【學(xué)霸帶節(jié)奏】教你DIY跳舞機(jī)器人

說起阿爾法機(jī)器人，大家應(yīng)該都不陌生，畢竟曾在16年春晚上大秀舞蹈，又在17年為王力宏的“AI愛”MV伴舞。但是你知道舞蹈機(jī)器人究竟是如何工作的嗎？你是否想過自己也可以DIY一個(gè)會跳舞的機(jī)器人呢？本欄目第一期為大家?guī)頃璧臋C(jī)器人DIY攻略，在大神之路上為你助跑。

此次曉宇同學(xué)和他的團(tuán)隊(duì)帶來的是一個(gè)取名叫“小π”的DIY舞蹈機(jī)器人，基本模型如下圖所示，不難看出，取名小π是因?yàn)檫@個(gè)小家伙的基礎(chǔ)模型酷似一個(gè)數(shù)學(xué)中的符號——π。

可能你會覺得小π略顯丑萌，不過自己DIY的機(jī)器人，雖然丑萌在所難免，但也會有諸多優(yōu)勢，包括更高的性價(jià)比，可以實(shí)現(xiàn)多次編程，能夠隨時(shí)加入更多功能……，最重要的是，它完全是我們自己做的昂，還有什么比這更酷炫的嗎~

功能介紹及成品展示

小π可以自己定義使用功能，可玩性很高。小π舞蹈機(jī)器人，不僅能實(shí)現(xiàn)各種動作功能，還具有記錄功能，可以實(shí)現(xiàn)舞蹈動作的DIY，也可以編輯一套電量不足的賣萌動作。以后還會開發(fā)出社區(qū)功能，可以直接在APP上將自己編好的舞蹈動作分享給其他人，與大家分享自己的快樂。小π機(jī)器人還預(yù)留了許多接口，可以用來安裝喇叭播放音樂，安裝超聲波傳感器檢測障礙，安裝溫度傳感器測量溫度等。小π機(jī)器人相對成本較低，大多數(shù)家庭可以負(fù)擔(dān)，孩子們可以通過小π鍛煉動手動腦能力，成人可以通過小π獲得無限的樂趣。

上圖就是小編自己的團(tuán)隊(duì)制作的三個(gè)小π機(jī)器人，所有的小π機(jī)器人都可以根據(jù)手機(jī)、平板或電腦控制跳舞。但三個(gè)機(jī)器人都有屬于自己的定制功能，下面將依次介紹這三款機(jī)器人。

最左邊的狗臉小π機(jī)器人有三根觸須，當(dāng)你摸觸須的時(shí)候，小π機(jī)器人就會做出單腳站立的動作，還會動動腳，和你語音互動，說“再摸我就長不高了”之類萌萌的話。附效果圖一張。

中間的笑臉小π機(jī)器人的眼睛是超聲波探頭，可以通過編寫相應(yīng)的代碼使小π機(jī)器人對人或物體的靠近或遠(yuǎn)離做出相應(yīng)的反應(yīng)。此外，這個(gè)小π機(jī)器人還有音頻藍(lán)牙的功能，可以當(dāng)一個(gè)藍(lán)牙音響用哦。

最右邊的小π機(jī)器人具有變臉的功能，可以通過手機(jī)控制使小π機(jī)器人顯示不同的顏色。下圖是晚上關(guān)燈時(shí)的小π機(jī)器人。

準(zhǔn)備材料

小π舞蹈機(jī)器人造價(jià)在百元左右（批量生產(chǎn)還會低很多），小π機(jī)器人用料明晰：舵機(jī)四個(gè)，藍(lán)牙一個(gè)， arduino核心板兩塊，RGB LED 兩個(gè)，鋰電池一塊，SD卡。主要材料實(shí)物圖如下：

基本架構(gòu)介紹

小π機(jī)器人的系統(tǒng)框圖如下：

本系統(tǒng)主要采用單片機(jī)作為控制核心，用App inventor 軟件制作上位機(jī)界面，用藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)無線通信功能，以手機(jī)模塊作為智能遙控系統(tǒng)。使用者能通過手機(jī)實(shí)現(xiàn)對小π的控制，如前進(jìn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，踮腳等功能，也可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜動作如搖頭、抬腳、晃腿、彈跳等動作；可以通過手機(jī)的重力感應(yīng)輕松實(shí)現(xiàn)對小π的各種動作控制；還可以通過記錄動作功能，實(shí)現(xiàn)一整套動作的連續(xù)實(shí)現(xiàn)，比如跳舞等。

主控單片機(jī)收到數(shù)據(jù)以后先判斷是動作指令還是其他指令。如果是動作指令，直接將指令發(fā)給動作控制單片機(jī)，動作控制單片機(jī)調(diào)用不同的數(shù)組，輸出不同的PWM，使舵機(jī)的轉(zhuǎn)過不同角度，從而實(shí)現(xiàn)各種不同動作。如果是其他指令，比如三色RGB燈的控制，解析出三色的數(shù)據(jù)，輸出不同電壓，實(shí)現(xiàn)臉部變色功能。比如喇叭，可以播放SD卡中的音樂。我們?yōu)槿蘸蟮墓δ軘U(kuò)展留了充足的接口。使用者可以任意添加自己喜歡的模塊。

手機(jī)app部分主要包括三部分功能：實(shí)時(shí)遙控，重力遙控，動作記錄。實(shí)時(shí)遙控功能即按一個(gè)動作，小π完成一個(gè)動作?？梢詫?shí)現(xiàn)較復(fù)雜動作如搖頭、抬腳、晃腿、彈跳等，比如重力遙控功能主要是使用手機(jī)的重力感應(yīng)模塊，可以控制小pai的前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退等簡易動作。動作記錄功能，可以實(shí)現(xiàn)一組動作的記錄?？梢詫?shí)現(xiàn)跳舞等功能，也可以自由擴(kuò)展，達(dá)到意想不到的效果。

手機(jī)遙控、超聲波跟隨避障、led絢彩變臉色、藍(lán)牙音頻對話、觸須撫摸這些功能在我身上應(yīng)有盡有。

想測溫？想報(bào)時(shí)？想……？預(yù)留接口便于功能擴(kuò)展，想怎么玩就怎么玩！

你是否想DIY一個(gè)屬于自己的小π機(jī)器人呢？

曉宇同學(xué)將會在之后每周一的“學(xué)霸帶節(jié)奏”欄目準(zhǔn)時(shí)為大家講解小π機(jī)器人的制作過程，包括硬件電路、軟件及APP、3D打印部分及上位機(jī)這四部分，相信通過這四次課程可以帶大家一步一步打造出屬于自己的小π機(jī)器人。