微節(jié)點(diǎn)和變形總線帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)迭代
智能廚房需要人們幫助規(guī)劃食品和午餐,我們會(huì)不斷地考慮怎樣把用戶包括在內(nèi),尤其是用戶體驗(yàn)包含在這個(gè)環(huán)節(jié)中。機(jī)器人只做傳感和思考,通過(guò)人類和智能冰箱的互動(dòng),由智能冰箱跟其它設(shè)備相聯(lián)系,然后給人們提供冰箱當(dāng)中儲(chǔ)存食品的信息,這樣我們開發(fā)的一些項(xiàng)目就要做一個(gè)以控制為核心的架構(gòu)。我們知道無(wú)線傳感器有很多節(jié)點(diǎn),我們和賓夕法尼亞大學(xué)合作做了微節(jié)點(diǎn),這些微節(jié)點(diǎn)和其它的宏節(jié)點(diǎn)結(jié)合,創(chuàng)造出無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
我們開發(fā)的另外一個(gè)伴生的產(chǎn)品叫做變形總線,主要是為了適應(yīng)各種傳感器和驅(qū)動(dòng)器。我們把變形總線作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品推出,和常規(guī)總線不同,常規(guī)總線收集傳感數(shù)據(jù)時(shí)候是這樣一個(gè)流程:首先希望傳感器和CPU相溝通,然后把其它的內(nèi)容放進(jìn)去,利用總線的溝通實(shí)現(xiàn)傳感功能。這種常規(guī)總線結(jié)構(gòu)當(dāng)中,我們希望傳感器能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行一些轉(zhuǎn)換,也希望CPU能夠做一些思考,所以在變形總線當(dāng)中我們的轉(zhuǎn)型器會(huì)在整個(gè)總線當(dāng)中移動(dòng),利用這些基于設(shè)備的信號(hào)更加有效地對(duì)傳感器進(jìn)行變形。其中,總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并不是完全嶄新的,但是卻是一個(gè)多極并聯(lián)的總線結(jié)構(gòu)。
高性能的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)出了宏節(jié)點(diǎn)和微節(jié)點(diǎn),具有重新編程的功能,而且是自適應(yīng)的軟件,我們利用總線當(dāng)中的架構(gòu)幫助這些系統(tǒng)。例如無(wú)人機(jī)和機(jī)器人要能夠適應(yīng)改變的環(huán)境,而為了使得軟件工程師的工作更簡(jiǎn)單,可以設(shè)計(jì)一些能夠適應(yīng)變化的環(huán)境的系統(tǒng)。這些元素怎么和剛才我們提到的網(wǎng)絡(luò)相連接?我們的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中并不只有計(jì)算節(jié)點(diǎn),還有傳感節(jié)點(diǎn)、思考節(jié)點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn),例如精準(zhǔn)無(wú)人機(jī)是物理世界和網(wǎng)絡(luò)世界之間連接的橋梁,驅(qū)動(dòng)器控制網(wǎng)絡(luò)和傳感器相連,驅(qū)動(dòng)現(xiàn)實(shí)世界中的智慧家庭,驅(qū)動(dòng)實(shí)際的醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)。這就涉及到物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)了,所以和傳統(tǒng)上講的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)還是有些不同的。
剛才談到很多帶有節(jié)點(diǎn)的傳感器,我們借此研發(fā)了履帶機(jī)器人,主要應(yīng)用于一些救援場(chǎng)景。我們的爬行機(jī)器人非常小,可以進(jìn)行搜救,可以在廢墟中尋找被掩埋的幸存者。我們還開發(fā)出了MOTHERSHIP機(jī)器人,我們的實(shí)驗(yàn)室除了基礎(chǔ)研究和系統(tǒng)集成外,還關(guān)注如何進(jìn)行傳感和思考,并且進(jìn)行功能整合,這樣才能真正做成實(shí)用的機(jī)器人。
高精準(zhǔn)交互無(wú)人機(jī)的研究
高精準(zhǔn)交互無(wú)人機(jī)到底應(yīng)該是什么樣的?這是一個(gè)很老的例子,主要實(shí)現(xiàn)空中操作移動(dòng)的系統(tǒng),能夠移動(dòng)重物。這里重點(diǎn)要關(guān)注的是這一群人,上圖中的無(wú)人機(jī)是一個(gè)載人飛機(jī),實(shí)際上是在做一個(gè)重力補(bǔ)償,也在做非常精準(zhǔn)的調(diào)校和組裝。當(dāng)然,考慮的不僅僅是X軸和Y軸,必須要考慮多維操控。最近大家都在研究六旋翼無(wú)人機(jī),也就是實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度的無(wú)人機(jī),六旋翼無(wú)人機(jī)有更精準(zhǔn)的力量控制。
這是之前我們?cè)跓o(wú)人機(jī)方面做的一些早期的工作,大家可以看到,由于可以轉(zhuǎn)向不同的自由度,同樣也可以在不同的方向施加力。因?yàn)楹椭車h(huán)境的精準(zhǔn)互動(dòng)是非常重要的,也就是將虛擬世界的信息轉(zhuǎn)化為實(shí)際的行動(dòng),這些旋翼通過(guò)在空中使用,其精準(zhǔn)度肯定不如地面上那么精準(zhǔn)。藍(lán)色曲線是理想的曲線,用來(lái)衡量扭矩,需要考慮力量的大小和高度,紅色曲線是具體使用的效率。