер-классы
http://bit.ly/hardware_talk
31