儿童助理机器人开源项目

描述

介绍

问题：孩子们越来越沉迷于智能手机，通常看动画片、youtube 和玩游戏。在孟加拉国，孩子们每天花在屏幕上的时间超过三到四个小时。一项研究发现，屏幕时间会影响儿童大脑的物理结构，以及他们的情绪发展和心理健康。除非我们能够控制现在占用我们孩子大量时间的屏幕，否则它将间接摧毁我们的下一代。

解决方案：机器人总是吸引孩子。通过增加语音交互性，机器人可以成为孩子的梦想机器。毫无疑问，它比智能手机更能吸引孩子。为了让孩子们摆脱屏幕瘾，我制作了一个机器人。该机器人具有以下特点：

• 它可以通过语音命令驱动。
• 孩子们可以要求机器人发出不同的声音，如消防车、救护车、警车甚至不同动物的声音。
• 孩子可以要求机器人讲故事、诗歌、笑话和播放音乐。
• 机器人能够分辨周围的环境参数，如温度、湿度、气压和紫外线。
• 机器人可以显示不同的方向，如东、西、北、南，也可以在特定方向上对齐。

如何制作

制作底盘

市场上有不同类型的现成机箱，您可以购买一个。我自己用硬橡胶板做了一个，并添加了一些我如何制作底盘的图片。我在底盘上使用了一个球脚轮和两个小型直流齿轮电机。直流减速电机使用 supper glow 固定在底板上。

 

 

 

 

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安装电机驱动器和 Arduino

为了驱动机器人的电机，我使用了 Adafruit Motor Shield v1.0 和 Arduino Uno。

 

驱动器能够驱动 4 个直流电机。我使用 M3 和 M4 连接器来驱动机箱的两个电机。Arduino 将从树莓派获得电力，但电机驱动器需要外部电源。我添加了两个 18650 锂离子电池来为电机供电。

 

 

 

 

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安装扬声器和功放板

为了与孩子们交谈，机器人需要扬声器。我在机器人上放置了两个 3W 扬声器和一个迷你放大器板。扬声器将通过 3.5 毫米音频端口连接到 Raspberry Pi。我们将在下一步连接树莓派。

 

 

 

 

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安装 Matrix Creator 和 Raspberry Pi

Matrix Creator 和 Raspberry Pi 是我们项目的两个主要硬件单元。Raspberry Pi 将托管 Snips 语音平台，并与 Arduino 和 Matrix Creator 进行通信。Matrix creator 充当树莓派的麦克风，提供传感器数据并驱动 led 环。

 

 

 

 

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Matrix Creator 外壳是 3D 打印的，可在此处下载 3D 文件：https ://www.thingiverse.com/thing:2872527

将 Raspberry Pi 和 Matrix Creator 放入机箱后，它看起来如下所示：

 

连接 Arduino 和树莓派

虽然 Arduino 驱动电机，但对于方向，它取决于 Raspberry Pi。树莓派通过串口发送指令，Arduino根据串口指令将信号发送给电机驱动器。Arduino 还通过串行端口从 Raspberry Pi 接收电源。

树莓派和Arduino通过串口线连接

 

为树莓派供电

树莓派需要5V稳压电源，电源电流容量至少1.5A。我使用 2A 移动电源为 Raspberry Pi 供电。

 

移动电源的容量为10000mAh。音频放大器也从移动电源获取电力。

 

把所有放在一起

完成所有连接后，机器人看起来如下图所示。

正视图

 

从正面看它是这样的：

 

机器人侧视图：

 

开发 Snips 应用

为了实现语音交互，我使用 Snips 平台开发了一个应用程序。要制作您自己的应用程序，请转到https://console.snips.ai/并开发一个。免费。

 

我为该应用程序制定了五个 Intents。

 

每个 Intent 都有一个专用槽，并且有多个训练示例。

 

您可以使用以下链接从 Snips 应用商店安装该应用：

https://console.snips.ai/store/en/skill_KpPYQxAwApk

对于 Raspberry Pi 图像，我使用了来自链接的 MATRIX Kit 图像：https ://drive.google.com/file/d/1cTpKiyAIc9RxfF1shW3F1oBBJjAdkZu_/view?usp=sharing

Matrix Core 预装在映像中。