只需要400塊不到，就能擁有一個(gè)可編程的AI小機(jī)器人，而且還能用手機(jī)控制？

這就是英特爾實(shí)驗(yàn)室（Intel Lab）最新公布的研究成果OpenBot。

作為一個(gè)小型電動(dòng)汽車，它可以被植入AI目標(biāo)檢測(cè)算法，實(shí)時(shí)跟蹤行人或者目標(biāo)物體。

例如，跟著家里的小朋友出去遛彎：

不僅如此，還能自動(dòng)導(dǎo)航。

像是在辦公室避開障礙物，甚至化身一個(gè)小小的攝像機(jī)，把拍攝到的東西記錄下來(lái)：

而這一切，只需要你自己的手機(jī)，再加上成本總共不到400元的3D打印零件！

下圖是小車需要所有零件，包括3D打印車身、速度傳感器、電池……

據(jù)了解，在這款機(jī)器人研發(fā)出來(lái)之前，傳感器性能較好、設(shè)備配置較先進(jìn)的機(jī)器人，基本需要2000-5000美元的配置；

即使是家用的小型手機(jī)可編程機(jī)器人，配置也需要250美元左右，實(shí)時(shí)傳感的效果還不太好。

研究者們表示，其實(shí)全球超過(guò)40%的人都擁有智能手機(jī)，如果利用上手機(jī)的性能，這個(gè)成本50美元的小機(jī)器人的確不難實(shí)現(xiàn)。

況且，OpenBot的所有程序開源，哪怕是想要自己動(dòng)手配置一個(gè)，似乎也不是問(wèn)題？

下面來(lái)「解剖」一下這個(gè)機(jī)器人。

軟件：兩大功能

1、跟蹤行人：目標(biāo)檢測(cè)算法

事實(shí)上，跟蹤行人的設(shè)計(jì)，采用的是目標(biāo)檢測(cè)SSD算法，配置MobileNet的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架。

MobileNet-SSD目標(biāo)檢測(cè)算法框架的優(yōu)勢(shì)在于，它真的非常小，加上整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，算下來(lái)也就30MB不到。

△ SSD算法的先驗(yàn)框，根據(jù)目標(biāo)形狀選框的形狀

無(wú)論是安裝在手機(jī)上，還是樹莓派上，這個(gè)算法都是移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行AI目標(biāo)檢測(cè)算法的好選擇。

當(dāng)然，目標(biāo)檢測(cè)畢竟只是圖像級(jí)，如果需要達(dá)成跟蹤效果，還需要一個(gè)小算法，使得程序能周期性運(yùn)行，達(dá)到「實(shí)時(shí)檢測(cè)」的效果。

2、自動(dòng)導(dǎo)航：只需要1.3M參數(shù)

事實(shí)上，此前能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航的軟件參數(shù)量達(dá)到了9.1M，而英特爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員將這個(gè)程序的參數(shù)量進(jìn)一步縮小到了1.3M，直接減少了7倍的參數(shù)量。

這個(gè)程序同樣是實(shí)時(shí)的，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，類似于命令行輸入變量的條件模仿學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)「自動(dòng)導(dǎo)航」的駕駛策略。

而且，只需要30分鐘，就能訓(xùn)練好這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。從整體軟件部分來(lái)看，設(shè)計(jì)是這樣的：

在手機(jī)端，采用游戲控制器的接口鏈接小車，這里包括車輛的控制、行駛模式等功能。

當(dāng)然，呈現(xiàn)給用戶的會(huì)是一個(gè)圖像接口，更加容易上手。

此外，它也會(huì)以音頻的形式，將信息反饋給用戶。

至于Arduino端，則實(shí)現(xiàn)如下幾個(gè)功能：PWM動(dòng)力控制、負(fù)責(zé)執(zhí)行指示信號(hào)、測(cè)量輪子速度、監(jiān)控電池電量、以及與手機(jī)端的信號(hào)溝通。

如果對(duì)軟件部分感興趣的話，可以學(xué)習(xí)一下他們的開源算法（文末附項(xiàng)目鏈接）。

硬件：不是樹莓派

事實(shí)上，這個(gè)機(jī)器人最親民的地方在于，只需要通過(guò)手機(jī)，就能控制機(jī)器人。

不僅如此，由于配件簡(jiǎn)單，基本上可以自己動(dòng)手組裝。

當(dāng)然，如果你想要自己制作一個(gè)更好看的車身，用3D打印就行：

而這個(gè)小車的整體硬件電路圖如下，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，連上4個(gè)車輪，2個(gè)LED燈，2個(gè)速度傳感器，而可編程器件則與手機(jī)相連。

也就是說(shuō)，只要在可編程器件上植入相應(yīng)的程序，小車就會(huì)按照你的意愿跑起來(lái)。

當(dāng)然，作者表示，這個(gè)畢竟是更貼近于「家庭裝」的AI機(jī)器人，如果需要更高端的輕量級(jí)嵌入式設(shè)備，樹莓派是個(gè)非常不錯(cuò)的選擇，但不一定能實(shí)現(xiàn)手機(jī)擁有的這么多功能。

如下圖所示，以手機(jī)配置的機(jī)器人除了LiDAR，其他的功能如WiFi、藍(lán)牙連接、相機(jī)都可以使用。

所以，實(shí)現(xiàn)這個(gè)機(jī)器人，最需要的是一部好手機(jī)？

OpenBot的小限制

事實(shí)上，Intel Lab從2018年起就開始研制低成本、高性能的小型移動(dòng)AI機(jī)器人，而剛剛推出的這個(gè)小機(jī)器人，已經(jīng)是第3代了。

從下圖來(lái)看，第3代的AI機(jī)器人，不僅支持5G，而且相機(jī)也從1200萬(wàn)像素增加到了最大10800萬(wàn)像素（也與手機(jī)性能有關(guān)）。

嗯，似乎發(fā)現(xiàn)了什么華點(diǎn)：

沒(méi)錯(cuò)，這個(gè)項(xiàng)目有個(gè)限制，目前只能應(yīng)用于安卓端。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，如果這個(gè)項(xiàng)目比較受歡迎，團(tuán)隊(duì)將會(huì)考慮開發(fā)適配于iPhone的程序。

不過(guò)，由于這是開源項(xiàng)目，所以iOS的開發(fā)人員自己動(dòng)手來(lái)一個(gè)，也未嘗不可（眼神暗示）。

項(xiàng)目鏈接：
https://www.openbot.org/

參考鏈接：
https://towardsdatascience.com/got-50-turn-your-phone-into-a-programmable-robot-bf69d3df1231
https://arxiv.org/pdf/2008.10631.pdf

— 完 —

量子位 QbitAI · 頭條號(hào)簽約

關(guān)注我們，第一時(shí)間獲知前沿科技動(dòng)態(tài)