制造面面观，如何打造一个能与人类游戏互动的机器臂？

Arm中国

最新更新时间：2021-09-01 23:04

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不久前，机器人还只是科幻电影中的元素；而现在，我们已然迈入机器人可以和人类交流互动的时代，ARM也与合作伙伴和关键行业领导者紧密合作，确保ARM架构满足最前沿的机器人创新需求。

尽管人类目前还无法使机器人拥有情感，但让它们学会玩复古街机游戏并不是难事。今年的德国纽伦堡嵌入式应用展期间，ARM打造了一个基于ARM技术的交互式技术验证机，将复古游戏打造成真实体验，充分展示ARM技术可以为未来机器人提供的强大计算功能。在这个网球模拟游戏中，参与者不再与“计算机”对打，而是与一个机器人手臂对抗。我们将游戏中的机器人手臂叫做“墨菲”（Murphy，机械战警铁粉一定不陌生），在与玩家竞技时，率先获得3分的一方取胜！

为了实现上述场景，我们需要一个能够“看到”并跟踪球类运动轨迹而且可以实时将球击回台面的系统，有关计算机视觉的测试过程，请看下图演示：

（机械臂末端的摄像头可以跟踪红色球体，机械臂则追踪其运动轨迹。）

How did we do it？

凭借若干基于ARM Cortex-A处理器的单板计算机和基于Cortex-M的微控制器开发板，我们让传统游戏变得栩栩如生。ROS （机器人操作系统）是机器人的大脑，瑞芯（Rockchip）开发的基于四核Cortex-A17 和Mali-T760（MP4）的RK3288 SoC则是系统的运行载体。ROS是一个基于 Linux的机器人软件编写开源框架，可以提供物理建模、映射、导航和公用功能；同时支持通讯基础设施定义，允许组件或“节点”之间（ROS术语）相互交流。

利用ROS，我们可以创建节点并实现下述多项功能：

✦ 识别用户的语音指令。

✦ 向用户发出声音反馈。

✦ 摄像头利用OpenCV（开源计算机视觉功能库）实现球体追踪，并进行图像处理。

✦ 利用逆向运动学，球体的实时位置被转化为机器人的伺服系统值。

✦ 将伺服数据发送至控制板。（基于Cortex-A和Cortex-M的设备被广泛用于机器人硬件制造）

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