Swarm Bots : assemblage et transport coopératif : 13 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Bonjour à tous, Cette instructable concerne « Swarm Bots: Assembly and Co-operative Transport » dans lequel nous pouvons construire notre propre robot maître et esclave, l'esclave suivra le robot maître et nous contrôlerons le robot maître avec notre smartphone. C'est un projet amusant, essayez simplement votre geek de l'électronique à l'intérieur de vous et jouez avec la robotique. Je vais essayer de nombreuses images, vidéos, brèves explications sur ce projet pour avoir une idée claire.

Pourquoi COBOT est différent de Swarm et du bot normal que vous pouvez trouver ici

1. INTRODUCTION

1.1 Qu'est-ce que la robotique Swarm

1. La robotique en essaim est une nouvelle approche de la coordination de systèmes multi-robots qui se composent d'un grand nombre de robots physiques pour la plupart simples.

2. Cette approche a émergé dans le domaine de l'intelligence artificielle en essaim ainsi que dans l'étude biologique des insectes, des fourmis et d'autres domaines dans la nature, où un comportement d'essaim se produit.

3. La robotique en essaim est un domaine émergent de la robotique collective qui utilise un paradigme de contrôle entièrement distribué et des robots relativement simples pour obtenir un comportement coordonné au niveau du groupe.

4. Les systèmes robotiques Swarm sont auto-organisés, ce qui signifie qu'un comportement collectif (ou macroscopique) constructif émerge des décisions individuelles (ou microscopiques) prises par les robots.

Étape 1: Origine de Swarm et référence dans les films

1.2 Origine de l'essaim 1. La plupart des recherches sur l'intelligence des essaims sont inspirées de la façon dont les essaims naturels, tels que les insectes sociaux, les poissons ou les mammifères, interagissent les uns avec les autres dans l'essaim dans la vie réelle.

2. La taille de ces essaims va de quelques individus vivant dans les petites zones naturelles à des colonies très organisées qui peuvent occuper les grands territoires et se composer de plus de millions d'individus.

3. Les comportements de groupe émergents dans les essaims montrent une grande flexibilité et robustesse, tels que la planification de chemin, la construction de nids, l'attribution de tâches et de nombreux autres comportements collectifs complexes dans divers essaims de nature.

4. Les individus de l'essaim naturel montrent de très faibles capacités, mais des comportements de groupe complexes peuvent émerger dans l'ensemble de l'essaim, tels que la migration des foules d'oiseaux et des bancs de poissons, et la recherche de nourriture dans les colonies de fourmis et d'abeilles, comme le montre la figure. construisent des colonies, les oiseaux pullulent pour trouver de la nourriture, les abeilles pullulent pour récolter le miel.

Étape 2: DÉFINITION DU PROBLÈME

1. Introduction

Dans ce chapitre, nous travaillerons sur deux objectifs principaux de notre projet, à savoir l'auto-assemblage et le transport coopératif. En auto-assemblage, deux robots s'assembleront en ligne et en transport coopératif, ces deux robots transporteront le bloc d'un endroit à un autre.

1.1 Auto-assemblage de robots en essaim

Nous visons à contrôler un groupe de s-bots de manière totalement autonome de manière à ce qu'ils localisent, s'approchent et se connectent à un objet.

1.2 Transport coopératif

Dans ce travail aborde le problème de

a) comment contrôler des s-bots séparés pour se connecter de manière autonome à un objet et/ou entre eux, et

b) comment contrôler un swarm-bot ou une collection de swarm-bots pour transporter un objet vers un but.

La conception et l'utilité d'une architecture de contrôle hybride pour contrôler un groupe auto-assemblé de s-bots engagés dans une tâche de transport coopératif ont déjà été étudiées en simulation. Le problème a été décomposé en sous-problèmes de contrôle des actions.

1. S-bots pouvant s'auto-assembler. S-bots assemblés capables de localiser la cible pendant le transport.

2. S-bots assemblés incapables de localiser la cible pendant le transport. Utilisez un microcontrôleur maître et esclave.

3. Interfaçage du capteur optique d'évitement avec le robot essaim.

4. Développement de la communication SPI entre les robots d'essaim.

5. Synchronisation entre deux robots d'essaim. Le transport limité d'objets n'est que la limitation de notre projet.

Étape 3: MÉTHODOLOGIE

Les cinq blocs principaux du projet swarm consistent en

A) Arduino Master & Slave: Le maître et l'esclave sont deux robots basés sur Arduino, qui coopèrent pour effectuer la tâche souhaitée - dans notre cas, le transport d'objets lourds. Le maître contrôle le mouvement et les actions de l'esclave via le module RF expliqué dans la partie suivante.

B) Module RF (nrf24l01): La communication entre le maître et l'esclave s'effectue via le module RF. Le maître envoie la commande souhaitée via le module émetteur, qui est reçue et suivie par l'esclave via le module récepteur qui lui est rattaché.

C) Obstacle Avoider: C'est l'œil des bots. L'éviteur d'obstacles aide les robots à éviter les obstacles indésirables et empêche également les collisions les uns contre les autres. Il se compose d'un système de photodiodes et de LED, qui sont respectivement placées sur le maître et l'esclave

D) One Sheeld: la première partie est un shield qui est physiquement connecté à votre carte Arduino et agit comme un intermédiaire sans fil, transmettant les données entre Arduino et n'importe quel smartphone Android via Bluetooth. Il s'agit d'une plate-forme logicielle et d'une application sur les smartphones Android qui gère la communication entre notre bouclier et votre smartphone et vous permet de choisir entre les différents boucliers disponibles.

E) LV-MaxSonar: Nos capteurs à ultrasons sont dans l'air, des capteurs de détection d'objets sans contact et des capteurs de télémétrie qui détectent les objets dans une zone. Ces capteurs ne sont pas affectés par la couleur ou d'autres caractéristiques visuelles de l'objet détecté. Les capteurs à ultrasons utilisent des sons à haute fréquence pour détecter et localiser des objets dans divers environnements.

Étape 4: INTERFAÇAGE DES COMPOSANTS

Swarm Bots: Pin de transport en assemblage et en coopération

A. Description de la broche nrf24L01

1 - TERRE

2 - VCC 3.3V !!! PAS 5V

3 - CE à la broche 9 de l'Arduino

4 - CSN vers Arduino broche 10

5 - SCK vers la broche 13 de l'Arduino

6 - MOSI vers Arduino broche 11

7 - MISO vers Arduino broche 12

8 - NON UTILISÉ

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Broche de données - A5

C. Circuit intégré de pilote de moteur L293D

LeftMotorForward - D7 (broche numérique 7)

GaucheMoteurReverse - D6

RightMotorForward - D5

DroitMoteurReverse - D4

D. Photodiode (facultatif)

VCC-5V

GND

Broche de données - D0

Vous pouvez connecter la broche selon la conception de votre PCB, mais les modifications nécessaires du code doivent être effectuées.

Remarque: les gens rencontreront des problèmes lors de l'interfaçage et de l'exécution du programme à la première tentative, veuillez parcourir toutes les connexions et le code correctement, puis réessayez.

Étape 5: PROGRAMMATION

Hackster.io

Remarque: le fichier txt ci-joint contient les programmes Master.ino et Slave.ino. Prenez référence à partir du code, comprenez le fonctionnement, puis téléchargez-le sur les maîtres arduino et esclaves respectifs:)

Étape 6: BOÎTIER & PCB & PROTOTYPAGE

Vous pouvez prendre n'importe quel cas pour votre robot

PCB contient nrF, capteur d'évitement d'obstacles, batterie, L293D IC. Vous n'avez pas besoin de faire de PCB, il suffit de connecter chaque composant sur la carte purf et de le souder

Étape 7: TESTER LE CAPTEUR D'ÉVITEMENT D'OBSTACLES

Étape 8: TESTER L'ÉMETTEUR-RÉCEPTEUR NRF24L01

Note: Désolé pour Watermark dans la vidéo;)

Étape 9: TESTER LE FONCTIONNEMENT DU SINGLE BOT ET DU 1SHEELD

Étape 10: ASSEMBLAGE DES AVENGERS POUR LE TEST FINAL

Étape 11: ESSAI FINAL

Étape 12: CONCLUSION

1. Notre projet est essentiellement basé sur le comportement naturel d'un essaim d'abeilles ou d'un essaim de fourmis qui effectuent efficacement et efficacement la tâche qui leur a été confiée.

2. La coordination entre le maître et le bot esclave est efficace pour réaliser la tâche qu'est le transport d'objets

3. Ici, seuls 1 bot maître et 1 esclave sont utilisés, ce qui impose une contrainte sur la taille de l'objet pouvant être transporté de la source à la destination.

4. Une fois l'auto-assemblage terminé, le transport de l'objet est un processus simple et fiable.

5. L'utilisation de robots sans fil rend la paire de robots maître et esclave pratique à utiliser.

PORTÉE FUTURE

1. En augmentant le nombre d'esclaves, le transport d'objets plus gros et plus lourds peut être effectué.

2. Ces Swarm Robots peuvent être utilisés pour diverses opérations de sauvetage où les situations ne sont pas favorables à l'intervention des humains.

3. L'utilisation de Swarm Robotics peut être étendue pour servir une nation par le biais des services militaires. Cela réduira le nombre de victimes d'une guerre.

Étape 13: MERCI:)

Merci beaucoup pour votre temps pour jeter un oeil à cette instructable

J'espère avoir fait une brève explication pour ce projet afin que chacun puisse comprendre facilement le projet et faire le sien. Étant donné que c'est un projet un peu complexe, vous pourriez rencontrer des problèmes au début lors de l'interfaçage, du codage et des tests. Suivez simplement les étapes une par une et éliminez la ligne d'erreur, ne vous contentez pas de télécharger directement le code et de commencer à exécuter. Le code est également un code général, les gens peuvent avoir à apporter des modifications selon vos besoins.

Ce que je suggère, c'est d'abord d'interfacer un composant et de le tester, puis d'en ajouter un autre et de le tester. Cela aidera mieux. Prenez quelques références de google car mon code n'est pas non plus correct à 100%. Enfin, je suis également novice en arduino et en programmation, j'ai donc fait de mon mieux autant que possible.

J'espère que tu l'as aimé:)

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