Робот и КПК

Перед тем, как начать. В процессе подготовки этой статьи наконец-то нашел брата по разуму... А точнее - блог про роботов, автором которого является некто Клебан Виталий. Блог посвящен, цитирую «разработке инструментария-конструктора для создания мобильных роботов». Единственное, что не очень понравилось - пишет автор больше для себя, чем для людей, повторяя, к сожалению, ошибку многих очень грамотных и образованных людей. Ну и раскрутить этот блог не мешало бы...

Итак, на этот раз хочется осветить очень серьезным образом тему использования КПК в качестве мозгов робота. В этой статье я опишу возможности создания робота на основе КПК, и укажу причины, почему я лично выбрал все-таки не КПК, а ноутбук (или компьютер).

Для начала рассмотрим, какие основные преимущества дает КПК или коммуникатор:

• Минимальные вес и размер - это на самом деле, одно из важнейших достоинств
• Возможность использования мощи языка C++ для программирования поведения робота
• Графический интерфейс для наладки робота
• На новых моделях - возможность проигрывания звуковых сообщений, использования фото- и видеокамеры
• На новых моделях - возможность использования современных технологий, как например SMS, GPRS, Wi-Fi, Bluetooth, GPS...

На самом деле робот на основе КПК - это реальность, причем достаточно «древняя». Например, существует иностранный проект создания простого робота на основе КПК Palm, с детальными описаниями процесса изготовления такого робота.
Проект называется PPRK - Palm Pilot Robot Kit, попросту говоря - это комплект готовых модулей для создания робота на основе КПК Palm. Привожу сразу же список необходимых для сборки проекта PPRK компонентов, с указанием примерных цен (цены взяты с сайта разработчиков, и скорее всего существенно отличаются от цен тех же компонентов в России):

Количество	Компонент	Производитель	Цена
3	колесики диаметром 4см	Acroname Inc. или MrRobot	$32 или $29.85
3	сервомоторы MS492MH, модифицированные с помощью метода компании Mekatronix (производитель роботов)	MrRobot	$56
3	инфракрасные дальномеры Sharp GP2D12	Acroname Inc.	$40
1	микросхема SV203	Pontech	$59.99
1	кабель для синхронизации с Palm Pilot	Palm Computing	$19.99
1	плоская батарейка Hobbico HydriMax 6.0V 2000 4/5A (компонент #LXLX50)	Tower Hobbies	$31.99
2	Акриловый диск диаметром 15.24 см, и толщиной 32 мм (компонент #8581K26)	McMaster-Carr	$6
1	256 x 1 полиэтиленовые губчатые ленты (компонент #75785T87)	McMaster-Carr	$8.50
1	суперклей (цианоакриловый клей)	Любой компьютерный магазин	$2
1	Коннектор RS232 9-пин "папа"	Любой магазин электроники	$2

Всего получается порядка 260$ = 6500 руб. Еще прибавьте собственно КПК Palm III/V/m100, который конечно стоит копейки (думаю, такая б/у машинка стоит около 1000 рублей, я свой m505 покупал за 1500 рублей), но найти его трудновато.

Но дело даже не в цене.

PPRK - старинный проект, и не российский, и достать для него компоненты в полном объеме практически не представляется возможным.

Кое-что, правда, можно заменить, причем без особой потери качества. Каркас сооружается даже из детского конструктора. Батарейку подобрать и прикрутить свои колесики - тоже несложно. Сервоприводы заменить моторчиками, инфракрасные дальномеры подобрать любые. Но что делать со схемой? Ведь под нее - все драйвера. Может быть, кто-нибудь имеет мысли на этот счет?

Другим недостатком PPRK является очень ограниченное количество функций, которые может выполнять полученный робот, т.к. практически не используются алгоритмические возможности современных языков программирования. Снова, в который уже раз, объезд препятствий согласно показаниям дальномеров - это максимум, на что способны умы разработчиков. О своем отношении к такому безобразию я уже писал в статье «Робот и искусственный интеллект». Вкратце напомню - отношение у меня к этому безобразию не самое доброжелательное... Возвращаясь к PPRK - похоже, на написании драйверов запал разработчиков этого очень интересного проекта кончился.
Кстати, как раз создание драйверов - в данном случае наиболее весомая проблема. Мы можем, конечно, позаимствовать из проекта PPRK уже готовые тексты программ (и драйверов), благо они OpenSource. Однако проблема вырастает и здесь - ведь драйвера написаны специально под микросхему SV203, которую в России достать сложновато.

В случае использования более новых и более мощных КПК или коммуникаторов процесс немного упрощается и обрастает некоторыми "вкусностями". Например, такими "вкусностями" может стать применение в роботе технологий GPS, GPRS, Bluetooth, WiFi и т.д. Только представьте - как только у робота кончается зарядка, он пуляет вам SMS-ку... Внешние устройства также сейчас подключать проще, нежели чем в доисторических Palm-ах. В конце концов, уже есть USB host и некоторые готовые драйвера к нему.

Первыми идею об использовании современных КПК в качестве основы для роботов реализовала сама фирма Microsoft, сделав робота на основе КПК с ОС Windows Mobile на борту. Проект получил название WiMo, в честь названия операционной системы. Этот робот предназначен главным образом для тестирования новых интерфейсов голосового управления Windows - отсюда и его основная функция: робот понимает голосовые команды и просто обращенные к нему фразы. Кроме того, робот умеет шутить, петь, танцевать - ну и прочие приятные мелочи. Заинтересовавшимся рекомендую посмотреть видеопрезентацию WiMo.

В любом случае, хочется рассмотреть недостатки использования КПК, которые, на мой взгляд, имеют место быть! Я занимался этим вопросов вполне профессионально, и старенький КПК прикупил тоже неспроста. Итак, что я обнаружил из минусов:

• КПК, их внутренняя структура и техника их программирования - документированы в десятки раз хуже, чем знакомая всем до боли структура настольных персоналок :(
• КПК имеют совершенно другую элементную и процессорную базу, нежели обычные компьютеры и ноутбуки. Отсюда - невозможность использования наработок и многих библиотек, сделанных на компьютере, в программах для КПК.
• Достаточно сложно отлаживать программы для КПК. Есть эмуляторы на компьютере - но частенько бывает, что одна и та же программа работает на компьютере прекрасно, а на КПК просто не хочет запускаться. Можно убить много часов, прежде чем поймешь, в чем собственно дело.
• Сложность написания драйверов нестандартных устройств. Низкоуровневое программирование для КПК в несколько раз меньше документировано, и намного менее развито, нежели чем программирование низкого уровня (уровня "ядра") для компьютера. Например, подключение пульта дистанционного управления к компьютеру заключается в скачивании WinLIRC и калибровке пульта. Ни для Palm, ни для Windows Mobile - аналогов WinLIRC я не встречал. Так как все мы здесь - энтузиасты (по крайней мере, мои статьи и проекты - предназначены в основном для таких же как я - любителей робототехники), то наша главная задача - сосредоточиться на главном, а именно - программировании поведения роботов. А необходимость писать низкоуровневые и сложные в отладке драйвера - может очень сильно убавить энтузиазма.
• Сложность при подключении дополнительных внешних устройств. У обычного компьютера, или ноутбука - гораздо больше периферии и внешних портов. В случае КПК приходится часто идти на своего рода "извращения", чтобы хоть что-то к нему подключить. Если же подключать много устройств - это вырастает в практически непреодолимую проблему.
• КПК славятся тем, что достаточно долго живут без подзарядки. Реально - они живут долго когда нет нагрузки. Если же будет постоянно крутиться программа управления роботом, постоянно осуществлять связь с внешним миром, управлять двигателями, принимать показания датчиков - то максимальное время работы без подзарядки сразу же урезается до 2-5 часов, в зависимости от модели КПК. При управлении внешними устройствами через USB host это время сокращается еще в 2-3 раза.

Подводя итог: строительство робота на основе КПК - это реально. Но - лучше не заниматься этим в домашних условиях и на голом энтузиазме. Если все-таки очень хочется - лучше купите готовый к сборке комплект (если удастся найти).

Ссылки по теме:

• Сборка PPRK не слишком сложна, ее процесс детально описан на сайте разработчиков. Если кому-то нужен перевод - пишите в комментариях, и в течение пары дней увидите пост с русским переводом. Хотя, на мой взгляд, из картинок итак все понятно.
• Несмотря на простоту сборки - история о том, как собирали робота из комплекта PPRK (на английском). С фотографиями и видео. Если интересен перевод - опять же обращайтесь, сделаем.
• Тема GPS-навигации освещается на сайте «Ты здесь!». Можно найти много интересных подробностей, в частности, и про использование GPS с коммуникаторами, и про возможности GPS-навигации, нy и так далее. Полезно, чтобы оценить, стоит ли использовать GPS и робота вместе.
• PalmBot - проект домашней сборки робота на основе КПК Palm.
• Книга Программируемый робот, управляемый с КПК (5Мб) - на самом деле книжка немного не по теме, но тоже полезно. Речь идет о дистанционном управлении роботами с помощью КПК, через ИК-соединение. На самом деле, сам не читал, но как представлю себя, бегающего за роботом с КПК... В общем, иначе чем сборником анекдотов, пока что книжка не воспринимается. Но - скачал, буду читать, результаты изложу в следующем выпуске «Чтива».
  К сведению: судя по собственному опыту, инфракрасник Palm-а в несколько раз хуже по части дальнобойности, чем любой пульт ДУ (ака лентяйка).

Перевод любого из англоязычных сайтов, упомянутых в ссылках, я могу осуществить, если кому-то интересно, и запостить сюда. Пишите в комментариях или на .