Robonova-I firmy HITEC Robotics - Robotest - Karol Duzinkiewicz

Robonova-I firmy HITEC to humanoidalny robot edukacyjny – znanego w branży modelarskiej producenta serwomotorów. Dziś roboty humanoidalne to już nie filmy s-f – to rzeczywistość. Potwierdzają to chociażby takie konstrukcje jak Asimo, czy QRIO. Roboty te potrafią samodzielnie poruszać się na dwóch nogach, wchodzić po schodach, a nawet biegać. Samodzielnie rozpoznają przeszkody oraz wybrane elementy otoczenia.

Muszę przyznać, że roboty humanoidalne zawsze wywoływały u mnie dreszczyk emocji. Od razu na myśl przychodzą mi filmy scence-fiction, które oglądałem przed laty, jeszcze jako młokos. Aż roiło się tam od człekokształtnych maszyn, które poruszały się, mówiły i myślały jak ludzie. Łza się w oku kręci, kiedy wspomnę chociażby C-3PO z „Gwiezdnych wojen”, cyborga Data z serialu „Star Trek: Next Generation”, „RoboCopa” czy „Terminatora”. Zawsze wydawało mi się, że nie dożyję czasów, kiedy takie roboty rzeczywiście zostaną zbudowane. Myślałem, że ludzkie ciało jest zbyt skomplikowane, aby je odtworzyć w sztuczny sposób. Czas miał pokazać jak bardzo się myliłem. Dziś roboty humanoidalne to już nie filmy s-f – to rzeczywistość. Potwierdzają to chociażby takie konstrukcje jak Asimo (Honda Motor Company), czy QRIO (Sony). Roboty te potrafią samodzielnie poruszać się na dwóch nogach, wchodzić po schodach, a nawet biegać. Samodzielnie rozpoznają przeszkody oraz wybrane elementy otoczenia. Wciąż trwają prace nad udoskonaleniem sztucznej inteligencji tego typu maszyn, lecz postęp, jaki dokonał się w tej dziedzinie na przestrzeni ostatniej dekady jest wręcz oszałamiający. Możecie sobie zatem, drodzy Czytelnicy, wyobrazić moją radość, kiedy otrzymałem zadanie zrecenzowania humanoidalnego robota edukacyjnego Robonova-I firmy HITEC – znanego w branży modelarskiej producenta serwomotorów. Od razu zaznaczę, że zabawka ta do najtańszych nie należy – jej najprostsza wersja oznacza wydatek ok. 3000 PLN. Sprawia to, że Robonovę musimy zakwalifikować do kategorii robotów zdecydowanie z wyższej półki cenowej. Kosztuje bowiem ponad dwa razy więcej niż zestaw LEGO Mindstorms NXT i 3 razy więcej niż zestaw Crash-Bobby firmy q-fix. Musimy jednak pamiętać, że za tą cenę otrzymamy monstrum o wysokości ok. 33 cm i rozpiętości ramion ok. 45 cm, które swoimi „zdolnościami motorycznymi” bije wszystko, co widziałem do tej pory o głowę !!!

Zdecydowanie nie jest to mocna strona zestawu. Nie chodzi tu o jego rozmiary - pudełko jest nieduże (42 cm × 26 cm × 12 cm) i całkiem wygodne w przenoszeniu. Dzięki zastosowaniu pomysłowej rączki można nosić je ze sobą jak walizeczkę. Niestety jego wnętrze nie jest już takie praktyczne. Zewnętrzny karton okrywa styropianowe „łupiny”, które skrywają w swoim wnętrzu robota. Atutem styropianu jest jego lekkość i dość dobre tłumienie drgań, przez co możemy być pewni, że naszemu robotowi nie stanie się krzywda, nawet podczas upadku z niewielkiej wysokości. Niestety styropian ma też tendencję do kruszenia się. Biały materiał pod wpływem naszego dotyku szybko też się brudzi, przez co po pewnym okresie użytkowania całość wygląda mało estetycznie. Jednak zdecydowanie największą wadą jest sposób wyjmowania robota z opakowania. Aby to uczynić należy styropianowe wnętrze wysunąć z kartonowej zewnętrznej powłoki, co nie jest sprawą prostą, gdyż obydwie części przylegają do siebie dość ściśle i przyłożenie za dużej siły owocuje albo naderwaniem kartonowego pudełka albo wgnieceniem styropianowej powłoki ochronnej. Styropianowa powłoka składa się z dwóch rozdzielnych części (niejako skrzyni i wieka). Po ich otwarciu naszym oczom ukazuje się robot (lub jego poszczególne części), który dzięki pomysłowemu zaprojektowaniu tego elementu opakowania nie ma szans na przemieszczanie się wewnątrz pudełka. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że robot dostępny jest w dwóch wariantach:

• Wersji do samodzielnego montażu
• Wersji zmontowanej, od razu gotowej do użycia

Ciekawostką jest fakt, że opakowania obu wersji są jednakowe! Projektanci naprawdę się postarali – wykonali je w taki sposób, że można w nich bezpiecznie przenosić zarówno robota w całości jak i rozłożonego na „czynniki pierwsze”. Odpowiednie miejsce wewnątrz opakowania mają też zasilacz, pilot itp.

ZAWARTOŚĆ OPAKOWANIA

Za cenę zestawu otrzymujemy:

• Robota Robonova-I wyposażonego w 16 serwomotorów, aluminiowy szkielet i moduł łączności bezprzewodowej działającej w oparciu o podczerwień
• Akumulator zasilający robota
• Zasilacz/Ładowarkę
• Pilot do zdalnego sterowania
• Kabel do programowania robota
• Instrukcję montażu i obsługi
• Płytę CD z oprogramowaniem służącym do programowania robota

Jako bonus możemy potraktować katalog pozostałych produktów firmy HITEC oraz broszurkę reklamową Robonovy.

ROBOT

Jak już wspomniałem wcześniej, robota możemy kupić w jednej z dwóch wersji. W przypadku wersji do samodzielnego montażu czeka nas wielogodzinna zabawa w składanie konstrukcji i łączenie okablowania (więcej szczegółów w dalszej części recenzji). Jeżeli natomiast zakupiliśmy wersje zmontowaną fabrycznie od razu możemy przystąpić do działania. Muszę przyznać, że gotowy robot prezentuje się naprawdę okazale. Po wyjęciu z pudełka znajduje się w pozycji „w kucki”. Jednak od razu po włączeniu zasilania natychmiast wyprostowuje się, co dla osoby, która po raz pierwszy widzi takie cudo jest nie lada widowiskiem. I tu pierwsza uwaga z mojej strony – przycisk włączenia zasilania jest, moim zdaniem, nieco nieszczęśliwie umiejscowiony. Rozumiem, że projektanci musieli go w pewien sposób ukryć, aby uniknąć przypadkowego wyłączenia robota podczas wykonywania skomplikowanych akrobacji. Uważam jednak, że mogli zastosować jakieś inne rozwiązanie np. odchylaną osłonkę na przycisk lub umiejscowić go z boku robota na wysokości jego „żeber”. Postanowili jednak ukryć przycisk na plecach robota w dość sporym zagłębieniu obudowy. W związku z tym na początku miałem trochę kłopotów ze sprawnym włączaniem i wyłączaniem robota. Jeżeli chodzi o konstrukcję mechaniczną to nie jest ona, wbrew pozorom, zbytnio wyszukana. Na próżno wypatrywać tu sztucznych mięśni, siłowników pneumatycznych lub skomplikowanych mechanizmów przenoszących napęd i wprawiających w ruch członki robota. Cała maszyneria poruszana jest za pomocą 16 serwomotorów cyfrowych. Okazuje się, że jest to rozwiązanie genialne w swojej prostocie. Wykorzystane serwa są urządzeniami pierwszej klasy. Posiadają cyfrowe czujniki położenia (w odróżnieniu od tanich serw z czujnikami potencjometrycznymi), wzmocnione wały napędowe z włókna węglowego, metalowe łożyska kulkowe. Jakość wykonania tych elementów robota jest szczególnie ważna, gdyż determinuje ona jego żywotność. Przy prawidłowym jego wykorzystaniu mało prawdopodobne jest zniszczenie konstrukcji nośnej, elektroniki lub zdalnego sterowania czy spalenie akumulatora. Najbardziej awaryjnym elementem w tego typu urządzeniach są właśnie serwomechanizmy. Dobrze wiedzieć, że te, wykorzystane w przypadku Robonovy, są najwyższej jakości. Wszystkie 16 serw umocowanych jest do metalowej ramy nośnej robota wykonanej z lekkiego stopu aluminium pomalowanego na złocisty kolor. Pamiętajmy jednak, że aluminium jest stopem stosunkowo miękkim w porównaniu np. ze stalą. Nie należy więc poddawać kończyn robota zbyt dużym obciążeniom poprzez wieszanie na nich różnych rzeczy. Nadepnięcie na robota lub jego upadek nawet z niewielkiej wysokości również może się źle skończyć – metalowe elementy konstrukcyjne odegną się i trudno będzie je doprowadzić do pierwotnej postaci. Nie radzę więc pożyczać robota do zabawy młodszemu bratu – nasz gadżet za 3000 PLN nie jest ołowianym żołnierzykiem i szybko może zamienić się w bezwartościową plątaninę metalowych blaszek. Zatem ostrożnie!!! Dzięki zastosowaniu aluminium konstrukcja nośna robota jest bardzo lekka, lecz na tyle wytrzymała, aby mógł on wykonywać ciekawe akrobacje, rodem z gier komputerowych. Zakres jego ruchów również jest imponujący. Robot posiada po 5 silników w każdej z nóg oraz po 3 w każdej z rąk. Jego możliwości motoryczne są dzięki temu bardzo zbliżone do możliwości człowieka. Robot bez problemu kroczy do przodu, do tyłu i na boki. Potrafi też obrócić się w miejscu. To jednak dopiero wierzchołek góry lodowej. Jakież było moje zdumienie, kiedy zobaczyłem jak elegancko bije pokłony, robi „jaskółkę”, wykopy oraz przewroty do przodu i do tyłu. Jednak widząc go wykonującego bezbłędnie „gwiazdę” po prostu zaniemówiłem. Ten robot jest najbardziej „wysportowany” ze wszystkich, które do tej pory miałem okazję oglądać na żywo! Muszę przyznać, że projektanci konstrukcji mechanicznej Robonovy wykonali świetną robotę. Robot jest dobrze wyważony, przez co nie wywraca się łatwo, nawet przy szpagacie czy „jaskółce”. Akumulator, jako najcięższy element został umieszczony na wysokości „bioder” (w tym samym miejscu co środek ciężkości dorosłego człowieka) przez co robot zachowuje się naturalnie w trakcie chodu. Głowa jest nienaturalnie mała i nieruchoma. Pełni jedynie funkcję podpory podczas wykonywania „fikołków”. Umieszczona wewnątrz niej niebieska dioda sygnalizuje stan pracy robota. Na czubku głowy w bezpiecznym zagłębieniu umieszczony jest czujnik podczerwieni, który pozwala na zdalne sterowanie robotem przy pomocy pilota, podobnego do tego, którym obsługujemy telewizor lub odtwarzacz DVD. Sercem robota jest płyta główna wyposażona w mikroprocesor i sterownik serwomotorów. Standardowo jest ona ukryta pod twardą plastikową osłoną, dzięki czemu nic złego nie stanie się jej podczas zabawy z robotem. Z płyty głównej odchodzą przewody sterujące pracą wszystkich 16 serwomotorów. Dodatkowo jest ona wyposażona w złącza umożliwiające podłączenie opcjonalnych akcesoriów np. elektronicznego żyroskopu.

AKUMULATOR I ZASILACZ ROBOTA

Akumulator robota jest przeznaczony specjalnie do użytku z Robonovą. Po jednorazowym zamontowaniu go na robocie nie musimy już go wyjmować do ładowania. Ładowanie akumulatora odbywa się poprzez podłączenie do niego zasilacza sieciowego w odpowiednie złącze na „plecach” robota. Dzięki temu, że kabel zasilacza ma długość 2 m możemy kontynuować zabawę z robotem podłączonym do gniazdka sieciowego. Niestety akumulator robota starcza jedynie na godzinę intensywnej zabawy. To bardzo mało jak na tego typu urządzenie. Pewnym rozwiązaniem jest zabawa z robotem podłączonym do ładowarki, ale nie jest to już to samo. Zdaję sobie sprawę, że pobór prądu dla 16 serw jest na pewno ogromny, ale myślę, że projektanci mogli się bardziej postarać. Na szczęście ładowanie robota trwa również tylko ok. godziny, więc szybko możemy wrócić do zabawy. Zasilacz wyposażony jest w diody kontrolne, dzięki czemu dokładnie wiemy, kiedy ładowanie akumulatora zostało zakończone.

PILOT ZDALNEGO STEROWANIA

Standardowym wyposażeniem robota jest pilot zdalnego sterowania, który umożliwia doskonałą zabawę robotem również na odległość. Sterowanie bezprzewodowe wykorzystuje technologię opartą na podczerwieni. Ważne jest, aby pilot podczas zabawy skierowany był w stronę robota. Najlepiej też trzymać go na pewniej wysokości ponad robotem, aby celować bezpośrednio w odbiornik na czubku głowy. Sam pilot wyposażony jest w 32 przyciski funkcyjne rozmieszczone w kilku grupach. Duży czerwony przycisk w prawym górnym rogu włącza i wyłącza robota. Przyciski P1 oraz P2 umożliwiają uruchomienie zaprogramowanych wcześniej sekwencji ruchów robota o dowolnej długości. Przyciski numeryczne 0-9 oraz * i # mają domyślnie zaprogramowane ruchy robota od najprostszych takich jak ukłon, wykop nogą, uniesienie rąk do góry, przysiad itp. aż do tak skomplikowanych jak „jaskółka” czy przenoszenie ciężaru z nogi na nogę. Poniżej znajduje się 5 przycisków, z których 4 są oznaczone strzałkami w różnych kierunkach, zaś środkowy oznaczony jest kwadratem. Przyciski oznaczone strzałkami są odpowiedzialne za ruch robota do przodu, do tyłu oraz na boki, zaś naciśnięcie przycisku oznaczonego kwadratem nakazuje robotowi przykucnąć lub wstać. Najniżej znajdują się przyciski oznaczone literami alfabetu od A do G oraz innymi symbolami identycznymi z klawiaturą po środku pilota. Te przyciski służą do wykonywania bardziej złożonych sekwencji ruchów np. przewrotów w tył i w przód, czy uniki. Za pomocą trzech z nich robot może też wydawać proste dźwięki. Ogólnie nie mam zastrzeżeń do działania pilota, choć chciałoby się, aby dłuższe przytrzymanie przycisków sterujących ruchem nóg robota powodowało np. płynny chód do przodu. Tymczasem chcąc uzyskać taki efekt należy wielokrotnie wciskać ten sam guzik. To mało wygodne.

KABEL DO PROGRAMOWANIA ROBOTA

Zabawa robotem humanoidalnym, którego ruchem możemy sterować tylko za pomocą pilota szybko by się znudziła gdyby nie możliwość własnoręcznego programowania sekwencji ruchów do późniejszego wykorzystania podczas zabawy. Wyobrażacie sobie Robonovę wykonującą skomplikowanego combosa z waszej ulubionej bijatyki komputerowej lub konsolowej?! Miodzio! Oczywiście możemy zaprogramować dowolną sekwencję ruchów o dowolnej długości. Nasz robot zatańczy dla nas break-dance, zrobi szpagat, kopnie z półobrotu jak Chuck Norris. Pamiętajmy jednak, że Robonova, tak jak człowiek, ma ograniczone możliwości i czasem też się przewraca. Nie może też założyć sobie nogi za głowę – choć to akurat niektórzy ludzie potrafią. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że kabel podłączany jest do komputera poprzez port szeregowy (interfejs RS-232). Tutaj pojawia się problem. O ile większość dzisiejszych komputerów stacjonarnych klasy PC posiada takie porty, to już znalezienie ich w laptopie średniej klasy graniczy z cudem. W erze wszechobecnego interfejsu USB takie dinozaury jak port szeregowy dawno już skazane zostały na wymarcie. Robonova-I nie jest konstrukcją świeżą. Widać to właśnie po takim rozwiązaniu połączenia robota z komputerem. Wszystkim, którzy nie posiadają komputera wyposażonego w port szeregowy pozostaje zaopatrzenie się w przejściówkę RS-USB. Szkoda, że projektanci robota za 3000 PLN nie poszli z duchem czasu. W końcu USB jest standardem od ładnych kilku lat. Kabel do programowania robota ma 2 metry długości, co doskonale ułatwia zabawę z Robonovą. Możemy bez problemu sterować jego pracą za pomocą komputera, wgrywać nowe programy lub sprawdzać stan serwomotorów.

INSTRUKCJA MONTAŻU I OBŁUGI

W zestawie z robotem otrzymujemy angielskojęzyczną instrukcję montażu oraz obsługi. To książka niemała, bo licząca sobie aż 95 stron. Okazuje się jednak, że jeżeli zakupiliśmy robota w wersji zmontowanej, to spokojnie możemy od razu przejść do strony 56. Pierwsze 55 stron zajmuje bowiem szczegółowa instrukcja montażu robota. Pozostała część instrukcji opisuje instalację i obsługę oprogramowania dostępnego na dołączonej płycie CD. W związku z tym, że instrukcja była przygotowywana przez Koreańczyków, sformułowania użyte w niej są niekiedy nieco niezrozumiałe, często niegramatyczne oraz zawierają proste błędy ortograficzne. Jest to jednak częsta cecha tego typu dokumentacji przygotowywanej przez ludzi niebędących wykwalifikowanymi tłumaczami. Mimo wszystko, wspomniane przeze mnie mankamenty, nie stanowią zbytniej przeszkody na drodze do zmontowania robota. O wiele bardziej denerwujący jest styl napisania instrukcji. Miałem wrażenie, że jest ona pisana przez kogoś, kto doskonale zna konstrukcję robota, ale niekoniecznie zdaje sobie sprawę, że Czytelnik widzi go na oczy po raz pierwszy. Instrukcja posiada wiele zdjęć, jednak są one często niezrozumiale podpisane. Wydaje mi się, że twórcy tego elementu zestawu mogli się bardziej postarać.

MONTAŻ ROBOTA

Jak już wspomniałem robot dostępny jest w wersji zmontowanej oraz wersji do samodzielnego montażu. Na polskim rynku różnica w cenie pomiędzy obiema wersjami wynosi 500 PLN (oczywiście wersja do samodzielnego montażu jest tańsza). Mogłoby się wydawać, że łatwo zaoszczędzimy te kilkaset złotych kupując tańszy wariant i montując robota samodzielnie. Radzę jednak dobrze się zastanowić. Montaż robota trwa ok. 8 godzin – przynajmniej teoretycznie. W jego trakcie wkręcimy ponad 200 drobnych śrubek, połączymy ze sobą 38 metalowych elementów konstrukcyjnych oraz podłączymy 16 przewodów sterujących pracą serwomotorów. Nie muszę chyba dodawać, że stopień trudności montażu jest dość wysoki. Kolejność montażu elementów jest niezmiernie istotna, ważne jest rozmieszczenie serw oraz orientacja ich wałów podczas montażu. Często zdarza się tak, że serwa lub elementy konstrukcyjne, które należy zamontować w zupełnie różnych miejscach różnią się od siebie jakimś drobnym szczegółem. Ale biada nam, jeżeli podczas montażu popełnimy błąd – czeka nas żmudne odkręcanie dopiero co połączonych elementów. Na pewno nie polecałbym zadania samodzielnego montażu nikomu, kto nie ma w tego typu sprawach doświadczenia oraz odpowiednich narzędzi (precyzyjne śrubokręty, szczypce oraz pincety). Jeżeli nie jesteśmy w 100% pewni, że uda nam się własnymi siłami poprawnie złożyć tego robota, to radzę wydać kilkaset złotych więcej, aby potem nie żałować wydania 3000 PLN na coś, co nie spełni naszych oczekiwań. Jeżeli nie jesteś pewien, czy byłbyś w stanie sam wykonać takiego robota radzę Ci wejść na stronę producenta (www.hitecrobotics.com) i pobrać dostępną tam on-line elektroniczną wersję instrukcji. Sam ocenisz wtedy czy zadanie to leży w zakresie Twoich możliwości.

ZAWARTOŚĆ CD

Na dołączonej do zestawu płycie CD znajduje się:

• • Elektroniczna wersja instrukcji montażu i obsługi
• • Podręcznik języka roboBASIC
• • Oprogramowanie roboRemocon
• • Oprogramowanie roboBASIC
• • Oprogramowanie roboScript
• • Wzorce programów w języku roboBASIC

Oprogramowanie roboRemocon służy do zdalnego sterowania pracą robota przy pomocy komputera. Oferuje ono praktycznie takie same możliwości co pilot. Dodatkowo możemy za jego pomocą przypisać przyciskom pilota alternatywne funkcje tzn. inne sekwencje ruchów, które stworzyliśmy sami i zapisaliśmy w postaci skryptów przy pomocy programu roboScript.

Program roboScript służy do łatwego tworzenia nowych ruchów robota. Sekwencje składamy z kilku kolejnych położeń kończyn robota, które wpisujemy w kolejnych linijkach skryptu. Całość możemy od razu przetestować na robocie, a potem wykorzystać podpisując sekwencję pod dany przycisk pilota.

Najbardziej zaawansowanym z dostępnych programów jest roboBASIC – kompletne środowisko programistyczne służące do tworzenia, kompilowania i ładowania programów sterujących do pamięci robota. Język, w jakim piszemy do złudzenia przypomina popularny BASIC (stąd nazwa), dlatego miłośnikom tego języka nie powinno sprawić kłopotu zaprogramowanie pracy robota. Tym, którzy wcześniej nie mieli do czynienia z programowaniem lub językiem BASIC polecam dokumentację znajdującą się na CD – wszystko jest tam szczegółowo wyjaśnione. Dodatkowo roboBASIC pozwala na podglądanie aktualnego położenia serw, czyszczenie pamięci robota, itp.

MOŻLIWOŚCI ROZSZERZENIA

Dzięki temu, że płyta główna wyposażona jest w kilka dodatkowych złącz możliwe jest podłączenie do niej opcjonalnych akcesoriów. Należą do nich:

• • Ultradźwiękowy czujnik odległości
• • Cyfrowy żyroskop
• • Odbiornik radiowy RC współpracujący z nadajnikami radiowymi firmy HITEC 
• • Alfanumeryczny wyświetlacz LCD

Musimy jednak pamiętać, że konstrukcja robota w żaden sposób nie uwzględnia zamocowania na obudowie tych urządzeń, dlatego o to jak bezpiecznie i solidnie zamontować je na robocie będziemy musieli martwić się sami.

PODSUMOWANIE

Robonova-I robi piorunujące pierwsze wrażenie. Nie widziałem jeszcze na żywo żadnego robota, który robiłby z taką łatwością „jaskółki”, przewroty w przód i w tył, uniki i wykopy. Już samo patrzenie na Robonovę w akcji jest pasjonujące, a co dopiero samodzielna zabawa. Robot wykonany jest solidnie, jest pomysłowo zaprojektowany i oferuje naprawdę spore możliwości zabawy i nauki. Zabawę z robotem łatwo zacząć poprzez obsługę za pomocą pilota, a potem przejść do bardziej zaawansowanych zadań jak programowanie własnych sekwencji ruchowych.

Niestety cena robota jest bardzo wysoka. Za wersję do samodzielnego montażu zapłacimy 3000 PLN, zaś za wersję zmontowaną o 500 PLN więcej. To sporo. Jeżeli jednak wykonamy podstawowe obliczenia to łatwo zauważymy skąd bierze się ta cena. Pojedynczy serwomotor tej klasy, co wykorzystane w Robonovie, kosztuje ok. $70. To właśnie te elementy stanowią większą cześć ceny robota.

Robonova jest ciekawym robotem, wartym swojej ceny. W tej chwili na polskim rynku nie ma praktycznie żadnej konkurencji. Jedyny robot, który oferuje podobne możliwości to Robosapien firmy WooWee Robotics. Jednak Robosapien jest robotem o wiele mniej zaawansowanym motorycznie i na pewno nie tak zgrabnym. Zatem przed fanami robotyki trudny dylemat – kupić telewizor LCD czy Robonovę? Zanim podejmiesz tę decyzję zastanów się: czy Twój nowy telewizor zrobi „jaskółkę”?

OCENA: