Robot MATYLDA Technika

Dobrý den, ahoj,

smyslem našeho projektu bylo stvořit nejen cenově dostupnou, robotickou platformu, vhodnou jako hravý učební nástroj pro kybernetiku, robotiku a programování, ale i zábavného kamaráda. Nyní, když je MATLYDA na světě, ráda by mezi Vás. K tomu je však třeba splnit ještě pár drobných úkolů. Zhotovit návody, obaly, nalézt distribuci... Pomůžete nám uvést MATYLDU na trh?

Proč?

S MATYLDOU je učení především zábava. Hraní vede k novým poznatkům, prohlubování zkušeností a především - zdravě posiluje seběvědomí dětí, jeden ze základních předpokladů úspěšnosti člověka. Vždyť jsou na svého robota náležitě pyšné :-)

MATYLDA rozhodně není jen nějaká hračka, i když si hraje ráda. Je vybavena různými senzory (gyroskop, akcelerometr, ultrazvukový senzor, mikrofony). Ty jí dovolují při příslušném naprogramování interaktivní i částečné nebo zcela autonomní chování.

  

Učit MATYLDU novým věcem, není až tak moc složité, jak se lidem, programováním doposud nepolíbeným, může na první pohled zdát. Ze zkušenosti mohu směle říct, že se správným průvodcem to zvládají už dvanáctileté děti. 

Autorem a konstruktérem je Michal Seidl z OpenTechLab Jablonec nad Nisou, pouze část designových prvků (tvar hlavy a rukou) byla převzata z open source projektu Poppy. 

Ovládání MATYLDY zajišťují mikrokontrolery - Arduina, které řídí příslušné servopohony. Síla jednotlivých serv je dimenzována právě tak, aby byla schopná nést vlastní váhu platformy. Zejména cena servomotorů totiž zásadně ovlivňuje celkovou cenu MATYLDY.

Platformu lze snadno upgradovat nejen o další senzory, ale také o mikropočítač (např. Rapsberry Pi). Ten dovoluje výrazně složitější operace, jako například připojení k internetu a spolupráci s volnými (zadarmo) vývojářskými nástroji, jako je např. Google talk. Tím se interaktivita MATYLDY posouvá na úroveň vyspělých robotů, schopných například i rozhovoru s člověkem. 

Velikou výhodou je opět výborná cenová dostupnost takových řešení a také s nimi spojená široká celosvětová komunita. 

Co vše lze MATYLDU naučit?

Plaforma tak, jak je v základu sestavena, je schopna dosáhnout plně autonomního chování. Zde pár příkladů za všechny:

Samostatná chůze:

Díky výbavě gyroskopem a akcelerometry je MATYLDU možné naučit držet a zachovat rovnováhu i při vnějším silovém podnětu, např. šťouchnutí. K vlastní chůzi je pak už jen malinkatý krůček.
Aby při své chůzi nikde nenarazila, k tomu slouží ultrazvukový senzor. Dva analogové mikrofony zase umožňují MATYLDĚ určit směr zdroje zvuku. Může tak doslova jít za zvukem. Fotodioda pak MATYLDĚ umožňuje rozeznávat světlo a tmu. Může se tedy vyhýbat například tmavým místům nebo v případě, že do tmavého místa dojde, provést nějakou akci - třeba spustit integrovaný malý hlasový modul, kde bude nahrána hláška "já se bojím, je tu tma."

Robotí budíček a rozcvička:

MATYLDU je možné naučit, aby v nastavený čas "procitla" a pomocí integrovaného hlasového modulu spustila a opakovala například nahranou hlášku: "Vstávat a cvičit, lenochu" (hlasový modul zvládne až 10s hlasového záznamu, pro více hlášek je třeba více hlasových modulů). Po té, co MATYLDA mikrofony přijme dostatečně hlasitý podnět, pochopí, že jste vzhůru a může začít programovou sekvenci předcvičování, kterou jste jí připravili. Zkrátka, může být takovou vaší robotí Olgou Šípkovou, kříženou s Bobem a Bobkem :-)

Hlídací pes:

I když není pes, může hlídat, když nejste doma :-) Zabudované mikrofony dovedou reagovat na různou zvukovou intenzitu. Spolu s fotodiodou pak na nečekané světlo v době, kdy by světlo býti nemělo. Tyto podněty vnějšího prostředí jsou dostatečné pro spuštění naprogramované akce, například spuštění hlasového modulu s hláškou: "Pomóc, zloději, chtějí mě ukradnout." 
Pokud doplníte MATYLDU o GSM modul, může současně s hláškou vytočit vaše telefonní číslo nebo zaslat e-mail.

Rozpoznávání osob:

Rozopoznávání jednotlivých čelnů domácnosti lze dosáhnout poměrně snadno. V základu s Arduiny stačí doplnit MATYLDU o RFID čtečku (cca 240,- Kč) a vybavit členy domácnosti náramkem s RFID čipem (cca 65,-Kč). Pokud MATYLDA zachytí signál příslušného RFID čipu, může spustit požadovanou akci, například hlasový modul s nahraným oslovením: "Ahoj Míšo, jsem ráda, že Tě vidím." Standardní dosah čtečky je do 5cm, čtecí schopnosti lze ale posílit zesilovačem na anténě až na 1m. 
Složitější je pak hlasové rozpoznávání nebo rozpoznávání obličeje. To již vyždauje rozšíření MATYLDY o mikropočítač Rapsberry Pi a připojení k internetu (cca 1235,- Kč). V takovém případě však MATYLDA rozpozná osoby v domácnosti na základě jejich hlasu a v případě doplnění kamery (560,- Kč - v čele má připraven otvor) i na základě rozpoznávání obličeje. Práce s umělou inteligencí se není třeba obávat. Volně dostupné nástroje pro programování i provoz jsou uživatelsky přívětivé a tedy nemusíte být zrovna expertem přes AI, abyste je dovedli efektivně používat ;-) Ostatně v návodech Vás se vším podrobně seznámíme.

Zkrátka MATYLDA se může naučit hodně a opravdu záleží jen na Vás a vaší fantazii :-) 

No a pokud máte větší fantazii, než jsou základní MATYLDÍ schopnosti, nezpomeňte, že je open-source a lze jí rozšiřovat a upravovat dle vaší libosti.

Terapie s MATYLDOU

Děti s autistickým nebo kombinovaným postižením často milují technologie. Jsou pro ně, na rozdíl od běžných sociálních vztahů, svým chováním transparentní a srozumitelné. 

MATYLDA se může takovým dětem stát nejen robotickým, interaktivním přítelem. Správně sestaveným programováním autonomního chování může být i jejich průvodcem světem.

I umělečtí performeři si přijdou na své

Univerzálnost a otevřenost MATYLDÍ robotické platformy omezuje pouze lidská fantazie. Je nasnadě, že performeři jejím nedostatkem rozhodně netrpí :-)

Anatomicky správná konstrukce, proporcemi odpovídající tří až čtyřletému dítěti, umožňuje snadné a dostupné kostýmování, stejně jako pohybovou synchronicitu. Spojení MATYLDY s různými dětskými hračkami nebo vozítky se tak přímo nabízí.

MATYLDÍ komunita

Důležitou součástí je vzájemné sdílení MATYLDÍCH poznatků, zkušeností i již hotových a odladěných programů. K tomu slouží hlavně MATYLDÍ komunita, která se sdružuje na webu www.robot-matylda.cz.

Tak než se odhodláte k tvorbě vlastních programů, můžete využít díla celé komunity.

Podpořte nás a MATYLDU. Vzdělání je vždy dobrá věc. Děkujeme.

Matylda vznikla z komponent partnera: