2012年12月30日日曜日

Robot Brothers and motion teacher

My robot brothers and motion teacher(center) are here!

These robots use Raspberry PI as robot controllers.
Brothers
Older son.  4 legged robot (1/2 scale prototype)
The second son.  Wheel robot (testing machine)
Robot Distributed Cooperative System (RDCS)
&
4 Dimension Space Database (4DS)

Service Server

peace!

2012年12月20日木曜日

New 10 Raspberry Pis

I had waited for three months.
I received ten Raspberry Pis.
 \(^o^)/
I'll use these rapis for robot developing.


But security seal of three Raspberry Pis are torn.
 (>_<)

Peace!

2012年12月16日日曜日

A new wheel robot (testing machine) & New Algorithm

Today I assembled a new wheel robot.
This robot is used  to debug functions of RDCS.
These functions are Moving Control, Space Recognizing Service, Motion Planning Service and more.

This robot don't use a Xtion for 'Space Recognizing'.
I developed a new algorithm of 'Space Recognizing'.
New algorithm use one webcam.


peace!

New Raspberry Pis and Cases

I received 2Raspberry Pis and 3 cases.
I had been waited for 20 weeks.
But....
2 Rapis I received are "Made in China".
Why?
Not UK   ?(>_<)?
I think Rs is not very precise.

peace!

2012年11月15日木曜日

Moving Control Flowchart and Moving Mode of 4 legged robot

The below figure is a flowchart of moving control.
Moving control is able to call as a 'Moving Control Service'.
This flowchart is a part of RDCS.




My 4 legged robot has 5 moving modes.

(1) On board mode
    This mode is to move mounting a harvesting machine and other working machines.
    An importance function of this mode is to move with keeping machines in a horizontal position.
(2) Walking mode
    This mode is to walk  with  loading a  package(20Kg).
(3) Traction mode
    This mode is to tractor other robot and carts.
        sample --> http://robot009.blogspot.jp/2012/10/prototype-robot-movie.html
(4) Climb and down stairs mode
    This mode is to climb up stairs and to down stairs with a light load package
(5) ike-ike mode
    This mode is to accomplish on the irregular ground.

My 4 legged robot automatically adjust its moving  mode to the situation.

I have built up a prototype robot to validate the above functions.
At the result, I've found many issues, improvements and bugs, so I'm improving away off.
On the other hand, I feel increasingly confident that RDCS is  beneficial.
(RDCS is a robot development platform.)


"Requester"  is " upper level programs or services of RDCS.
"RDCS Servicer"  is common functions of RDCS such as "4D Space Database",  Space recognition", "Obstruction Detection" and other functions.

RDCS: Robot Distributed Cooperative System
             --> http://robot009.blogspot.jp/2012/09/update-rdcs.html

私が開発している4脚 歩行 ロボットは5つの移動モードを持っています。
農作業の様々場面で、活動する為にはこれらの複数のモードが必要です。
私のロボットは、分散コンピューティングの考え方を基本にしています。
つまり、計算リソースは、必要に応じて組合わせる事ができます。
下の図は、RDSCのMoving Controlのフローです。
詳しい説明はしませんが、こんな感じです。
開発しながら、Documentを、残さないと大変なことになるので、、、
学者風に説明すれば、かなりの量の論文が書けます。
特に、自己再帰的に、4脚を制御して、路面に合わせて最適な接地位置を選択する
機能なんか、とっても面白い、論文になります。
4脚ロボットは、かなり面白いです。また、応用の範囲が大変広いです。

そのひとつが、Actuatorです。逆に開発しなくてよかったなぁと思います。
しかし、最近は、昼間は本職(農業)で、夕方からロボット開発で、毎晩遅くまでやっています。
でも、すげー楽しいです。
特に、4脚歩行のmotion データの自動作成プログラムや、空間認識プログラムは、錆付いた脳みその、お掃除に最適です。

英語の内容と違った内容になってしまった。まぁ、いいかぁ





By the way, I am a farmer. (*^^)v
This morning, I sprinkled the lactobacillus on the ground of my farm.
I use the lactobacillus to improve the microbial environment of the soil in my farm.
This picture is the shot of  pouring the home fermentation lactobacillus out of the bottle to the water pot. To sprinkle the lactobacillus on the farm, I usually dilute by 1%.



この写真は、自家製の乳酸菌を作物や土に散布する為に、じょうろに移している場面です。
今朝の乳酸菌を、畑に撒く準備をしている時に、写しました。
乳酸菌を定期的に土に散布すると、土壌中の微生物環境を良い状態に保てます。
農業を始めてから乳酸菌を使い、いろいろ効能を検証してきましたが、3年間の経験から言うと、


・乳酸菌を薄めるときには、直接水道水を使わない。
 塩素が、影響して菌が死にます。
 私は、ビタミンCを使って還元した水道水を使います。


・土中の環境改善に効果がある。
  土中の環境改善により、病原菌が減り、かつ虫も減ります。
  また、土中の菌が増えるので、根の周りの環境がよくなり、
  結果的には、美味しい野菜になります。
  特に、タマネギには効果絶大です。

・防虫/殺虫効果は、単体利用では期待しないほうが良い。
 確かに、乳酸菌は酸なので、PH4程度に薄めた液は、強酸ですから
 アブラムシなどに若干の効果がありました。しかし、同時に葉面の菌を殺すことにもなります。
 私が、効果のあると認識しているのは、弱酸性にして、アルカリ性のものと、
 交互に散布する方法です。水ナスなどでは、虫がつかなくなります。
 2年続けて、露地栽培で、化学農薬を使わない水ナスを作ることができました。

 最近は、水ナスにつく虫や病原菌に化学農薬が効かないという話を聞きます。農薬で洗い流すように、農薬を丁寧に散布しているそうです。であれば、農薬の本来の意味がありません。
 数十年以上化学農薬を使い続けているので、基本的に農薬を使った営農方法に、害虫のライフ
 サイクルが、お温暖化の環境と相まって、適応しているのかもしれません。
 私も、乳酸菌を薄めた液で、ナスについたアブラムシを洗い流す時もありますが、翌日は、
 ほのかにヨーグルトのにおいがします。(営農1年目です。今は、アブラムシがつかないので
 そのような使い方はしません)

以下は、私の主観的な考えですが、、、、、
 私の方法は、葉面菌と共存できる状態で弱アルカリ性と弱酸性の両方の環境を、
 交互に人工的に発生させて
 「ここはなんか、おかしい卵をうみたくない」と”遺伝子の深いところにある部分に、生理的に感じさせている”のかもしれません。 基本的に、病原菌や虫は、中性の状態を好みます。
化学農薬に対する記憶は、遺伝子の中にはないですから虫は避けないのではないでしょうか?避けなければ、生き残った虫は、耐性を持ってしまうのは、考えられることです。
また、化学農薬の多くは、中性ではないでしょうか?

農薬で洗い流すような撒布方法をするのであれば、ロボットでは無理だと思います。この方法は、葉を一枚一枚洗う為に、高圧で散布する農薬を被ることになります。
しかし、葉面に霧状の散布をするのであれば、ロボット的な作業工程を組み立てることができます。

アブラ虫を寄り付かせない為には、防虫テープが、大変効果を発揮します。
確か、農業試験場の実験報告もあります。
私は、ナスやトマトハウスの周りにも、張っています。
テープで囲まれた内側に虫を捕捉するテープを張り、1週間程度様子を見ると、
テープで囲んだ箇所と、囲んでないところでは、見た目で効果が比較できます。
地上から0.5m、1m、1.5mの間隔で張れば十分です。
風に吹かれて、ユラユラすると、光が乱反射されて、虫が方向感覚を失うそうです。

化学農薬利用のドグマにはまり込んでいる、農業現場です。
ここには、TPPは関係ありません。

ロボットの話から、、、脱線しました。

Peace!

2012年11月9日金曜日

I'm a farmer. v(^o^)/ young daikon & digging taros from Sulawesi

Young Daikon (Japanese radish)


Kurin could smell taros in the ground.
Kurin struggled frantically to dig taros.
Robots can't do same things, because I can't code program of the taro's smell in the ground.

   His face oh........怖い


Peace!

2012年11月1日木曜日

Now status of developing a 4 legged prototype robot

front or back

side

back or front


There are 3 joints in back leg joints and 2 joints in front leg.
The reason is to improve turning capability, climbing stairs and moving on rough terrain.

The structural material is wood.
Because wood is easily-worked.
But production model  will be built up using aluminum(A5052).


     Now considering,,, I think it might be woody robot is good.
     If the junctions of structure are reinforced by  aluminum parts,
     woody material has enough strong material stress, easily-worked,
     eco, low cost, easy purchase and warmth to people.
     (Nov. 3, 2012)


This prototype uses 10 servos.
But production model will use motors to reduce the robot cost.

Xtion is an important part of my space recognizing system.
I realize a space recognizing system using Xtion, lots of visual processing program and space DB.
And I use an IR Distance Measuring Sensor Unit to detect an obstacle  in short range.

As a result,  I've developed  a technology to make a 4 legged robot  that can transport a package ( 20kg). And then the robot production cost is less than $1,000.

Next, I have to develop an actuator for tomato harvesting.
It will ride on the 4 legged robot.



Challenge !!

2012年10月31日水曜日

2012年10月30日火曜日

Design a motion of 4 legged robot


I have designed a motion of 4 legged robot using following document.
This document describes a motion pattern and how to move each legs, heels and body.
I have been testing effective walking of 4 legged robot for a half month.
I have gathered data and wrote the document. And I have  coded the walking program of 4 legged robot.



Peace!

New house & new machine

Kurin is happy.
Because he has a new house.
Now Japan is autumn, It will be winter soon.
I wonder if his house will warm KURIN in winter.

A new cutting machine!
I use this machine to make a robot part.
It can cut materiales at a right angle.
To cut materiales at a right angle is very important to build up robots.
Hitachi  Koki      FC7FSB


Peace!

2012年10月29日月曜日

The Video !! Walking a 4 legged robot. v(^.^)v

Please see a  prototype robot video.
It's a powerful  4 legged robot.


This prototype robot is used for functional verification.
It seem a simple robot, but it have many function.
Space recognition, obstacle detection,  autonomous locomotion,,,,

These function is  on my original robot platform called 'RDCS'.
I will improve these robot function  using  results of prototype robot testing.

By the way, he recognizes  his environment through his eye (xtion).

Peace!

2012年10月27日土曜日

I'm a farmer. v(^o^)/

Young plants.
DAIKON (japanese radish)
cabbage
onion

other young plants
Kurin  (my family)
my teacher of 4 legged robot
peace!

New Machine & Eye

It's new machine for robot developing.

I can make original parts.

New Eye
UCAM-DLE300T
Full HD(1920x1080) webcam
I will use a computer vision part of moving control.

happy!

2012年10月21日日曜日

I'm a farmer. (o^_^o)...

I seeded today.
Onion, broccoli, daikon radish, , ,
and tomatoes for testing of harvesting robot.


happy!

KONG LIVES!

Do you know this badge?

It was about 20 years ago. This badge passed out after an incident at Universal Studios Hollywood.


peace!

2012年10月19日金曜日

Useful robot work bench.


I made a robot work bench yesterday. I could understand it is very useful.
The photo is a scene of test recognizing target.
I can move a Xbox on bench smoothly and easily.


  Peace!

Now status:4 legged robot. New robot bench.


I'm developing a motion realtime generation program for my 4 legged robot.
It's very difficult program for me.  I'd like to develop the program in this week.
I made a robot bench.  When I debug a motion realtime  generation program, i use this bench. It took 4 hours to make this bench.
Now I develop a prototype 4 legged robot. This bench is able to use too, when  i will develop a next robot which work in my farm and greenhouse.


 prototype 4 legged robot 
prototype 4 legged robot (front)

robot bench

robot bench

peace!

2012年10月12日金曜日

A new face

I've developed a forward  obstacle detection system of my prototype robot.
When there are obstacles that can not be over in the range of 30cm front, my robot avoid the obstacles.
ロボットの前面に、障害回避の機能を設置しました。
ロボットの前、30cm程度に存在する、乗り越えられない障害物を回避します。


Agricultural robot will be operated  in outdoor such as 'farm' and  'greenhouse'. Therefore, it is more complex than the robot to work indoors. It require dustproof, waterproof,,,. However, the production cost is $ 2,000. It is a very difficult challenge.
I developed a 1/2 scale prototype robot , and  I'm testing the robot function.
There are many improvements and issues.  (~.~), foo
I have to resolve and advance step by step.

農業ロボットは、農場やハウスなどの野外で運用されます。室内で活動するロボットより複雑です。
例えば、防塵、防滴などが必要になります。それも、2000ドルで開発しなければなりません。難しい挑戦です。1/2スケールの試作機を作りながら、プログラムなどの最終チェックをしています。

I didn't describe how to recognize tomatoes, because it's a new method.
I will explain, when  the test of  recognizing tomatoes will finish.

トマトの認識技術については、これまで書きませんでした。
従来のように、画像処理を中心にした認識技術では有りません。テストが終わった時に説明します。

peace!

2012年10月11日木曜日

Nexus 7 broken! (-.-)...

Today Suddenly,  Nexus 7 don't boot.
Google service said "It's initial failure."
Over one week, I can't develop a image processing software on Nexus 7.
It's shocked.

我慢

2012年10月8日月曜日

A new robot on 4 legs. (prototype)

Now, I'm developing a 4 legs robot. The pictures are a prototype 4 legs robot.
The prototype robot is half size model.
4本脚ロボットを開発しています。写真は、そのプロトタイプです。

30cm ruler in lower side

I grow organic tomatoes in the greenhouse.  And in the greenhouse, an aisle is narrow (40cm) and uneven ground.

 There are several robot moving methods  that are wheels, caterpillar, 4 legs and others. I have considered  which is the best moving method in the 'farm' and 'greenhouse'.
I decided to develop a 4 legs robot, first of all.

私は、化学農薬などを使わないオーガニック トマトを農業ハウスで栽培しています。
ハウス内は、通路も狭く、また平ではありません。

ロボットの移動方法には、車輪、キャタピラー、4本脚、それ以外の方法もあります。
最初に、4本脚のロボットを作る事に決めました。


The selection points are below:
(1) A function of holding on the level ( a height level requirement )
My forming robot have to move on the application which are an actuator, pruner machine,,,
Therefore a robot need to hold these applications on the level in order to exercise their capacities.
A wheel and caterpillar machin are difficult to hold on the level.
But 4 legs moving system is easy to realize  my height level requirement, nothing any other parts.
I'm going to research and to develop for putting into practical use.


peace!

I'm a farmer. (o^_^o)...

It's my tractor.
It's 20 horsepower.
Back of the tractor, greenhouse of tomatos harvesting. My tomatos are organic productions.
Next year, robot will work in greenhouse of tomatos harvesting. 

peace!

2012年10月3日水曜日

Performance testing Xtion on Raspberry Pi
Using a capturing server

Raspberry Pi is a good machine. But it don't have a capacity for 3D processing.  For this test, I use a Raspberry Pi as a capturing service (server).  And MacMini is 3D Processing service and viewing.
My test environment diagram is below.

Raspberry Piは、3D処理をするには性能がたりません。従って、Xtionを使ったcaputuring setverとして使い、空間認識などの処理をMacminiで処理します。そのテストをしました。
テストは、RDCS環境を使いまいた。RDCSは、分散コンピューティングをベースにしたロボットプラットフォームです。その機能を使ってテストをしました。
Micminiでpoint cloud処理をしています。さすがに瞬間的な処理です。


 Capturing Service        3D recognizing service
   Xtion
    Raspberry Pi                Mac MIni
----------------------------------------------------  Coordinator Layer
---------------------------------------------------- (Service Control)
             |                                |
----------------------------------------------------      Cooperative Layer
---------------------------------------------------- (Communication Control)

A performance testing was executed on RDCS.

RDCS is a robot platform based on a distributed computing model.
A lots of robot function (hardware, software) is connected by  "Cooperative Control" and "Coordinator".
"Cooperative Control" is a network communication control.  The control  connects computer , actuator, sensor and other robot device.
"Coordinator" offers robot required software. "Coordinator" integrates a lot robot software on RDCS.

This test flow is :

(1) 3D recognized service requests a data set ( image and depth ) to Capturing service.
(2) Capturing service on Raspberry Pi execute to capture image and depth.
(3) 3D recognized service receive a couple of capturing data.
(4) 3D processing and viewing

RESULT (sec)
(1)      0-1
(2)     8-10 (include the time which is Xtion initialize and terminate)
                   A Capture time is 1-2 sec.
(3)      0-1
(4)      0-1


This result means that a single robot don't have all function in it.
Therefore, it's able to develop a lightweight and low cost robot.
There are a lot of kinds wrok in farm. And my farm is large. Thus I need  a lot of robot. To do that,  I have to develop a low cost and multi-function robot.
My robots are structured by base robot and add-in function in order to realize a multi-function of robot.
And these robots have to been set up by commercialized product and builded  by component-based.

Now I'm developing a core component of robot  using 2 or 3 Raspberry Pi.
A core component of robot is structured by  6 components which are robot platform(RDCS), space recognition, obstacle detection, moving, fail-safe and recovery.
An effectivity of RDCS which I have developed was  confirmed by this testing.


この結果は、1台のロボットに全ての機能を集約しなくても良い事を示しています。
従って、軽量なかつ低価格のロボットを作る事ができます。
ロボットプラットフォーム、障害物検知、通信、移動、フェイルセーフと回復機能を持ったシンプルなロボットを、Raspberry Piを2、3個使って作れば良いと思います。その上に、アクチュエータなどのロボットのパーツを載せればよのではないでしょうか?
私の開発している、RDCSのアーキテクチャーの有効性を確認できました。




                                                     3D point cloud

Peace!