机器人控制电脑华为青年天才志辉君再次行动表示项目并不算太难

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作者 张杰

出品 CSDN（ID：CSDNnews）

不难发现，华为青年才俊志辉君一发表就产出了优秀的作品。 3月13日，他在哔哩哔哩、微博等平台发布了一款会动的电脑配件。 他说这是一个电脑配件，但实际上是一个机器人。 这着实让网友们大开眼界。

这个机器人不是普通的机器人。 它有着迷你的外观，小巧的体积非常可爱。 在充当电脑插件的同时，它还可以对你做鬼脸。 此外，它还会模仿你的动作，让你知道什么是“模仿大师”。

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说起志辉先生，相信很多人都对他有一定的了解。 除了“智慧君”这个称号外，他还被不少网友称为“华为天才少年”、“狂野钢铁侠”。 其实他的原名是彭智慧。 2020年，他在华为经历了七轮面试，最终拿到了offer，成功加入华为。 2021年1月，他还获得了B站“2021年度百大UP大师”称号。他之前的螃蟹火星车、无人驾驶自行车、可以玩游戏的充电宝等设计让他在社交平台上走红。 现在就让我们来看看他的最新成果吧~

从设计一个带有圆形液晶显示屏的机器人的想法开始，“小可爱”决定将机器人变成一个配件

平时喜欢收集各种迷你屏的智慧君，无意中发现了一款​​圆形的小液晶屏。 对机器人感兴趣的他突然想到用这个小圆片制作一个坚硬可爱的机器人。

这个boss的灵感来自于前几年流行的机器人Anki Vector、丰田的对话机器人Kirobo Mini、索尼的音乐蛋Rolly，以及长得像铁臂阿童木的迷你机器人Robi。 这些机器人的设计非常有趣。 再加上他们生涩的动作，显得格外引人注目。

由于体积的原因，这些“小可爱”的计算能力和电池寿命非常有限。 由于它们只能实现固定程序的一些简单功能，因此比较简单，可扩展性和开放性不强。 如果想要实现稍微智能一点的功能，比如语音对话，就得连接耳机，然后借助手机芯片和网络的力量来实现。 显然，这还不够实用。

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于是，志辉先生想改变主意，设计一款不需要充电、可以随时待命、拥有强大计算能力的桌面级迷你机器人。 经过验证，志辉君发现这个想法是可以实现的，解决方案就是把机器人变成电脑配件。

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设计机器人的结构和电路

为了设计一个实用的机器人，首先机器人必须能够移动。 因此，智慧君使用了一套执行单元，并将它们安装在紧凑的机身内，以实现尽可能多的行动自由。 其次，他还通过USB获取电源并与计算机进行通信。 最后，采用上述液晶显示器作为机器人头部的显示面板。

结构设计

智慧君将设计风格定为时尚可爱的科幻风格。 整个圆形屏幕作为一个全屏显示面板。 手臂是可移动的，每个手臂都有两个自由度。 此外，身体和头部都有一定的自由度，可以进行多次旋转。

值得一提的是，这是志辉君首次进行T-Spline曲面建模。 为了在小小的机身下装上6自由度舵机，他还尝试了一些非常有创意的传动方案。 例如，机器人的手臂可以同时向前、向后、左右旋转，但这只手臂只有一枚硬币。 由于它的体积，不可能将整个舵机塞进去，所以所有的驱动舵机只能塞进肚子里。

另外，华为的天才少年希望两条手臂可以用来倒车。

那么在这种极限尺寸下如何将两个舵机的动力传输到手臂上，并且还支持动力的双向传输呢？

志辉先生灵机一动，认为手臂的前后运动由一个舵机通过齿轮啮合传递，而另一个正交方向的运动则由另一个舵机通过T形推杆传递。 这样的设计正好填补了小机器人的空腹。 为了使机器人能够直立，还使用了 CNC 加工的铝制底座。

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电路设计

智慧君采用Cortex-M4内核的MCU STM32F4来驱动屏幕、控制舵机以及进行USB通信。 由于芯片本身的USB功能只支持低速或全速USB。 因此，为了提高通信速率，志辉君在电路中加入了高速USB-PHY芯片，将理论通信速率提高到400Mbps。

经测试，实际最高速度可以达到近300Mbps。

相比之下，主板的控制相对简单，仅使用两层PCB，并且体积保持在最小，与屏幕面积保持一致。

除了放置在头部的主控板外，这款小机器人的身体内部还有一块传感器板，上面装有摄像头和红外手势传感器。 为了让舵机能够进行反向驱动，志辉君还对市面上的舵机进行了一些神奇的改造，设计了一款迷你舵机驱动器，如下图所示。

具有表情和同步动作的机器人已准备就绪

所有硬件准备就绪后，就可以进行组装了。 经过一系列的操作，一个又硬又可爱的机器人诞生了，并被命名为Electronics。 它可以接收计算机端服务发送给它的信息进行动画显示，并可以控制各个关节的运动。

为了实现更直观的交互，开发了计算机端上位机。 更有趣的是，智慧君还找到了B站一位昵称是oooooohmygosh的up主，请他制作生动的表情包，实在是太可爱了。

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令人意想不到的是，志辉君结合AHK脚本编写了一个程序，使用机器人作为附加的计算机输入设备来模拟键盘按键。 机器人的左右手设计为按钮，分别调节音量和亮度。 。

此外，智慧君还开发了两个程序。 一方面，机身配备摄像头和红外手持传感器，并利用AI算法识别手势，让机器人可以直接打开不同的预设程序或切换桌面。

另一方面，他开发了基于OpenPose的单用途人体关键点检测程序。 那么这个有什么用呢？ 如果您有两个机器人，您可以将其用作视频聊天的摄像设备。 但与普通相机不同的是，它不仅可以捕捉你的图像，还可以在圆形显示屏上显示你的脸部，甚至可以同步你的动作。

向图书馆开放源代码

最后，设计师君志辉的愿景是利用这个小型机器人作为工具机器人和电脑配件来执行一些更实用的功能。

同时，智慧君也开源了其中使用的Electron Player库。 基于这个库，只需要几行极其简单的代码就可以连接和控制机器人、设置播放内容等。

此外，他还在SDK中提供了更底层的Electron LowLevel库，方便开发者在自己设计的程序中直接处理USB字节流级别的数据，获取各种传感器的原始数据。

开源地址：

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不得不称赞的是，这个“天才少年”太牛了，应该成为我们这一代人的榜样！

近年来，他的每一个设计都让不少网友惊叹不已。 不少网友也表示：一个人可以支撑一个团队。 虽然设计过程会消耗他大量的时间和精力，但功夫不负有心人，结果非常令人满意。 我很期待他的下一个设计。

视频链接：

结尾

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