将IMPOSSIBLE(不可能)变成POSSIBLE(可能)最简单的方法是什么?
径自走过去,推倒字母I和M就可以了。
但是,这可不是鲁布·戈德堡方式! 也不是FIRST方式!
如果您是全球超过570,000名FIRST学生中的一员,肯定也不会采取这种方式。FIRST是一个为年轻人提供科学、技术和工程方面机会的社区。
你会造一台机器,来帮您完成这件事,结果就和下面的视频中一样:当鲁布·戈德堡遇上发明时代三分钟视频:
FIRST学生与长链反应
为庆祝2019-2020 FIRST科技挑战赛的开幕,暨Invention Age(发明时代)启动仪式,Qualcomm Technologies, Inc.(QTI)安排一组FIRST学生建造一台鲁布·戈德堡机器,弘扬我们的发明创造精神,使不可能成为可能。
鲁布·戈德堡是一位知名漫画家,在作品中擅长创作复杂机器,来完成简单的任务,比如关灯或拔牙。为了做到这一点,机器将动物、绳索、杆子、杠杆、滑轮和其他物体连接到一起,形成了极其复杂的连锁反应。
此项目一开始是由QTI营销和企业责任团队合作的。从2006年以来,我们通过企业赞助、员工亲自参与、将我们的技术集成到FIRST科技挑战赛机器人中,和FIRST社区建立起了联系,认识了数百名FIRST学生,帮助他们接触到了移动计算和通信。
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我们的房间里挤满了FIRST学生和导师、多米诺骨牌艺术家Lily Hevesh和连锁反应机械专家Steve Price。我们向他们提供了搭载Qualcomm® 骁龙™ 移动平台的智能手机、平板电脑和ACPC(始终联网PC)、基于QTI技术的开发工具包、数箱多米诺骨牌和数百个创客零件(当然还有保龄球和蹦床)。
我有幸参与了这个项目,并帮助将Qualcomm® QCA4020开发工具包打造成为连锁反应器。下面是项目亮点和幕后花絮。
玩具汽车、灯泡、机器人和QCA4020
视频1: 06到1: 13,我们会看到一辆玩具车从轨道上开下来,三只灯泡依次亮起。在斜坡的底部,玩具汽车将黄色立方体推入机器人的嘴中。然后,机器人提升立方体,至连锁反应的下一步。
与工程领域的几乎所有项目一样,这短短数秒钟的动作背后是数个小时的努力。
一开始,设计师们希望整合QCA4020开发工具包。我向他们展示了Center Stage演示项目,这个项目使用QCA4020开发板上的传感器检测运动,改变蓝牙低能量(BLE)灯泡的颜色模式。他们从中找到了灵感,使用传感器检测从斜坡上滚下来的汽车,然后按顺序点亮灯泡。汽车将立方体推入机器人,连锁反应继续进行。
当然,实际情况绝非如此简单。下面就是这短短几秒钟发生的事情:
· 传感器—与Center Stage项目一样,利用灯具中的传感器检测运动。但在Center Stage项目中,由无源红外(PIR)传感器检测从人身上反弹的红外线。由于机器上没有人,所以我们改用超声波传感器,并通过Arduino Uno排针引脚将其连接到QCA4020板上。QCA4020 SDK附带大量示例代码和示例应用,展示如何将开发板与各种传感器集成。
· 灯泡:您认为这些是普通灯泡吗?再想想。这些是三只彩虹LED灯泡。当触发相应的超声传感器时,QCA4020板告诉BLE上的灯泡,开始红绿蓝循环。趣事:灯泡每五秒钟与BLE断开一次连接,所以我修改了主板逻辑,每三秒发送一个保活数据包来保持连接。持续改良并克服困难!
· 机器人:连锁反应包括几个机器人设备,所有这些设备均连接到骁龙手机。手机上运行的应用检查玩具汽车是否正确地将黄色立方体推入机器人的嘴中。为了使事情更加复杂,应用还会等待最后一个彩虹灯泡显示为红色。一旦两个条件均得到验证,应用指示机器人提升立方体,至连锁反应的下一步。
由于仅改变了传感器类型和保活数据包,我们可以重复使用Qualcomm开发者网络项目页面上的Center Stage演示代码。
这不是简单的方式,却是FIRST方式。
连锁反应接近结束时的动作是围绕QCA4020开发工具包构建的,这些动作基于家居控制项目。设备将触控笔掉落到骁龙手机上,然后将BLE数据包发送到QCA4020板。该板触发伺服电机,不断推倒多米诺骨牌。虽然在视频中看不到,但它是集成智能手机和开发板的又一个好例子。
项目内部
在这个连锁反应中,除了操作上述机器人的骁龙手机之外,还有其他几部手机在不同的位置控制机器人。在1: 20处,安装在机器人上的骁龙手机使用计算机视觉执行视觉跟踪,通过手机摄像头识别对象。然后,通过Wi-Fi连接到机器人控制端口,引导机器人在地板上移动。
骁龙手机在这个项目中的主要作用是摄像头输入、图像处理和识别,然后是致动,如移动手臂和转动轮子。这里利用了手机的计算能力和Wi-Fi功能,而不是蜂窝通信和社交互动。
此外,鉴于QCA4020 SDK可以访问并且易于使用,我们希望将QCA4020板构建到机器中。
该您上场了!
QCA4020开发工具包是一款功能强大的主板,具有多模(Wi-Fi、BLE、Zigbee、Thread)功能,这些功能仅凭单个包是很难实现的。我们的项目页面有很多将工具包用于物联网和自动化的用例。这台连锁反应机器就是一个有趣的例子。
Have a close look at our playlist, Rube Goldberg Meets The Invention Age, to get your own creative juices flowing. And watch the behind-the-scenes video to understand how we integrated the board.
您可以观看我们的播放列表:当鲁布·戈德堡遇上发明时代中的视频,从中找到创意灵感。还有我们的幕后花絮视频,了解我们是如何集成开发板的。
Qualcomm Snapdragon和Qualcomm QCA4020是Qualcomm Technologies, Inc.和/或其子公司的产品。
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