近日，華為“天才少年”稚暉君時隔三個月后再出新作。此前以一己之力打造的“自動駕駛自行車”、“精致而功能齊全的機械臂”等杰出作品仍然讓人記憶猶新，此次他設計的是一個名為“電子”的桌面小型機器人，與現(xiàn)有交互機器人不同的是，“電子”可看作一個電腦配件，能一步完成控制電腦亮度、聲音，充當“擬人攝像頭”等。

此次視頻在稚暉君的B站個人頻道和微博更新，他表示“電子”是一個整體難度不高，但非常有意思的支線項目。

視頻開始，他介紹了項目動機，是一個“撿到一個鼠標墊，想配一臺電腦的故事”。熱衷收集各種屏幕的稚暉君，這次拿到了一塊圓形LCD屏幕，使用此類屏幕制作手表、掛件的項目已經(jīng)很多，他將目光投向了自己感興趣的機器人領域。

稚暉君表示，迷你機器人已有很多，比如豐田的對話機器人“Kirobo Mini”、索尼的音樂蛋“Rolly”，但這類產(chǎn)品功能太單一，擴展性和開放性也不強，并且受限于體積等因素，要實現(xiàn)稍微智能點的交互，還得依賴手機芯片。

Kirobo Mini

怎樣擁有一臺無需充電、隨時待機、有強大計算能力的機器人？稚暉君想到的辦法是，把它設計成電腦的一個配件，就能獲得電腦上的應用程序、強大算力，還能時刻連接USB，機器人手臂可當“鍵盤”用，確定了想法。

下面來看看他是如何實現(xiàn)的吧！

作為一款mini型機器人，稚暉君選用了小巧的3G傳統(tǒng)舵機作為執(zhí)行單元，并進行了一定的改造，其次我們需要通過USB和電腦進行取電以及通信，還有一部分是顯示方面的驅動。

項目框架圖

結構方面，為了配合圓形屏幕的特點，稚暉君把設計風格設定為圓潤可愛的科幻風，雙臂可動，而且有兩個自由度，頭部和身體也各有一個自由度。

結構方面最大的亮點在于手臂的傳動方式，如何使機器人的手臂是可以同時進行前后和左右旋轉？

他是這樣設計的：手臂前后的運動由一個舵機，通過齒輪嚙合進行傳動，而另一個正向方向的運動則由另一個舵機通過一個T形推桿進行傳動

結構設計完了，接下來就是電路部分了，主控板采用的兩層板設計，體積做到了最小，和屏幕的面積一致。

本項目使用到的 Cortex-M4 內核MCU ：STM32F4

用來驅動屏幕和控制舵機以及進行USB 通信，由于芯片本身的USB功能，只支持低速或者全速的USB，為了提高通信速率，他在電路上添加了高速的USB-PHY芯片，將理論通信速率提高到了 400Mbps。

實際速度也有300Mbps，這個速度是遠高于 UART、I2C、SPI等短總線的，而這也為后續(xù)的軟件開發(fā)提供了更多的可能性。

USB-CDC協(xié)議圖

還有一塊放在身體里面的傳感器板子，這上面還搭載了一顆攝像頭，以及一個紅外手勢傳感器。

攝像頭板

用過舵機的同學應該都知道，市面上的舵機大多數(shù)都是只能接收pwm信號，然后進行角度控制，這會存在兩個問題：

其一：我們只能給舵機發(fā)送指令讓它動作，而無法接收指令，知道它的運動狀態(tài)。

其二，他希望舵機能夠進行反驅，也就是說需要舵機能夠隨時輸出力矩的切換。

為了解決以上問題，稚暉君對舵機進行了一頓魔改，于是，設計出了下面這塊巨迷你的舵機驅動器。

舵機驅動器

它支持I2C總線通信，PID閉環(huán)控制，支持位置回傳，也可以設置醉倒的輸出力矩，而且可以斷電儲存參數(shù)等等。

稚暉君上兩次刷屏的作品分別是能給葡萄縫針的機械臂，以及會直行、拐彎、躲障的自動駕駛自行車。據(jù)資料顯示 ，稚暉君2018年畢業(yè)于電子科技大學，先進入OPPO算法崗工作，后加入“華為天才少年計劃”，目前是華為AI架構師。在成為華為“天才少年”前，稚暉君已經(jīng)是B站科技區(qū)鼎鼎有名的UP主。

在本次視頻最后，稚暉君回憶起10年前，自己剛入門時在論壇發(fā)的技術求助帖，并感嘆道，“十年飲冰，難涼熱血。幸運的是，十年前的‘菜鳥’像鴕鳥一樣把頭扎進沙漠，然后發(fā)現(xiàn)沙子下面的是星辰大海?！?/p>