EZ-Robots JD-Humanoid Robotics Kit

Zapytaj o cenę i dostępnośc na info(@)pronetkrakow.com.pl

JD-Humanoid Robotics Kit
producent: EZ-Robot Inc., Kanada

JD-Humanoid Robotics Kit firmy EZ-Robot to niewielki, programowalny robot humanoidalny przeznaczony przede wszystkim do nauki robotyki, programowania, automatyki i podstaw sztucznej inteligencji. Robot porusza się na dwóch nogach, może wykonywać zaprogramowane gesty i sekwencje ruchów, chodzić, tańczyć, chwytać lekkie przedmioty oraz reagować na obraz i polecenia głosowe. Producent rekomenduje zestaw dla użytkowników od 10. roku życia.

JD jest wyposażony w kamerę, ruchomą głowę, dwie dłonie–chwytaki, programowalne oczy RGB oraz cyfrowe serwomechanizmy z metalowymi przekładniami. Robot jest sterowany przez kontroler EZ-B v4 i komunikuje się z komputerem przez Wi-Fi. Zaawansowane funkcje, takie jak rozpoznawanie obrazu, mowy, obsługa modeli sztucznej inteligencji i wykonywanie skryptów, realizowane są przede wszystkim przez oprogramowanie Synthiam ARC uruchomione na zewnętrznym komputerze.

Zestaw został zaprojektowany jako modułowa platforma edukacyjna. Elementy konstrukcji wykorzystują system EZ-Clip, umożliwiający ich łączenie i wymianę bez konieczności lutowania. Pliki STL części robota są dostępne w ARC, co pozwala drukować elementy zamienne lub tworzyć własne modyfikacje konstrukcji.

Specyfikacja

Model: JD-Humanoid Robotics Kit.
Numer katalogowy producenta: KI-0100.
Rodzaj konstrukcji: dwunożny robot humanoidalny.
Przeznaczenie: edukacja STEM [Science, Technology, Engineering and Mathematics – nauki ścisłe, technologia, inżynieria i matematyka], nauka programowania, robotyka i projekty eksperymentalne.
Zalecany wiek użytkownika: od 10 lat.
Liczba stopni swobody: 16 DOF [Degrees of Freedom – stopni swobody].
Kontroler: EZ-B v4 Smart Robot Controller.
Łączność podstawowa: Wi-Fi.
Możliwa komunikacja alternatywna kontrolera: USB/UART po zastosowaniu odpowiedniego przewodu lub interfejsu.
Liczba obsługiwanych przez kontroler wyjść serwomechanizmów/cyfrowych: 24.
Liczba wejść analogowych ADC [Analog-to-Digital Converter – przetwornik analogowo-cyfrowy]: 8.
Interfejsy komunikacyjne kontrolera: 3 × UART oraz I²C.
Obsługa kamery: tak, dedykowane złącze kamery EZ-Robot.
Obsługa dźwięku: tak, poprzez kontroler i oprogramowanie ARC.
Wbudowana kamera: tak, umieszczona w głowie robota.
Funkcje kamery w ARC: strumieniowanie obrazu, śledzenie obiektów, kolorów, twarzy i ruchu oraz wybrane funkcje rozpoznawania obrazu.
Oczy robota: 18 programowalnych diod RGB.
Ruch głowy: góra–dół oraz lewo–prawo, realizowany przez dwa mikroserwomechanizmy z metalowymi przekładniami.
Elementy wykonawcze: cyfrowe serwomechanizmy HDD [Heavy Duty Digital – cyfrowe serwomechanizmy o podwyższonej wytrzymałości].
Przekładnie serwomechanizmów HDD: metalowe.
Łożyskowanie serwomechanizmów HDD: podwójne łożyska kulkowe.
Moment zatrzymania serwomechanizmu HDD: 19 ± 0,20 kg·cm przy napięciu 7,4 V.
Prędkość serwomechanizmu HDD: 0,22 ± 0,01 sekundy na 60° przy napięciu 7,4 V.
Zakres obrotu serwomechanizmu dźwigniowego: 180°.
Napięcie pracy serwomechanizmów HDD: od 4,8 do 8,4 V.
Prąd podczas pracy serwomechanizmu HDD: około 1400 ± 30 mA przy 7,4 V.
Prąd zatrzymania serwomechanizmu HDD: około 3000 ± 50 mA przy 7,4 V.
Deklarowany zakres temperatury pracy serwomechanizmów: od –10°C do +50°C.
Akumulator: litowo-polimerowy LiPo, 7,4 V, 1300 mAh.
Ładowarka: balanserowa ładowarka do akumulatorów LiPo.
Obsługiwane przez ładowarkę akumulatory: 7,4 V oraz 11,1 V.
Zasilanie ładowarki: zgodne z sieciami 120 V i 240 V przy użyciu dołączonego zasilacza/przewodu.
Wymiary złożonego robota: około 15 × 13 × 33 cm.
Masa robota: około 1,33 kg.
Wymiary opakowania: około 27 × 27 × 16,5 cm.
Masa przesyłki: około 2,27 kg.

Zawartość zestawu
1 × kontroler EZ-B v4 Smart Robot Controller.
1 × głowa robota humanoidalnego z kamerą, diodami RGB i mechanizmem ruchu.
1 × korpus humanoidalny z dwoma serwomechanizmami ramion i miejscem na kontroler oraz akumulator.
6 × serwomechanizm dźwigniowy HDD.
2 × chwytak.
1 × lewa stopa robota.
1 × prawa stopa robota.
1 × akumulator LiPo.
1 × balanserowa ładowarka akumulatora LiPo.
2 × spiralna osłona przewodów o długości 6 cali.
1 × adapter/antena Wi-Fi USB.

Oprogramowanie wymagane do działania

Podstawowym oprogramowaniem jest Synthiam ARC [Autonomous Robot Control – autonomiczne sterowanie robotami].
ARC służy do łączenia się z kontrolerem EZ-B v4, sterowania serwomechanizmami, tworzenia ruchów, obsługi kamery, sensorów, dźwięku oraz wykonywania programów i skryptów.
Dostępne są środowiska programowania o różnym poziomie trudności, między innymi RoboScratch, Blockly, JavaScript i Python.
Dla robota dostępny jest gotowy projekt JD, zawierający konfigurację portów, pozycje robota i przykładowe ruchy.
ARC Free może być używany bezpłatnie do zastosowań osobistych, edukacyjnych i hobbystycznych, ale ma ograniczenia dotyczące liczby funkcji, wtyczek, pozycji ruchu, fraz rozpoznawania mowy i rozdzielczości obrazu.
ARC Pro jest przeznaczony między innymi do zastosowań biznesowych i usuwa większość limitów wersji bezpłatnej.
ARC Runtime jest bezpłatny, ale służy głównie do uruchamiania gotowych projektów i nie umożliwia ich pełnej edycji.
Pełne tworzenie i konfigurowanie projektów jest obecnie przeznaczone przede wszystkim dla systemu Windows.
Na komputerach Mac ARC może być uruchamiany przez Windows zainstalowany w Boot Camp albo w maszynie wirtualnej, np. Parallels lub VMware.
Dostępne są również mobilne sposoby sterowania robotem, jednak nie zastępują one pełnego środowiska ARC na komputerze w bardziej zaawansowanych projektach.

Zalety

Modułowa budowa umożliwiająca stosunkowo szybki montaż, demontaż i przebudowę robota.
Brak konieczności lutowania przy standardowym montażu zestawu.
Rzeczywista konstrukcja humanoidalna z dwunożnym chodem i 16 stopniami swobody.
Cyfrowe serwomechanizmy z metalowymi przekładniami zapewniające większą odporność niż typowe małe serwomechanizmy plastikowe.
Wbudowana kamera umożliwiająca realizację projektów związanych z rozpoznawaniem i śledzeniem obrazu.
Programowalne oczy RGB pozwalające tworzyć animacje i sygnalizować stan robota.
Dwa chwytaki umożliwiające podnoszenie i przenoszenie lekkich przedmiotów.
Możliwość tworzenia własnych pozycji, gestów, sekwencji ruchu, tańców i sposobów chodzenia.
Oprogramowanie odpowiednie zarówno dla początkujących, jak i użytkowników znających Python lub JavaScript.
Gotowe projekty i ruchy skracające czas potrzebny do pierwszego uruchomienia.
Możliwość rozszerzenia robota o dodatkowe czujniki i urządzenia wykorzystujące porty cyfrowe, analogowe, I²C lub UART.
Dostępność plików STL części konstrukcyjnych ułatwia wykonywanie części zamiennych oraz własnych modyfikacji.
Zestaw może być wykorzystywany podczas zajęć z robotyki, informatyki, automatyki, programowania i interakcji człowiek–robot.

Wady

Robot jest silnie zależny od zewnętrznego komputera i oprogramowania ARC. Kontroler EZ-B v4 odpowiada za sterowanie sprzętem i komunikację, ale bardziej złożona logika, analiza obrazu, rozpoznawanie mowy i większość funkcji sztucznej inteligencji wykonywane są przez komputer.
Pełne środowisko programistyczne jest skoncentrowane na systemie Windows. Użytkownicy macOS muszą korzystać z Windows w maszynie wirtualnej lub w Boot Camp.
Bezpłatna wersja ARC ma ograniczenia, które mogą być zauważalne przy rozbudowanych projektach.
Zastosowanie komercyjne wymaga odpowiedniej wersji i licencji ARC, ponieważ wersja bezpłatna jest przeznaczona do użytku osobistego, hobbystycznego i edukacyjnego.
Rozpoznawanie mowy nie korzysta ze wskazanego w specyfikacji mikrofonu w głowie robota. Standardowy moduł ARC używa domyślnego wejścia audio komputera, dlatego może być potrzebny mikrofon zewnętrzny lub zestaw słuchawkowy.
Serwomechanizmy i przekładnie mogą wymagać okresowej kontroli ustawienia, a robot może wymagać dostrojenia pozycji serwomechanizmów w ARC.
Chodzenie robota zależy od prawidłowego montażu, kalibracji, poziomu naładowania akumulatora i rodzaju powierzchni.
Cena zestawu jest stosunkowo wysoka w porównaniu z prostymi zestawami edukacyjnymi opartymi na Arduino lub micro.

Ograniczenia

JD nie jest autonomicznym robotem wyposażonym w pełnowartościowy komputer pokładowy. Do większości zaawansowanych zastosowań potrzebuje aktywnego połączenia z komputerem uruchamiającym ARC.
W trybie bezpośredniego połączenia Wi-Fi komputer może być połączony z siecią tworzoną przez robota, co może utrudniać jednoczesne korzystanie z Internetu. Do zestawu dołączany jest dodatkowy adapter Wi-Fi USB, który może pomóc w konfiguracji dwóch połączeń.
Zakłócenia Wi-Fi mogą wpływać na stabilność i opóźnienia sterowania.
Spadek napięcia akumulatora podczas jednoczesnej pracy wielu serwomechanizmów może powodować zerwanie połączenia lub restart kontrolera.
Porty zasilające kontrolera EZ-B v4 nie są jednakowo regulowane. Podłączanie dodatkowych sensorów wymaga sprawdzenia ich napięcia, ponieważ napięcie zasilające na części portów może odpowiadać napięciu akumulatora.
Nie należy zasilać standardowych serwomechanizmów EZ-Robot napięciem wyższym niż dopuszczalne dla danego modelu.
Akumulator LiPo wymaga właściwego przechowywania, nadzorowanego ładowania oraz używania ładowarki balanserowej.
Producent nie podaje na stronie zestawu jednoznacznego czasu pracy robota na jednym ładowaniu. Czas ten należy zweryfikować praktycznie dla konkretnego programu i intensywności ruchów.
Nie podano udźwigu kompletnie złożonego robota ani chwytaków. Moment 19 kg·cm jest parametrem pojedynczego serwomechanizmu i nie powinien być interpretowany jako udźwig ręki lub całego robota.
Kamera i chwytaki mają charakter edukacyjny. Nie należy zakładać, że robot zapewnia dokładność, powtarzalność i niezawodność właściwą dla przemysłowych robotów manipulacyjnych.
Funkcje określane przez producenta jako AI [Artificial Intelligence – sztuczna inteligencja] lub machine learning [uczenie maszynowe] zależą od zastosowanych modułów ARC, konfiguracji komputera oraz – w niektórych przypadkach – usług zewnętrznych i dodatkowych subskrypcji.

Wymagania sprzętowe

Komputer z systemem Windows 10 lub nowszym.
Minimum 2 GB pamięci RAM według aktualnych wymagań Synthiam ARC.
Zalecane co najmniej 8 GB pamięci RAM dla bardziej rozbudowanych projektów.
Minimum 500 MB wolnego miejsca na dysku.
Zalecane co najmniej 1 GB wolnego miejsca na dysku.
Karta lub adapter Wi-Fi umożliwiający połączenie z kontrolerem EZ-B v4.
Drugi adapter sieciowy może być przydatny, gdy komputer ma jednocześnie utrzymywać połączenie z robotem i Internetem.
Mikrofon komputera, zestaw słuchawkowy lub mikrofon zewnętrzny, jeżeli projekt ma wykorzystywać rozpoznawanie mowy.
Zewnętrzny mikrofon jest rekomendowany w głośnym pomieszczeniu, ponieważ dźwięki serwomechanizmów i pogłos mogą powodować błędne rozpoznawanie poleceń.
Dostęp do zasilania sieciowego do ładowania akumulatora.
Odpowiednio duża, płaska i stabilna przestrzeń do testowania chodzenia i ruchów robota.
W przypadku komputera Mac: możliwość uruchomienia systemu Windows przez Boot Camp albo zgodne środowisko wirtualizacyjne.
Połączenie z Internetem może być wymagane do pobierania ARC, dodatkowych funkcji, aktualizacji i korzystania z wybranych usług chmurowych.

Ocena produktu

JD-Humanoid Robotics Kit jest interesującą platformą edukacyjną dla szkół, uczelni, laboratoriów dydaktycznych, klubów robotycznych oraz użytkowników indywidualnych, którzy chcą połączyć programowanie z pracą na rzeczywistym robocie humanoidalnym. Jego największą zaletą jest stosunkowo łatwe przejście od prostych programów blokowych do skryptów Python i JavaScript oraz możliwość pracy z ruchem, obrazem, dźwiękiem i dodatkowymi sensorami w jednym środowisku.