roboforum.ru

Всем привет!
Давно пытаюсь в качестве хобби что-нибудь создавать в сфере робототехники, но ничего полезного и интересного не создал.
Проблемы вижу две:
- неправильный процесс разработки (то одно, то другое, нет последовательности),
- недостаток знаний (копипаст кода, схемотехнических решений выручает редко).

Вообще по-нормальному, наверное, нужно бы поступить в вуз на специальность, вроде: "Радиотехника" или "Электроника и микроэлектроника", и закончить его. Но нет возможности вновь стать студентом, нужно работать.



Уважаемые инженеры, если вам не сложно, пожалуйста помогите составить что-то вроде "Дорожной карты" (Roadmap), чтобы системно и основательно научиться робототехнике?
Я готов и 5 лет все изучать, если буду понимать, что все это мне нужно. А не так, что копипастнул Wiring-код для Ардуино, собрал схему на макетке на проводках, прошил, она вроде работает, а что делать дальше - непонятно, чтобы из чужого проекта с Ардуино создать, например, какого-то полезного робота.

Думаю, не только мне это будет полезно, но и другим новичкам, которые тоже хотят стать робототехниками и не знают с какой стороны взяться за эту сложную, составную задачу.

Давайте я напишу, как представляю себе эту Roadmap, а вы, пожалуйста, критикуйте и дополняйте. Большое спасибо!

Roadmap Робототехника

1. Радиотехника
Задача: Научиться создавать навесным монтажом и на печатных платах радиотехнические схемы.
Решение: Книга "Юный радиолюбитель" Попова, практика с рассыпухой радиоэлектронных компонентов.
Результат: Уметь создавать электронные схемы, монтаж, отладка.

2. Микроконтроллеры - Arduino - Программирование
Задача: Изучить диалект ANSI C - Wiring.
Решение: Любой курс по Wiring4Arduino.
Результат: Уметь писать скетчи для схем с Arduino.

3. Микроконтроллеры - Arduino - Hardware
Задача: Научиться создавать схемы с Ардуино, модулями и рассыпухой компонентов.
Решение: Книга по Ардуино.
Результат: Уметь создавать схемы на Ардуино, модулях, шилдах, рассыпухе компонентов.

4. Микрокомпьютеры - Программирование
Задача: Научиться писать программы для Embedded Linux и FreeRTOS, устанавливаемых на микрокомпьютерах (например, Orange Pi Zero (CPU: AllWinner H2+, 256MB RAM, Wifi, Ethernet, USB и т.д.).
Решение: Изучить уже "чистый" ANSI C, библиотеки для работы с интерфейсами: I2C, SPI, GPIO.
Результат: Уметь писать программы для Linux и FreeRTOS (либо других выбранных ОС для микрокомпьютеров), умеющих взаимодействовать с подключенным hardware.

5. Микрокомпьютеры - Hardware
Здесь уже, наверное, ничего уметь не нужно, т.к. опыт с радиоэлектроникой и Ардуино помогает. Может изучить работу с GPIO.

6. Механика
Задача: Научиться чертить и проектировать в 3D-редакторе механические узлы роботов.
Решение: Пройти и закрепить на практике курс черчения для техникумов. Освоить параметрический 3D-редактор (SolidWorks, Kompas 3D, OpenSCAD, TinkerCAD или любой другой, главное, чтобы уметь им пользоваться и создавать точные твердотельные 3D-модели под заданные на чертежах параметры).
Результат: Черчение эскизных (концепт), проектных (без соблюдения соотношения размеров, сложные узлы), рабочих (ясные техзадания для работы "в металле") чертежей, проектирование твердотельных 3D-моделей для ЧПУ-станков и 3D-принтеров.



Большое спасибо за ваши ответы!

Сопромат не нужен?

Есть аналогичный вопрос - как стать экспертом в программировании.

И аналогично - ответа на него нет. Там слишком много разных областей в этом направлении, чтобы имело значительный смысл становиться экспертом "вообще".

Можно заниматься лишь программированием для роботов, там огромное не паханое поле, что можно делать, те же модули новые для ROS. Можно заниматься изготовлением новых механических модулей, можно новых электронных модулей, можно созданием роботов из готовых модулей и готового софта. Можно даже ремонтом каких-то готовых и более менее дорогих роботов, роботов-пылесосов, открыть сервисный центр. И так далее.

Везде нужны разные знания и навыки. И всё это - робототехника.

Если Вам лет пять, то всё у Вас получится.
Иначе держите нос по ветру(понемногу быть везде) и нанимайте узкопрофильных специалистов.

Подход основательный
Я бы добавил пункт по разработке систем управления. Что мы в итоге хотим получить - умную машину которая может самостоятельно решать поставленные задачи. А вот тут и возникают сложности, какой метод применить для получения желаемого поведения с возможностью быстрой адаптации, обучения и проч. На форуме есть много обсуждений на эту тему, вот тут например:
Сценарии поведения
forum102/topic17000.html
Применение ИИ, основы экспертной системы CLIPS
forum103/topic15155.html
От себя добавлю не самый гибкий подход, но хорошо описанный и не сложный для освоения на практике:
Автоматный подход
http://is.ifmo.ru/works/tech_aut_prog

Заниматься в современном мире "натуральным хозяйством" и пытаться получить конкурентный результат - по меньшей мере наивно.
Получится "колхоз". Нельзя объять необъятное. Да это и нахер не нужно. Развиваться нужно в чем-то одном.

Определитесь с тем, что вам в робототехнике интересно и там копайте и креативьте.

Интересна механика, ну так фрезеруйте, мотайте, собирайте свои конструкции двигателей, актуаторов и редукторов, а остальное заказывайте и покупайте. Делайте свою механику под распространенную электронику и софт.
Интересна кинематика, так купите механику с электроникой и увлекитесь программированием и визуализацией кинематики, систем ограничений и совместной работы механизмов.
Интересно ИИ и системы принятия решений - ковыряйте там.
Интересна электроника - паяйте свои продвинутые драйверы, энкодеры и тестируйте на общедоступной механике.
Интересно собирать игрушки на хобби движках и ардуине - так собирайте и играйте.
Интересно хоулм фэктори, ну так делайте свои CNC, граверы, 3D принтеры и прочие приспособы.

Пытаясь охватить все, ничего толкового не создашь.
Большинство того, что вам кажется что лучше сделать самому, уже давно сделано в промышленном виде и сделано очень качественно и при этом сильно дешевле, чем делать самому. Ну нахрена делать свой AVR? Хотя люди и это пилят))
И надо в целом понимать, что по механике роботы - это очень дорого, если речь о качественной, а не хобби-грэйд. Промышленные манипуляторы от 20К$ только начинаются. И сделать аналогичный по характеристикам в гараже будет сильно дороже 20. Хобби игрушки понятно и за 20 баксов можно делать
Я это веду к тому, что если попытка охватить все - это попытка съэкономить, то так не выйдет)

Я вам предлагаю следующую дорожную карту:

По вашему списку.

1. Купите Микроник в Амперке для общего понимания)
2. Я бы вообще для начала взял Espruino. После Си Javascript-ная асинхнонщина и динамические типы на микроконтроллере - это нереальный кайф) Будете заниматься алгоритмами, а не борьбой с языком, структурами и памятью.
3. Опятьже купите готовый набор с кучей примеров
4. Нахер отложите, будет задача и потребность в мощностях, изучите. Это не микроконтроллер, это обычный комп.
5. -
6. OpenSCAD - просто, дешего, сердито. Идеально для программиста. Нахер не нужно, если не собираетесь ничего 3D печатать.

А далее

-разбить робототехнику на узкие направления
-выбрать направление, которое вам наиболее интересно
-изучить историю этого направления, самые устоявшиеся решения
-изучить перспективы этого направления, тренды, новинки
-научиться повторять, создавать и использовать что-то из "классики" в этом направлении
-начать ковырять в сторону перспективных трендов в этом направлении, искать свои идеи, оптимизировать чьи-то идеи
-исчерпать себя в этом направлении
-выбрать другое направление, которое вам наиболее интересно
-перейти к п.3


Это все мое ИМХО, ничего не навязываю