قایق رباتیک آرامش‌بخش؛ پارو زدن با NVIDIA Jetson و بازوهای PiPER

به گفته hackster

گاهی فشارهای زندگی جمع می‌شوند و ما احساس می‌کنیم که نیاز به فرار از همه‌چیز برای مدتی داریم. هر کسی راه خودش را برای آرامش دارد، اما برای دیو نیوینسکی، بهترین راه برای استراحت، سوار شدن بر یک قایق در یک رودخانه آرام است. با این حال، نیوینسکی قسمت پارو زدن را چندان آرام‌بخش نمی‌یابد. استفاده از موتور می‌توانست کار را آسان‌تر کند، اما به قیمت افزودن سر و صدا به تجربه سرشار از آرامش. مهندس رباتیکی که از استرس رنج می‌برد چه کاری می‌تواند انجام دهد؟
البته، کار ناخوشایند را به ربات‌ها محول کند! نیوینسکی طرحی ریخت تا جفتی از بازوهای رباتیک برای او پارو بزنند. او قبلاً از شرکت Agilex Robotics جفتی از بازوهای ۶ درجه آزادی PiPER داشت که برای این کار مناسب به نظر می‌رسیدند و توانست یک قایق را از یک دوست قرض بگیرد، بنابراین اکثر تجهیزات مورد نیاز آماده بودند. تنها به یک راه‌حل برای نصب این تجهیزات نیاز بود.

راه‌حل نصب باید بسیار سبک وزن باشد، چرا که بازوهای ربات تنها به اندازه کافی قدرت برای پارو زدن داشتند. همچنین باید بدون تغییر در قایق اجرا شود، چون قایق قرضی بود. راه‌حلی که نیوینسکی توسعه داد متشکل از اکستروژن‌های آلومینیومی متصل به قیدهای فشاری بود که از یک طرف قایق به طرف دیگر امتداد داشتند. بازوهای PiPER به ریل‌ها در هر دو طرف قایق متصل شدند.

برای کنترل بازوها، NVIDIA Jetson Orin Nano انتخاب شد. این دستگاه قدرت کافی دارد، اما قیمت آن خصوصاً زیاد نیست، بنابراین در بدترین حالت، نیوینسکی زیاد متضرر نمی‌شد. Jetson با استفاده از یک الگوریتم کنترل مبتنی بر ROS کار می‌کند که بازوها را به مانند چرخ‌ها با رویکرد درایو دیفرانسیل تلقی می‌کند. یک کنترلر بازی ورودی‌ها را تامین می‌کند که به سرعت‌های «چرخ» تبدیل می‌شود.

این سرعت‌ها به یک واسط سخت‌افزار ارسال می‌شوند که محل هر پارو در ضربه خود را محاسبه می‌کند، سپس با استفاده از کینماتیک وارون تعیین می‌کند هر پارو چگونه باید حرکت کند. زوایای مفصل محاسبه شده به هر بازو فرستاده می‌شود.

از آنجایی که نمی‌توان قایق را به یک خروجی برق وصل کرد، یک ایستگاه قدرت BLUETTI AC200L به داخل قایق آورده شد. این ایستگاه می‌تواند ۲ کیلووات انرژی را از طریق خروجی‌های AC و DC تامین کند. این میزان انرژی برای ادامه سفر طولانی قایق کافی است و در صورتی که نیوینسکی به طور تصادفی بیش از حد دور شود، می‌توان آن را از طریق انرژی خورشیدی شارژ کرد.
قایق در یک رودخانه محلی آزمایش شد و به نظر می‌رسید که کارکرد بسیار خوبی دارد. خیلی سریع نبود، اما این انتظار می‌رفت، چرا که بازوهای ربات انتخاب‌شده کمی برای این کار قدرتمند نیستند. با این حال، این موضوع چندان اهمیتی ندارد، چرا که اینجا قایق سرعتی نیست، همه چیز درباره آرامش است.
این پروژه پیچیده‌تر و گران‌تر از بسیاری از پروژه‌هایی است که می‌بینیم، بنابراین شاید شما نتوانید آن را خودتان تکرار کنید. خوشبختانه، شما می‌توانید از طریق دیدن ویدئوی زیر به طور غیرمستقیم از تجربه نیوینسکی لذت ببرید.