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【1110ROS社群開講】如何打造與人一起學習的機器檯燈_鄭凱文

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什麼是智慧檯燈呢?快和凱文一起打造屬於你的智慧檯燈吧!

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【1110ROS社群開講】如何打造與人一起學習的機器檯燈_鄭凱文

  1. 1. 和 ⼈人 ⼀一 起 學 習 的 機 器 檯 燈 K E V I N C H E N G
  2. 2. O P E N S O U R C E
  3. 3. O P E N S O U R C E 注 意 ! 仍 在 建 置 中 !
  4. 4. 關 於 我 • ⼤大學唸物理理,但⼤大三就放棄 • FabAcademy 2016 畢業 • Taipei Hackerspace 有鑰匙的管理理員 • ROS.Taipei 很少管版的版主
  5. 5. 五 歲
  6. 6. ⼆二 ⼗十 ⼆二 歲
  7. 7. Fablab Taipei Hackerspace
  8. 8. 軟 體 硬 體 數 位 製 造
  9. 9. 為 什什 麼 做 紀 錄 這 麼 難 ?
  10. 10. 沒 有 好 ⼯工 具
  11. 11. 2 0 1 4 . 1 2
  12. 12. 時 間 軸 1 0 年年
  13. 13. 2014.12 2024 ?? ??? ????
  14. 14. 機 器 檯 燈
  15. 15. 機 器 檯 燈 會 動 有 知 覺 (視 覺、聽 覺)
  16. 16. 機 器 檯 燈 機 構 演 算 法
  17. 17. 機 器 檯 燈 機 構 演 算 法
  18. 18. 設 計 理理 念念 • 容易易在各個 makerspace 中製造 • ⽬目標使⽤用者剛是 makers • 材料好取得 • 低成本
  19. 19. 機 器 檯 燈 機 構 演 算 法
  20. 20. 演 算 法 電 腦 視 覺 運 動 學語 ⾳音 處 理理
  21. 21. 機 構 演 算 法 電 腦 視 覺 運 動 學 語 ⾳音 處 理理 機 器 學 習
  22. 22. 機 構 演 算 法 電 腦 視 覺 運 動 學 語 ⾳音 處 理理 機 器 學 習
  23. 23. 遇 到 的 問 題 • 運算能⼒力力 • 基礎的⼯工具和套件 • fine-tuning • 準確率
  24. 24. 機 構 演 算 法 電 腦 視 覺 運 動 學 語 ⾳音 處 理理 機 器 學 習
  25. 25. 運 動 學 • 正向、逆向 • 矩陣運算 • 同時要整合視覺辨識? • 可能還會有更更多 input?
  26. 26. 架 構 ? 運 算 ? 電 腦 ? 嵌 入 式 ?
  27. 27. 機 構 演 算 法 電 腦 視 覺 運 動 學 語 ⾳音 處 理理 機 器 學 習
  28. 28. 機 構 電 腦 視 覺 運 動 學 語 ⾳音 處 理理 機 器 學 習 演 算 法
  29. 29. 越 挖 越 ⼤大 坑
  30. 30. Node? Topic? Service? motion planning? . . ros_control?
  31. 31. 沒 有 扎 實 的 程 式 背 景 只 有 殘 弱 的 英 ⽂文 能 ⼒力力
  32. 32. 爬 , 都 爬 , 再 爬
  33. 33. 只 要 有 觀 念念 都 好 爬
  34. 34. input output ⾺馬達⾓角度 ⾺馬達轉動 P W M ? R P M ?
  35. 35. input output 關節⾓角度 ⾺馬達轉動 減 速 ? P W M R P M ?
  36. 36. input output 向前走 ⾺馬達轉動 減 速 ? P W M R P M ? 哪 邊 是 前 ? 哪 顆 ⾺馬 達 ?
  37. 37. input output 跟著⼈人向前走 ⾺馬達轉動 減 速 ? P W M R P M ? 哪 邊 是 前 ? 我 是 誰 ? 我 在 哪 ? 哪 顆 ⾺馬 達 ? 誰 是 ⼈人 ? 要 怎 麼 跟 ? 要 怎 麼 看 ?
  38. 38. 檯 燈 是 不 ⼀一 樣 的 學 習 途 徑
  39. 39. 建 環 境 模 擬 ( 玩 烏 ⿔龜 ) 操 縱 別 ⼈人 做 好 的 機 器 ⼈人
  40. 40. 建 環 境 ⾃自 ⼰己 設 計 機 器 ⼈人 模 擬 ( ? ) 操 縱 ⾃自 ⼰己 做 好 的 機 器 ⼈人
  41. 41. 模 擬 怎 麼 了了 • 檯燈是 closed-loop chain 的四連桿(four-bar linkage)機構 • URDF 內建解析運動的 library 為 KDL,只⽀支援樹狀狀結構 • 多數⼈人不會遇到,所以架構也不會幫你解決
  42. 42. 從 C A D 到 機 器 ⼈人 描 述 檔 • 機器⼈人是在 Fusion 360 畫的 • 關節和連結很多,要怎麼輸出成檔案,讓模擬環境看得 懂我的機器⼈人? • 好險有⼈人做出 plug-in • Fusion 360 https://github.com/syuntoku14/fusion2urdf • SolidWorks http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter
  43. 43. 有 ⼈人 填 坑 不 ⼀一 定 會 平
  44. 44. 可 能 仍 然 凹 凸 不 平
  45. 45. 變 通 辦 法 • 使⽤用 URDF,但不利利⽤用內建的 KDL forward kinematics 去模擬,⾃自⼰己寫 Kinematics! • 不要使⽤用 URDF,改⽤用 SDF 描述機器⼈人,並搭配 Gazebo 模擬,找找有沒有⼯工具(e.g. [Gazebo2Rviz] (http://wiki.ros.org/gazebo2rviz))可以串串回 Rviz。 • 研究 SRDF?
  46. 46. 硬 體 架 構 Raspberry Pi 3 B+ I2C CSI Adafruit 16-Channel 12- bit PWM/Servo HAT 5 servos Raspberry Pi camera v2.1WiFi ComputerWiFi /servo_pwm_pi_listener /raspicam_node/compressed
  47. 47. R O S 架 構 Raspberry Pi 3 B+ master node (servo_pwm_pi_listener) node (raspicam_node) Computer node /servo_pwm_pi_listener /raspicam_node/compressed
  48. 48. input output 桌上有物體 學習後 能辨識物體
  49. 49. 接 下 來來 的 坑 計 畫 • 成功建立模擬環境 • 掃描初次⾒見見到的物體,照片餵入 fine-tuning • 語⾳音控制,加入麥克風 • Reinforcement Learning Kinematics
  50. 50. 更更 多 機 器 學 習 • https://blog.openai.com/robots-that-learn/ • https://medium.freecodecamp.org/an-open-sandbox- for-robot-grasping-cee467a3fabb
  51. 51. 歡 迎 ⼀一 起 學 習 !
  52. 52. Q & A

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