Balbina

Balbina – robot społeczny

Konstruktorzy: Adrian Szymański, Przemysław Jankowski, Rafał Skocelas, Bartosz Mackiewicz, Michał Rybczyński, Mateusz Skiba, Bartosz Kolasa

balbina_1Inspiracją dla podjęcia działań w sferze robotów społecznych były dokonania zespołu LIREC działającego przy Politechnice Wrocławskiej, w szczególności roboty Samuel i Roman. Robot Balbina, w przeciwieństwie do wcześniej wymienionych, stanowi pierwszego robota „kobietę” stworzonego na Politechnice Wrocławskiej. W przyszłości przewiduje się przeprowadzenie badań dotyczących odczuć człowieka odnośnie kontaktu z robotem oraz porównanie ich do przeprowadzonych na robotach Samuel i Roman. Cechami szczególnymi robota Balbina będzie wyjątkowa reprezentacja emocji (włosy o zmiennej barwie).
Na projekt głowy robota społecznego Balbina składa się konstrukcja mechaniczna, konstrukcja elektroniczna oraz interfejs użytkownika w postaci aplikacji komputerowej skomunikowanej z częścią sterowniczą robota. Za pomocą tej aplikacji możliwym jest zadanie robotowi wyspecyfikowanych ruchów głowy, posiadającej trzy stopnie swobody, jak także podstawowa reprezentacja emocji w postaci zmiany wyglądu oczu oraz ust zrealizowanych poprzez matryce LED-owe.

Konstrukcja mechaniczna robota
balbina_2Podstawową częścią robota jest jego czarna, prostokątna twarz. Poprzez osadzone w niej matryce LED, na których wyświetlane są oczy i usta, robot może symulować emocje.

Twarz robota osadzona została na posiadającym trzy stopnie swobody kręgosłupie. Skonstruowany jest on z odpowiednio spreparowanych metalowych kątowników. Ruch przegubów zapewniony jest dzięki serwomechanizmom. Wszystko połączone jest śrubami M3.

Kręgosłup zaprojektowany został na wzór ludzkiego, aby ruchy robotycznej głowy wydawały się jak najbardziej naturalne. Pierwszy z przegubów (osadzony najbliżej podstawy) realizuje pochylanie głowy wraz z szyją. Kolejny zapewnia możliwość rozglądania się na boki, a ostatni pochylanie samej głowy.

Cały robot osadzony został na podstawie zapewniającej mu stabilność, a jednocześnie pełniącej rolę obudowy na jego podzespoły elektroniczne. Wykonana ona została z przezroczystej pleksi. Poszczególne elementy połączone zostały kątownikami.

Zasilanie
balbina_4Zasilanie robota „Balbina” składa się z dwóch głównych części – zasilacza oraz dołączanych modułów przetwornic impulsowych o regulowanym napięciu wyjściowym. Budowa modułu zasilania pozwala na łatwe dostosowanie jego konfiguracji do różnych potrzeb, a w szczególności na wykorzystanie go w innych konstrukcjach.

Płytka komunikacyjna/sterownicza
Jako część sterownicza wykorzystana została płytka ewaluacyjna STM32F4-DISCOVERY.

Komunikacja komputera z robotem
Interfejs komunikacyjny robota z komputerem jest aplikacją napisaną w języku C++ z wykorzystaniem biblioteki Qt.
Dostarcza ona podstawowych możliwości dotyczących sterowania elementami składowymi takimi jak matryce LED lub serwomechanizmy. Dodatkowo umożliwia ona podgląd informacji przesyłanych przez robota do komputera. Do komunikacji wykorzystywany jest port szeregowy obsługiwany przy pomocy protokołu asynchronicznej transmisji danych UART.
Graficzna aplikacji napisana została przy użyciu biblioteki Qt w wersji 4.8.1. Dodatkowo do obsługi portu USB w formie portu szeregowego zastosowano bibliotekę QtExtSerialPort w wersji 1.2. Dostarcza ona prostego interfejsu, włączając w to zestaw odpowiednich sygnałów i slotów Qt.

balbina