Özünü gəzən robot: 7 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Mən nə etdim?

● Fərqli səthlərdə gəzməyi (irəli getməyi) öyrədə bilən bir bot. Bot, irəli getmək üçün mübarizə aparan 4 'dizsiz' ayağı olan sadə bir məxluqu təsvir edir. Bacakların hər birini yalnız 3 mümkün şəkildə istiqamətləndirə biləcəyini bilir. İndi hərəkət etməyə davam edə biləcəyi ən yaxşı addımları anlamalıdır. Hərəkəti də səthlə sürtünmədən asılı olduğundan, getdiyi hər bir fərqli səth üçün irəli getmək səyini maksimum dərəcədə artırmaq üçün fərqli (mütləq bənzər deyil, çox güman ki, oxşar) addımlar toplusunun olacağına inanırıq.

Nə üçün istifadə olunur?

● Ən yaxşı AI ROBOT üçün gəzinti nümunələrini görselleştirmek üçün istifadə olunur.

Addım 1: axın diaqramı

Burada bütün layihənin bir dökümü. Ümumiyyətlə, robotun mexaniki quruluşlu elektronikası 2 hissədən ibarətdir, digəri isə kompüter üzərində işləyən alqoritm və arduino üzərində işləyən koddur.

Addım 2: KATILDIĞI ƏSAS BİLEŞENLER:

Elektronika

Arduino UNO (!)

Ultrasonik sensor

Servo mühərrikləri

Bluetooth modulu

Kodlaşdırma

Arduino IDE

Teraterm

Jupyter Noutbuku

Q- öyrənmə alqoritmi

Addım 3: MODÜL V1:

Gücləndirici Öyrənmə: ANN (Süni Sinir Şəbəkəsi) istifadə edərək robotumuzu öyrətməyi planlaşdırdıq və iki mümkün üsulla qarşılaşdıq.

Məhdudiyyətlər: Hər ayağın (servo motor) 60, 90 və 120 dərəcə yalnız 3 mümkün mövqe tutması məhdudlaşdırılır. Fərziyyələr: Bot hərəkətinin 4 vəziyyəti təşkil edəcəyini düşünürük (bir vəziyyət dörd servonun hamısının müəyyən bir istiqamətidir), yəni robotun 4 fərqli vəziyyəti olacaq və bunları 4 addım olaraq nəzərdən keçirəcəyik. botun bir qədər irəli gedəcəyi. Bu dövr botun hərəkət etməsi üçün sonsuza qədər təkrarlanacaq.

Ancaq yeganə problem qiymətləndiriləcək təkrarların sayı idi - Hər bir motor üçün 3 mümkün istiqamətimiz var və robotun bir addımda və ya bir vəziyyətdə mövcud ola biləcəyi 3^4 = 81 vəziyyətə gətirən 4 fərqli mühərrik var. Bir kompleks hərəkəti tamamlamaq üçün 4 fərqli addım atmalıyıq ki, bu da bir hərəkət dövrü üçün maksimum effektivlik üçün 81^4 = 43, 046, 721 mümkün birləşmələrin yoxlanılması deməkdir. Fərz edək ki, tək bir dövləti yetişdirmək üçün 5 saniyə çəkir, təhsili başa çatdırmaq üçün 6.8250 il lazımdır!

Addım 4: MODÜL V2:

Q-öyrənmə alqoritmi

Sonlu vəziyyətə malik olan şeyləri öyrətmək və ən qısa yolları tapmaq üçün hazırlanmış erkən möhkəmləndirmə öyrənmə alqoritmi. mənbə:

Alqoritm Riyaziyyatı: Botun daxil ola biləcəyi hər bir addım üçün 81 mümkün vəziyyət var, bu vəziyyətləri 1 -dən 81 -ə qədər ədəd olaraq adlandırırıq və indi bilmək istədiyimiz keçid dəyəridir, yəni robotun mövqeyində dəyişiklik) təsadüfi bir vəziyyətdən s1 başqa bir vəziyyətə s2 keçərkən (s1, s2 bu 81 vəziyyətdən). Bir matris elementinin satır və sütun nömrəsinə uyğun olaraq hərəkət etdiyi məsafənin dəyərinə bərabər olacağı 81 satır və 81 sütundan ibarət bir matris olaraq görə bilərik. Robotun real sözdəki hərəkətindən asılı olaraq bu dəyərlər müsbət və ya mənfi ola bilər. İndi getdiyi məsafənin həmişə pozitiv olduğu dövlətlərin qapalı bir döngəsini tapacağıq, 81^2 = 6561 olan 81x81 matris dəyərlərini qiymətləndirəcəyik, indi bu dəyəri matrisdə saxlamaq üçün 5 saniyə çəksək, 9.1125 saat çəkməklə yalnız bir matris yaratmaq və sonra hərəkət səmərəliliyini artırmaq üçün bir addımlar atmaq asan ola bilər.

Addım 5: QATILAN PROBLEMLƏR -

1. Bəzi vəziyyətlərdə botun hərəkəti çox qeyri -bərabər idi və ultrasəsin sensor dəyərinə təsir edirdi, bot əyilib uzaq bir divardan məsafə götürərdi.
2. Laptopdan ayrılma və arduinonun yenidən başladılması problemi 0 -dan etibarən məşq etməyə məcbur etdi.
3. Robot qatarını 5 saat fasiləsiz izləmək çox dolğun idi.

Addım 6: A1 və A2 MODÜLÜ:

• Mexaniki hissəyə 4 servo bərkidilmiş şassi lövhə daxildir. Ayaqları düzəltmək üçün dondurma çubuqlarından istifadə etdik.
• Əsas vəzifəmiz botun ilkin vəziyyətindən məsafəsini izləməkdir.
• İlk yanaşmamız, girro sensoru istifadə etmək və sürətini və sonrakı mövqeyini çıxarmaq üçün hərəkət edərkən botun sürətlənməsini istifadə etmək idi.
• Problem - Həyata keçirmək üçün çox mürəkkəb olduğu ortaya çıxdı! Alternativ - Botun hərəkətini yalnız 1 ölçü ilə məhdudlaşdırdıq və düz bir qabaqda olan divardan məsafəni ölçmək üçün ultrasəs sensoru istifadə etdik.
• HC05-Bluetooth modulu, təlim müddətində iki addım arasındakı məsafəni PC-yə ötürmək üçün istifadə edildi və məlumatlar matrisdə saxlanıldı.

Addım 7: Videolara keçid:

Körpə addımları:

Təlim çəkilişi:

Demək olar ki, düz:

Rəqs edən robot videosu:

Final Video0: