用树莓派DIY波士顿机器狗，帮你省下50万：教程开源，人人皆可上手

　　鱼羊晓查发自凹非寺 

　　量子位报道公众号 QbitAI

　　53 万一只的波士顿动力机器狗，玩不起怎么办？

　　不如利用开源项目，拿树莓派 DIY 一个，成本不到 4000 元。

　　这么一站，是不是就有波士顿动力狗那种 feel 了？

　　先来个热身运动，展示一下灵活的关节：

　　通过三轴身体姿态控制，这样一只树莓派版波士顿动力狗，可以实现两种运动模式。

　　一种是小跑姿态。这种 4 相步态下，机器狗对角线上的两腿同时移动，能达到更快的移动速度。

　　另一种是步行姿态。这种结合身体运动的 8 相步态，有助于保持机器狗的平衡和稳定性。

　　这只机器狗由外国小哥Michael Romanko打造。

　　是不是感到有一丝心动？

　　那么不妨接着往下看，拿好这份精确到每个细节的开源教程，拥有自己的迷你波士顿动力狗不是梦。（狗头）

　　硬件成本不到 4000 元

　　这只树莓派机器狗基于开源的 ThingVerse Spot Micro 框架打造。外壳部分由喷嘴 0.6 的 3D 打印机制作。

　　软件部分在运行 Ubuntu 16.04 的树莓派 3B 计算机上实现。

　　所以首先，需要准备一个价值人民币230 元左右的树莓派 3B 开发板。

　　控制部分的组件，包括价格不到30 元，接口为 I2C 的伺服驱动 PCA9685。

　　以及 12 个伺服电机 PDI-HV5523MG，单个价格约为70+ 元。

　　另外，还需要配备一块 16×2，I2C 接口的液晶显示器。

　　电池方面，采用的是 2s 4000mAh 的锂电池，直接连接电源伺服，价格在160 元左右。

　　稳压器用到的是 HKU5 5V/5A UBEC，为树莓派、液晶面板、PCA9695 控制板供电，价格折合人民币约为45 元。

　　整个一套下来，算上 3D 打印机，成本不超过 4000 元，甚至比斯坦福的廉价开源四足机器人 Pupper 成本（600-1000 美元）更低。

　　△斯坦福 Pupper

　　精确到每个细节的教程

　　Mike 组装教程比较简略，但是给出自己参考的一个“微型机器狗 AI”（SpotMicroAI）社区。

　　SpotMicroAI 的教程可谓是“手把手”，撰写教程的工程师几乎提供了组装机器狗的每一步详细，甚至连如何 SSH 连接到树莓派的方法都有，力求每个人都能看懂。

　　首先是为树莓派安装操作系统，建议安装PINN，这是一个增强版的 NOOBS 操作系统安装器。

　　安装好以后，系统自带 SSH 和 VNC，无需给树莓派外接键鼠，可通过远程方式对其进行调试。

△ 成功通过 VNC 连接到树莓派

　　在 PINN 的众多操作系统选项中选择安装 Raspbian Lite。此后将断开 VNC 连接，全部用 SSH 连接到树莓派。

　　树莓派系统自带 FTP，为了方便初学者在电脑和树莓派之间传输文件，建议安装 FileZilla 软件。

　　输入树莓派的 IP 地址、用户名、密码、端口 22，点击 Quickconnect 即可连上树莓派的文件系统。现在，您可以根据需要从 SpotMicroAI 拖放文件。

　　接下来进入最关键的步骤，安装机器狗控制软件，为了简化安装，作者已经写好了脚本，安装过程自动完成：

　　ssh [email protected]curl

　　https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-/raw/master/utilities/self_install.sh bash

　　然后启动通讯总线 I2C。打开终端并运行以下命令：

　　sudo raspi-config

　　然后从显示选项进行以下更改：Interfacing options → Enable I2C

　　再按照下图的方式将所有硬件和树莓派连接起来：

　　机器狗外壳的 3D 打印文件也同时附送，作者建议使用 0.6mm 的喷嘴，层高设置为 0.3mm，可以最大限度地加快打印速度。

　　完成硬件组装后就是软件调试部分。

　　先下载 JSON 的格式的默认配置文件：https : //gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-//blob/master/spotmicroai.default，将该文件放在用户主目录下。

　　打开校准工具，对 12 个伺服点击进行校准，找到机器狗“休息”时电机的初始位置。

　　cd ~/spotmicroai/calibration./calibration.sh

　　经过校准后的机器狗，就可以做出各种动作了。

　　等等，给机器狗尾部安装的显示屏有什么用呢？其实它可帮我们快速看到机器狗当前的状态。

　　比如，在上面的面板里，我们能看到树莓派 CPU 当前的温度、与外部控制器的连接状态、伺服控制板状态，等等。

　　至此迷你机器狗就大功告成了。如果你不仅想组装它，还想学习更高阶的开发教程，那么可以去看一下 Extra 里的内容。

　　下一步计划

　　现在 Mike 的迷你机器狗只能做一些简单的动作，Mike 下一步的计划是让它和波士顿动力的机器狗一样智能。Mike 未来的目标是：

　　1、加入激光雷达，通过 SLAM 实现房间的简单 2D 映射。就像原版的波士顿动力机器狗一样。

　　现在已经有人实现了 Mike 的第一个目标：

　　2、开发自动运动模块，指导机器人围绕感测到的 2D 环境执行简单任务。例如在房间中导航，并避免撞到障碍物。

　　3、结合摄像头或网络摄像头创建软件模块，进行基本的图像分类。例如，感知到拳头的闭合和张开，让机器人对某个动作做出特定反应，实现手势控制。

　　网友：整起来

　　自己动手 DIY“波士顿动力狗”，这样的实践连树莓派官方都点了赞。

　　网友们则纷纷表示：鹅妹子嘤，这真的很酷。

　　也有人迫不及待，打算自己动手做起来了。

　　那么，整起来？

　　参考链接：

　　https://www.raspberrypi.org/blog/mini-raspberry-pi-boston-dynamics-inspired-robot/

　　https://github.com/mike4192/spotMicro#Overview

　　https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai