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大疆发布RoboMasteS1教育机器人 5iMX带你了解不一样的大疆黑科技
文/图 KID故事要从2013年的夏天说起，那一年大疆召集了部分高校，以资助或半资助的方式举行了第一届名为RoboMaster的机 器人大赛。不同于以往的机器人格斗比赛，RoboMaster定位更为高端，主要体现在对战模式、工程设计以及算法三方 面。 首先对战模式是组队参赛，参考了当前流行的电竞 游戏 ，对机器人进行了分工，有步兵、英雄、无人机、基地等多种 兵种协同作战。而且对战方式是由人来操控实体机器人进行FPS（第一人称射击）。 其次参赛选手需要独立研发机器人，利用精密机械设计来丰富机器人的功能，提升稳定性，同时辅以优秀的软件算法 ，包括机器视觉技术（自动目标识别跟踪）等。整个比赛不仅是操控技术的比拼，更是顶级的工程技能博弈。大疆创始人汪滔之所以创办RM，是希望通过这项机器人大赛传达如下理念： 1.发掘 科技 领域的“机神”级人物，助力一代明星工程师在此起航； 2.帮助理工男从幕后走到台前，完成技术宅的“逆袭”； 3.将大学生从网络 游戏 中解放出来，通过机器人竞技实现自我理想； 4.激发大学生纯粹的做事态度，培养他们对极致的追求。 历经六年，如今RM已经正式成为国家级比赛，同时有了一个响亮的中文名字——机甲大师赛。去年RM共吸引到来自全球184支高校战队参赛，RoboMaster已经不仅是中国大学生的机器人比赛，更是世界范围内 科技 爱好者共同参与的机器人竞技项目。随着RM大赛的名气和参与人数逐年增多，大疆也有了另外的打算。这几年RM大赛推动大疆机器人技术快速发展和成熟，结合大疆原本就很厉害的平台控制技术、云台技术、图传技术和视觉技术，使得大疆有勇气和能力推出一款能够量产化的机器人产品——RoboMaster S1。首先就定位而言，大疆S1并不像以往无人机、运动相机那样大众化，这款机器人主要针对 娱乐 和教育市场。它的原型来自于大疆RoboMaster机甲大师赛中的步兵机器人。RoboMaster机甲大师赛的步兵机器人作为赛场上的主（pao）力（hui），依靠灵活的机动能力和风骚的走位，一直处于赛场的第一线四处游走攻击对手，为整个队伍的胜利立下了汗马功劳，这样的一台步兵机器人也蕴含了不少高 科技 。大疆RMS1很好的继承了RoboMaster机甲大师赛步兵机器人的大多数功能，包括感应装甲、FPV、自动识别等。除此之外，RMS1还简化了编程的难度，融入了6类智能编程模块，通过在APP中加入可视化编程功能，让青少年学生在手机上也能够对机器人的动作实现编程控制。正是由于这套设备不太简单， 科技 含量相对来说比较高，所以大疆这款产品的定位主要还是针对14岁以上青少年 娱乐 、学习，以及极客发烧友们进行程序开发之用。大疆RMS1机器人采用模块化设计，底盘、云台、甚至车轮都需要自行组装，这样做的目的除了让青少年在组装的时候可以更了解这些零部件以外，还能够锻炼自己的动手能力。大疆RMS1机器人全套零部件一览大疆RMS1机器人的全套设备包括四只麦克纳姆轮、四个无刷电机、运动控制器、底盘、三轴云台、FPV摄像头、感应装甲、水晶弹发射器、电池、图传以及安装用的各种螺丝和模具等。虽然跟RoboMaster机甲大师中的步兵机器人上的配件功能和长相都非常相似，但很遗憾并不能通用。大疆RMS1机器人采用的是麦克纳姆轮进行驱动，这种驱动轮与传统轮胎最大的区别就是外面的“外胎”部分，麦克纳姆轮还有一圈直排滚轮。关于麦克纳姆轮我之前在一起科普贴中详细的介绍过，由于无法插入网页链接，所以感兴趣的小伙伴欢迎移步到5iMX论坛深入学习了解一下。对于麦克纳姆轮消耗最大的小滚轮，大疆采用了橡胶加塑料材质，通过塑料与塑料摩擦、橡胶与地面接触的组合方式，在节约成本的同时，有效的降低了滚轮的磨损。大疆RMS1机器人采用四颗低KV值的M3508I外转子无刷电机直驱，少了那些复杂的机械传动结构之后，电机的传动效率更高了。这四个M3508I外转子无刷电机最高支持12V供电，最高转速900转，单个电机产生的最大扭矩能够达到50mNm（毫牛米，1mNm=0.001NM），能够给大疆RMS1机器人带来非常强劲的动力输出，使其获得非常高的加速度。但受限于最高转速，所以极速并不会太快。对于这种电机直驱的动力总成来说，电机在驱动车轮转动的同时还要为车子提供一定的支撑，所以对电机结构强度要求会比较高。从另一个角度看看起来，这款电机还是非常结实，厚实的安装板加上直径5mm的主轴，对于这台重量不到5kg的机器人来说完全没有问题。运动控制器相当于大疆RMS1机器人小脑，主要负责对机器人的运行轨迹和动作进行协调，同时将机器人受到攻击时的位置、攻击方向等信息反馈给位于智能中控，而它真正的大脑（智能中控）则位于云台上。相机云台在大疆的无人机时拍照、摄像的主要设备，而在这款地面站车上，云台同样非常重要！大疆RMS1机器人的云台集成了水晶弹发射器、FPV摄像头、图传、感应装甲、扬声器等设备，外部功能模块基本上都集成在云台上。作为机器人的主要装备，大疆RMS1机器人安装了一门可发射6mm水晶弹的“主炮”，能够发射6mm发泡水晶弹，射速为10发/s，发射初速度为26 m/s 。大疆的水晶弹采用的是一种无色无味、无毒无害、可降解的发泡硅胶，使用前需要提前月四个小时在自来水中浸泡发涨后才能使用。浸泡好的水晶弹是这样样子，打出去之后会自动碎裂，经过一段时间后会自然降解，所以不用担心环保的问题。在发射水晶弹时，还伴随着音效和灯光效果，看上去非常酷炫，打击感非常强。除了发射水晶弹以外，还能够发射激光进行模拟对战。水晶弹发射机的弹仓尺寸为153 x 54 x 30mm（长宽高），能够容纳大约400发水晶弹，由于射速较快，连续射击的情况下40S左右就能打完一个弹夹。但在对战模式下，子弹的发射有一定的冷却时间，火力持续时间会有比较明显的增加。RoboMaster机甲大师赛中的机器人都采用第一视角进行对战，这台机器人上也保持了这一特性。RMS1机器人搭载一颗 F2.4/120° fov 500万像素摄像头，能够拍摄720p@30fps和1080p@30fps的视频。除了画面以外，它还具备收音功能，能够让你在对战中更好的记录第一视角所看到的画面以及你听到的所有音效。RMS1机器人的智能中控是这台机器中 科技 含量最高的零部件之一，是大疆RMS1机器人能够实现各种智能功能的关键所在。这套中控系统集成了图传、车载计算机等功能，同时还能够支持31个传感器和46个可编程部件以及自定义配件，让用户更自由的发挥创意。而它的图传系统则是采用了全新的WiFi图传，有效传输距离为100米左右。作为对战型的机器人，大疆RoboMaster机甲大师赛中的每一台机器人上面都可以看到这种方块状的板子，这是机器人的感应装甲。感应装甲属于机器人裁判系统的伤害感知部分，主要用于检测机器人被弹丸攻击，及碰撞情况。而在大疆RMS1机器人上面，同样拥有这样的感应装甲，这四块感应装甲分别对应了机器人的前后左右四个方位。当某一个方向的感应装甲受到攻击时，机器人就可以通过传感器进行识别，并通过反击程序对该方向的敌人发起反击。除了底部的感应装甲以外，在云台的两侧还有两块感应装甲，这两块感应装甲除了感应石弹攻击以外，还能够感应到红外射击时的虚拟攻击。除此之外，这两块感应装甲还带有血量显示功能。大疆RMS1机器人采用模块化设计，所有零部件的完成度都非常高，组装相对来说并不复杂。大疆RMS1机器人采用RoboMaster机甲大师赛的同名APP进行操控，软件大小为767.5MB，能够支持安卓和IOS两大主流操作系统，以及中文、日文和英文三种语言。RoboMaster的UI界面设计体现出一种科幻、机械的美感，即使是缓冲界面也加入了RMS1机器人的二维草图作为过渡，非常具有 科技 感。RMS1机器人拥有单机驾驶、多人竞技和实验室三种模式。单机驾驶主要是针对个人 娱乐 ，多人竞技主要是针对拥有两台甚至数台RMS1机器人的队伍进行多人对战、竞速等。除了以上两种模式以外，在实验室模式中，你还可以通过内置的软件对RMS1机器人进行可视化编程，以实现初步的自动驾驶功能。而对于那些不会编程的新手，也可以通过内置的丰富编程教学资源，从大师之路的系列关卡中学习学习编程、机器人和人工智能知识，同时锻炼独立解决难题的能力， 探索 实现目标的不同路径。在操作方面，RMS1除了使用手机触控屏进行操控外，也可以连接遥控器或者使用鼠标键盘进行操控，对于不同使用习惯的小伙伴都比较适用。使用手机操控其实跟前段时间大热的“吃鸡” 游戏 非常类似，都是采用的左手控制前后左右移动，右手控制方向和俯仰视角。射击按钮同样也支持左右手操作在RMS1机器人的包装中是不包含这个遥控器的，并且也不支持其他类型的遥控器，想要使用遥控器操控还需要单独购买。使用遥控器操控是，上面的摇杆可以控制RMS1机器人的前后左右移动。左上角的L2进行开火 使用遥控器配合体感操控云台的左右和俯仰效果会更好另外，遥控器还能够支持鼠标键盘控制，直接将鼠标键盘接在遥控器的USB接口上就可以了。攻击方式上，RMS1机器人能够支持红外光束和水晶弹两种。使用红外光束攻击时，云台两侧的红外接收器会能够接收到敌方车辆发射的红外光束，由裁判系统判定伤害，只要是光束覆盖到的范围攻击都有效。而采用水晶弹对战时，只能攻击车身周围的四块感应装甲和云台二轴处的两块感应装甲才能判定伤害，攻击其他非装甲区域属于无效攻击。除此之外，一定程度的撞击、敲击也有会造成裁判系统误判为伤害。除了以上功能以外，RMS1机器人还有非常丰富的人机交互功能，掌声识别、姿态识别、甚至是用在无人机上的智能跟随功能在这台RMS1机器人上都可以看到。不过遗憾的是智能跟随功能目前只能跟随行人和同类（RMS1机器人），对于其他物体和移动目标都无法识别跟随。 与大多数DIY产品不同，大疆RoboMaster S1机器人的产品化成程度非常高，整个设计外观简洁，模块化的设计使得组装也非常方便，上手难度也不算太大，是一款非常适合编程开发入门的机型。除了教学与应用开发以外，用这款机器人进行日常 娱乐 也不是不可以。当用它进行 娱乐 、对战时，强烈的打击感和FPV视觉效果让人有一种身临其境的感觉。关于大疆这款RMS1机器人的更多玩法，请持续关注5iMX近期发布的相关评测。