ラベル 4足歩行ロボット の投稿を表示しています。 すべての投稿を表示
ラベル 4足歩行ロボット の投稿を表示しています。 すべての投稿を表示

2013年1月28日月曜日

My robot developing environment

最近、ストレス発散にブログを書く様になってしまいました。とにかく、まったく違う作業をするのは、ストレス発散です。


上の図は、自分の管理用の使っている変な図ですが、、、、

現在、3台のIntel CPUマシンと、8台のRaspberry Pi、Xtion, Kinect, Webcam 、Driver, 沢山のセンサー、サーボそしてモータで開発しています。ぐちゃぐちゃです。
それに、覚える事も多くて、、、、つらい。。。
まずは、システム系の開発と、4足歩行のメカニズム開発を先行させています。(車輪駆動は開発終了しました。あとは実機の組み立てだけです)

僕の場合は、「農作業工程を自動化する」その為に必用な「15万円のトマト収穫機を創り運用する」と言う発想が原点です。それが、全ての悪戦苦闘の始まり。
特に、ロボット開発の効率化を考えて、自分でロボット開発/運用の統合プラットフォームRDCSも作り出したもんだから、もう大変です。
通常は、ROSを使うべきです。でも、こういうのを一から作る事に、無類の喜びを感じてしまうのです。
ただ、RDCSは、ロボットを使った業務運用の統合管理の方の比重が高いので、ROSとはやっぱり大分違うと思います。

上図の下側は、Service Nodeで、比較的高性能なIntel系PCで、画像認識などの処理をロボットからの依頼で実施している。また、4DS(空間DB)などの共通情報もService Nodeで処理をする。課題は、ずばり「トマト認識」と「実時間処理」です。でも、12個/分のトマト収穫の為に必要なService処理は達成できそうですまずは、ロジックがきちんとできれば良いでしょう。今年1年かけて、農場でトマト認識機能は改善します。
ハードは、年々高性能で安くなるのですから、、、、
Android端末も、ArchLinuxでサックと動かしたい。そうしたらもっと楽しいのに、、、、


8台のRaspberry Piは、夜になると怪しく赤く光ります。何かを待つかのように

peace!

2013年1月22日火曜日

Requirements Specification (Tomatos harvesting robot)

今日は、点滴潅水設備の貯水タンクの移動作業の予定でしたが、雨なので中止します。
これまで、ポンプで送水していたのですが、昨年、水頭差(water head deference)を使った潅水を試した所、良い結果が出たので、設備の改良をする事にしました。
理由は、ポンプの燃料費削減と、管理工数の削減。
ポンプと使うと、燃料も必要だし、そばにいる必要がある。でも、水頭差で潅水すると、バルブを捻るだけで、あとは3時間位ゆっくり潅水してくれる。
メリット大です。
一応、水理計算をした所、今の位置から50cm upすれば末端の潅水量が改善できるので、土木工事をする事にしました。多分、これで、2Kgは、やせるぞ。でも、完成祝いで、ビール飲むから、1Kgか。。。
今年は、このポンプを使わないようにする。非常用の設備にします。
点滴潅水設備は、こんな感じ
僕のトマト栽培は、自分で考えた「超高畝栽培法」なので点滴設備が欠かせない。
点滴設置後、右のように紙で覆います。
こういう、作業も全部一人で、ハウス数戸分します。
ハウス奥行き45mです。このハウスは自分で建てました。ビニール張りは専門家にお願いします。
ちなみに、ハウス内は雑草が生えないように、紙や防草シートで全て覆います。
雑草 -> 虫発生 ->  病原菌発生 -> トマト被害
このプロセスをなくします。それでも発生するので、
トマトとトマトの間に、ハーブを植えて、益虫を増やします。
私の本職は、あくまでも、トマト農家です。
こんな感じて、ぽたぽた
最初に考えた、トマト収穫機の要求仕様です。まぁ、超ドラフトです。
こんな、感じではじめて、とっても苦労しながら、意地で開発しています。
こんな事、考えなければ良かった。。。。
でも、innovation起こしてやるぞー!

トマト収穫機の要求仕様 (ver.01)
目的
   トマト栽培作業の8割は定型的な作業である。その作業を自動化する。
   最初に、最も難度の高いトマト収穫ロボット開発を行う。
   この自動化により
   ・労働生産性改革を通じた、収益率向上を目指す。
   ・また、ロボット化により得られる各種データを用いて、品質向上を目指す

開発費
   トマト収穫機のハードウェアの部品代は、10万円以内とする。
   ただし、
   トマト収穫機を搭載して自走するロボットは、別途開発するものとし、
   部品代は、8万円以内とする。
   この自走ロボットは、2輪駆動型と4足歩行型を開発する。

性能
   人と同等の収穫量を目指すが、初期目標は12個/分
ただし、機構としては、それ以上が可能な事

保守性

   ハードウェア部分の保守性を高める為に、市販されている部品で構成する
   電子基盤の作成などは原則行わないもととする。
   ただし、要求価格に対応する市販部品が無い場合には、自作するものとする。

安全性
   安全装置を設け、自動運転中でも機器に触れずに停止できるようにする。
   異常が発生した場合など、暴走や異常な作業をしないように制御する。

順法
   関連法規に従う。

考え方
上記の要求仕様は、多くの相反する項目を含んでいる。特に性能と価格においては、反比例するものであるが、あえて低額の費用を目的に上げている。
現在の農作業支援ロボットは試作レベルの研究が多く、かつ実際に販売されても高額な導入費・保守費が予想される。生産性の低い農業において、高価な設備の導入は難しい。従って、低額で購入/保守ができる事は、必須条件となる。

この解決については、検討の結果次のような方針で対応する事とした。
(1)ソフトウェアは自作する。しかるべき時期にオープンソースとして公開する。
(2)市販の安価な、またグローバルでデファクトな部品を用いてハードウェアを作る
(3)維持費、保守費を最小限にするために、自作できるロボットとする。
(4)価格の高い、ギアードモータは、自作を前提とする。
(5)作業ロボット共通のプラットフォームを開発し、その上に対象とする作業毎の機能部分を追加する方式にし、可能な限り共通部品化を進める。
(6) 構造部材は、ホームセンターで購入可能な物とする。

peace!

2013年1月21日月曜日

Design Philosophy and Concept of my robots

私の4足歩行ロボットのコンセプトモデルです。笑っちゃうでしょ。

”KONG LIVES" このバッチを知っている人は、かなりのKONGマニアだと思います。
Universal Studios Hollywoodで配られたモノです。
その理由は、日本が関係しています。ちょっと悲しい。
普段は、画像認識のテストで使っています。
「自分の仕事を楽にする為に、15万円トマト収穫ロボットを作る!」と決心し、その重要な要素である4足歩行ロボットの開発を決めた後、作ったのがこれです。大事に、飾って、毎日見ています。ロボット開発は、先にデザインを決めました
コンセプトは、「SIMPLE & SMART」、これは私の目指す生き方でもあります。
「ゴテゴテのロボットで御座います。」というのは好きじゃない。
基本は、フレーム形状にして、追加の装置を載せられる様にする。
サンダーバード2号の様に、格納するもよし、フレームのうえに櫓型で載せるのでもよし。作業装置と分けて考えました。
後、全体の形状の比率も試行錯誤しました。用途などを考えて、形状の比率の試行錯誤に結構時間を使いました。もともと設計をしていたので、こだわってしまいました。
ロボットの用途や、載せるものの動き・重さ、搭載し移動する時の重心、使用材料の力学特性などを考え、構造力学の計算もしました。結果的に、搭載する物への要求仕様もつくる事になりました。その結果このロボットの形状比率は、コルビジェの黄金比ではないですが、自分のロボット形状比率として大切にしています。

僕の物創りの経験としては、コンピュータシステムもそうですが、既存機能の寄せ集めの結果として、最終品を考えるのではなく、目的を端的に訴求できるデザインから、それを実現するための機能を考えた方が良いと思います。機能の寄せ集めから最終品を考えると先に設計条件を決めます。それに縛られて後々、つまらない物になります。(作る側の理屈は、顧客を無視し、イノベーションを否定します。)
目的に基づいたデザインを決めると、デザインに合わせて機能も開発しなければならない事も発生します。一見遠回りのようですが、その過程でいろいろな発見があり、本来必要な機能が研ぎすまされ、simpleになり拡張性のある良い物になります。創ると、作るの違いです。

プログラム開発に使っているロボット(2代), ぼろぼろです。木で作っているのは、加工のし易さを優先した為。木材の力学的特性は優れいているので、実機も一部は木材です。実機は4月に公開予定!!
Raspberry Piのメリットは、この様な家の中で開発作業できる小さなロボットを作れる事。
いきなり、実機で開発するより、数段開発生産性が高くなります。
その為にも、構造計算に基づいた形状比率を、
最初に考える事は大切だと、後からつくづく思いました。ラッキーでした。
まだまだプロトタイプは、デザインの様になっていませんが、比率は守っています。

このデザインから、重くて、しかも設置場所の制約を要求する、不細工なノートPCを載せる事は考えませんでした。ロボットのコントローラーは、自分で創るか、産業用のマザーボードを使おうか迷っていました。それでいろいろ探しているうちに、Raspberry Piに出会いました。性能値は低いのですが、コンピュータとして必要な機能は、全て搭載し、カードサイズで、価格が安い。単体の性能が低い分は、分散処理システムで他のサービスで補える様に仕上げれば良いです。その為に考えたのが、「分散コンピューティング環境にロボットの部品を置く」と言うシステムアークテクチャー(RDCS)です。「部品を置く」これが、ミソです。ロボットのコントローラであるRaspberry Piも、部品です。脚も部品です。画像処理プログラムも部品。計測データも部品。何もかもが対等な部品(Object)です。それらを制御するのは、Job Description(JD)だけです。人間とロボットが協調して作業をする為には、共通のJob Descriptionが必要です。このJSをScenario Generator経由でロボットの部品の制御に使います。この考えの元は、約10年前に、企業の知識創造マネジメントを研究していた時に、作ったプロセスデータベースの開発経験です。上場企業約100社、のべ約10,000人以上の方にアンケート・インタビューして作った企業の知識創造マネジメントモデルをベースにした組織活動データベースです。7年前にソフトウェア商品化して、今も多くの企業で使われています。今でも、この大量のアンケート、インタビューよくやったなぁと思うけど。その事業企画を許してくれた会社や、インタービューに応じて下さった企業の方々には、今でも感謝です。しかも、分析サービスとして、お金を頂いてやっていたのです。お客様も、ご自分の会社の知識創造の実体を知りたかったのです。この分野は、大学でも研究している方がいるけど、これだけのデータで研究している人は、世界にもいません。この実績を評価して下さった米国東海岸のTopクラスの大学と共同研究もできました。企業の知識創造(利益の源)はマネジメントできます。ただ、みんなその方法を知らないだけ。)
また、直感的にも、元々のDesign Philosophy & Conceptに対しても、分散アーキテクチャーの方が似合っているように思いました。
Simple & Smartな、ロボット達がワイワイ集まって、トマトを作るなんて、考えただけでも面白そうで、ワクワクしてきます。Toy Storyの世界観です。
同じ目標の元に、人と沢山の自律型のロボットが協調して働く、その環境を作るのがRDCSです。だから働いているロボットの部品もRDCSは、ちゃんと知っている。なぜなら、修理ロボットが部品を持っていかなければならないから。。。
話は変わるけど、Raspberry Piの開発者には、おこられちゃうかもしれないけど、システム開発は性能の低いハードで作った方が良いです。なぜなら、アークテクチャー構造やアルゴリズムを考えなければならないから。それに、それ以下の性能になる事はない訳です。それが、後々、システムの成長を可能とします。また、技術者としても面白いですよ!

実機の組み立てを初めて、まぁいろいろ大変ですし、分散システムのfail safe & recovery機能の実装などでも苦労しましたが、デザインは一切後悔していません。

しかし、開発を突き進めて行くと、さまざまな畝の幅に対応する必要があり、4つの脚の間隔を用途に合わせて自由に変える必要に迫られました。まぁ、その方が合理的なので、4月に導入するバージョンは、4つの脚の位置が自由に変更できます。RDCSでは、4つの脚の間隔を、それぞれ1,000kmにしても制御できます。(そんなもん、誰がするか!)
でも、このようにロボットの形状を自由に考えられるのも、元のデザイン、RDCSの考え方あるからです。それと、Raspberry Piが小さく、軽いからです。

ただ、犬を散歩させる「お散歩ロボット」や、人をサポートするロボットは、比率は変えません。ロボットの重量や強度の最適な形状比率なので。。。。。

しかし野外用の実用ロボットを創るって、本当に大変!!
農業しながら、一人でする事ではないです。
昼は、農家で、夜は技術者。
昼は、植物学で、夜は工学。
昼は、現実で、夜は未来。
昼は、嫁さんニコニコ、夜は金稼げ!
はっきり言って、
脳みそパンクで、分裂状態
睡眠不足で、体力限界
なんで、こんな事しているのだろう?
こんなときは、バナナボートに乗ってはいけません。
くれぐれも真似をしない様に。なんちゃって!

でも、でも、僕の一番の理解者は、嫁さんです。感謝、感謝

Simple & Smart
peace!  (^_^)v

追加
今のソフトウェアは、本当にそれで良いのか私には、大きな疑問があります。
特に、Windows関連のソフトには、疑問だらけです。
高性能なハードに、使いもしない機能満載のOS、使いもしない機能満載のアプリケーション。Vicious Circleそのもの。2、8(ニッパチ)の理論がありますが、もっとひど事になっています。個々の技術が進歩しているように見えて、美意識もなく、全体が退化している。
ビジネスだからしょうがない事は、挿し引いても、全体が退化している。
System Architectの、プロ技術者としての美意識は???

コンピュータを学ぶ、子供達には、個人的に、そのような物は触らせない方が良いと思います。「三つ子の魂、百まで」です。日本のように技術立国を目指す国のコンピュータ教育は、根本的に考える必要があると考えていますし、自分なりに、すこしチャレンジしてみようと思うこの頃です。

大事な事は、
・コンピュータの基本動作の仕組みを正しく知る事
・コンピュータ化する対象を、正確に構造化して分析・体系化する事
・実現するためのアークテクチャーを考える事
・処理のアルゴリズムにこだわる事
そして、最も大切な事は、コンピュータは創造の為の道具であると認識する事

それができれば、システムの目的が正しく設定でき、良いシステムが考えられ、良いプログラムが作れます。
結果として、良いシステムになります。そして、そのシステムを使う人が幸せになります。そして、システムを創った人たちも、創造の意欲と技術が高まります。
このサイクルを実現しなくっちゃ。進歩したとはいえない。

しかし、上記のような問題意識を持つと、今のこの時代に於ける
Raspberry Piの存在意義は、とても大きなものだと思えてきます。

2013年1月19日土曜日

インストール / 設定関連のまとめ(自分用)

This post is a collection of posts to refer when I install  and configure software.

1st Oct. 2013 
HTTP サーバを、monkey よりlighttpd に変更
理由は、cgi系の処理が不安定なため。また、lighttpd関連の資料が多い。
gpasswd -a http root 本来は、設定してはいけない。
ただし、本ロボットシステムは閉じているので、ちょっと、暫定処置として。
基本的には、設定しなくなります。

4th Aug. 2013 
当初のSD-CARDイメージは、primary partition 上にOSイメージを展開していました。
従って、fdiskで、SD-Card全域利用の拡張操作が容易にできました。しかしながら、
新しいSDカード上のOS展開方法では、コマンドライン操作のSD-Card拡張は不可能です。従って、ubuntu の GPartedで拡張を行いました。
その方法を、下記のpostに記載しました。この処理の後に、これまでのpostに記述したようにOS環境構築を行ってください。

Raspberry Pi [実用]入門」 技術評論社刊 読者の方へ
上記 "4 Aug. 2013"のメッセージ内容は、
技術評論社のサポートサイトからダウンロードしたPDFファイル 「Chap 12-13補足」の、
”1.2 Arch Linux の起動とSDカード拡張” の内容に該当します。
下記post内容で、1.2項の処理を行ってください。1.3項 以降は変更ありません
よろしくお願いいたします。

Ubuntu 上のGPartedを使って、SDカード拡張をする方法

-----------------------------------------------------------------------------------------------

1. Design Philosoph and Concept 

(1) Design Philosoph and Concept of may robots
  Design Philosoph and Concept of may robots 設計思想、デザインについて

2. An installation manual (Arch Linux)

(1) ロボット開発用 ArchLinuxインストール(最初から固定IPアドレスなど)
    archlinux-hf-2013-07-22.img

(2) 忘備録用に、詳しく記述したインストール方法
    archlinux-hf-2013-02-11.img
    ウィンドシステムは、LXDE

(3) Old install manual            インストール説明書 (参考まで)

3. Arch Linux system software

(1) ネットワーク設定
  固定IPアドレスを、有線、無線LANに設定する方法 
   wpa_supplicant設定は, 上記(1)ArchLinux インストール(4.2)を参照

(2) ハード設定
  GPU memory size  変更方法

(3) Systemd関連
  systemd    説明 (Arch Linux HP)
  systemctl  コマンド簡易説明

(4) Mac から、Raspberry Pi のX Window Client を使う方法
  SHH Tunnel  X11 Client  (Raspberry Pi)とX11 Server (Mac)

(5) pacman
  Performance up pacman.d/mirrorlist変更

4. Packages for development 

(1) OpenNI2    2.1.0
  Arch Linux on Raspberry Pi :  Build & install

(2) OpenCV
  ArchLinux: pacman -S opencv
      OSX: sudo port install opencv  -> /opt/local/include/opencv2, /opt/local/lib

(2) HTTP Server
  Monkey http server インストール print "Content-Type: text/html\r\n\r\n";
  NginX http server インストール   (今は使っていない)
  Apache 2.4.3  (OSX 10.8.2) インストール


5. Others

(1) pacman error
  下記のエラーメッセージがでた時の対応
  “ error: failed to commit transaction (conflicting files) "
  > pacman -Syuf

(2) Sambaのインストール
    http://robot009.blogspot.jp/2013/08/an-installation-of-samba-on-raspberry.html

(3) Libre Office
  これは、OSXでの話です。writerで、文字入力が大変遅い時の対応というか
  基本的な設定かもしれなし。

  Preferences
        (1) Java
             check out -> java  "use a Java runtime environment"
        (2) Memory
             Undo                                       20-30

             Graphic cache           Libre   128
             per object                               20

peace!
-------------------------------------------------------------------

sudo diskutil unmount /dev/disk2s1
sudo dd bs=1M if=~/Downloads/rapi/archlinux-hf-2012-09-18.img of=/dev/rdisk2
/sbin/ip addr add local 192.168.11.70/24 dev wlan0 label wlan0:1
ip addr add 192.168.1.1/24 brd 192.168.1.255 dev eth1   ip addr show dev eth1
ip addr add 192.168.1.3/24 brd 192.168.1.255 dev eth1 label eth1:0
ip addr del 192.168.1.3 dev eth1
ip addr list   ip route   ip -s link   ifcong netstat ethtool
pacman -S ttf-dejavu ttf-bitstream-vera
find . -name \*.cgi -print0 | xargs -0 grep print /dev/null

ffmpeg -i aa.WMA -ar 16000 aa.wav
./julius/julius -C fast.jconf -input file -charconv EUC-JP UTF-8



[root@alarmpi ~]# dd if=/dev/zero of=/swapfile.img bs=1M count=512
512+0 records in
512+0 records out
536870912 bytes (537 MB) copied, 26.3849 s, 20.3 MB/s

------------------------------------------------------------------
Debian
(1) suto run # runlevel
# insserv
# update-rc.d -f exim4 remove
# update-rc.d exim4 defaults
   update-rc.d: using dependency based boot sequencing  このメッセージは無視
# insserv apache2
# sysv-rc-conf --list

(2) USB truble
libv4l2: error turning on stream: No space left on device
VIDIOC_STREAMON: No space left on device
---> separate USB BUS
lsusb -t
v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-formats
sudo rmmod uvcvideo

sudo modprobe uvcvideo quirks=128

(3) wifi
mac address -> wifi wlanx

------------------------------------------------------------------
dd if=/dev/zero of=/swapfile.img bs=1M count=512; mkswap /swapfile.img; swapon /swapfile.img; cat /proc/swaps
vi /etc/fstab
/swapfile.img none swap sw 0 0
vi /etc/pacman.d/m*
hostnamectl set-hostname rcmp-r13; timedatectl set-timezone Japan; pacman -Syu wpa_supplicant wireless_tools
#edit /boot/config.txt
reboot

##-------------------------------------------------------
## configure network
## PC->target    FTP Tool
#copy   /root/*
#copy   /etc/conf.d
#change /etc/conf.d/network  (change static ip address)
#copy   /etc/wpa_supplicant/wap_sulicant.conf
#copy   /etc/systemd/system/network.service
systemctl disable dhcpcd@eth0.service
systemctl disable dhcpcd;systemctl enable network.service
reboot

##-------------------------------------------------------
ip addr
vi /etc/resolv.conf
pacman -S gcc make cmake pkg-config libtool git python2  glut  doxygen graphviz opencv ttf-bitstream-vera ttf-dejavu fswebcam unzip php opencv-samples eigen2 python2-numpy lighttpd lua51

#copy   /srv/http/*
systemctl enable lighttpd
systemctl start lighttpd
pacman -S lxde xorg-xinit xf86-video-fbdev  leafpad obconf gpicview gedit
mkdir ~/.config
mkdir  ~/.config/openbox
cp /etc/xdg/openbox/menu.xml /etc/xdg/openbox/rc.xml /etc/xdg/openbox/autostart ~/.config/openbox
xinit /usr/bin/lxsession

vi /etc/ssh/sshd_config
AllowTcpForwarding yes
X11Forwarding yes
X11DisplayOffset 10
X11UseLocalhost yes

#copy developping environement

reboot

##-END------------------------------------------------------




2013年1月6日日曜日

What's RDCS?

We're going to release RDCS on April in 2014.

Goal
My goal is an automation of farming. 

Cooperative work with workers and robots
In order to automate many tasks of farming, I need some dozen robots.
But my budget is small. 
I decided to develop low cost robots by myself.  So I use  Raspberry Pis  and cheap outlet devices.
And I thought it was necessary the management system to operate some dozen robots. In addition, it must be a system that can assist in coordinating the work of workers and robots in my farm. I decided to develop the system that support a cooperative work with workers and robots.

 "RDCS" is an abbreviation of ”Robot Distributed cooperative System".
RDCS offers  the cooperative work space which share to work with workers and robots  in their  work-place. Therefore, RDCS manages the  some dozen low cost robots for a farming based on RDCS Work Definition Control.

My most priority of developing RDSC is the Safety of worker.
In the cooperative environment of worker and robots, the Safety of worker is the most important  matter. RDCS realize the Safety environment for worker and robots.
RDCSは、人とロボットが”安全に”協調して働く空間を提供します。その為に、RDCSは、WDCに基づいて多くの低コストロボットを制御します。RDCSにおいては、安全を全てにおいて最優先しています。

RDCS realizes the environment that low cost  robots can use high performance resource on network such as image processing service, space recognizing service and more.
Because of this, low cost robots can have high level functions.
And RDCS offers the integrated control to manage some dozen autonomous robots. 
Also, RDCS provides functions to support a cooperative work between workers and robots.

I understand that  to develop RDCS is very difficult to me.
But I love to create a new technology, because I am an engineer.
Challenge!
I believe that  the creation is the nature of humanity.     v(^o^)v





RDCSは、一連の作業を人と自律型ロボットが協調して行う事をサポートする統合運用管理システムです。もちろん、ロボット開発プラットフォームにもなりますが、元々の発想は運用重視からです。
単体のロボットだけでは、なにもできません。人と多くのロボットが協調して作業できなければ、ロボット導入の意味はありません。こういう、発想の研究がないんですよね。それは、至極当然かもしれません。
私は、組織の知識創造の研究をし、分析・構築メソッドや、知識創造支援システムなどの製品を開発しました。多くの大手企業に導入されて使われています。そのベースになった「組織活動プロセスモデル」を改良した新たなモデルをベースに「作業安全を重視した人とロボットの協調作業プロセス・環境のデザインと、マネジメントシステム」の開発をしています。モデルがなければ、デザインが出来ないし、デザインが出来なければ、PDCAが回せないので、改善できません。PDCAを回して、改善すると言う考え方は、日本の研究機関にはない考え方でしょう。
この様な視点には、学際的なアプローチや、実際のマネジメントの経験が必要となります。
私は、幸いな事に社会科学、経営学、工学、そしてコンピュータの分野を理解しており、かつマネジメントもしていたので、それらの経験が役立っているのだと思います。

ところで、近年の日本のコンピュータサイエンスが、どのような成果を産み出しているのか知りません。しかし、依然、新しいコンピュータ製品、ソフトの大半が海外製である事を考えれば、、、、、、
そして、Raspberry Piの開発動機の一つが、「イギリスのコンピュータ科学の学生の質が落ちたから」と言う事だそうです。日本は、どうなんでしょうか? また、学生だけなのでしょうか?

peace!

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!