用樹莓派手搓《星際穿越》同款機器人,馬斯克都忍不住點贊

AI好好用發表於2024-12-03

AI好好用報導

編輯:楊文
電影照進現實。
2013 年,「實拍狂魔」諾蘭拍了那部著名的《星際穿越》。

為了這部電影,諾蘭不僅在加拿大北部開荒種出三千畝玉米地,還造出了一架真實大小的飛船和一臺名為 TARS 的機器人。

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這個酷炫機器人平時長得神似高科技冰箱,一旦遇到危險,它就能各種變形。

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比如遭遇大海浪時,它能變成螺旋槳在海洋中穿梭:

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在奔跑時,它四條腿又像筷子般交錯前進:

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不僅如此,TARS 還「油嘴滑舌」,滿肚子冷笑話。

別看電影中的 TARS 機智勇敢,現實中它就是一個重達九十公斤、帶有運動輔助裝置的木偶。

後面的特技演員一邊操作木偶,一邊念臺詞。

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早在 2023 年,一位名叫 Charles Diaz 的國外小哥,就用樹莓派復刻了一個 TARS,並將其開源。

用樹莓派手搓《星際穿越》同款機器人,馬斯克都忍不住點贊

https://x.com/lukas_m_ziegler/status/1809231776255987790

這款迷你版 TARS,外觀和電影中的機器人幾乎是一個模子刻出來的,都是一個軀幹外加兩條腿。

它不只是一個靜態模型,而是可以向前移動,並且側身轉向。

就連馬斯克都在影片底下評論:「這玩意太可愛了,也許特斯拉該做點這個。」

據小哥介紹,在過去的兩年裡,他一直在努力製作《星際穿越》中機器人 TARS 的微型複製品,使其儘可能地忠實於電影中的行走方式。

截至目前,他已經制作了三個版本,從一個功能齊全但不太可靠的概念驗證原型,發展到一個更加精緻且高度可靠的原型,能夠連續行走數小時。

在最新版本中,他還給這個機器人配備了雙機械臂,用來與周圍環境互動。


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如何用樹莓派手搓一個TARS?

Charles Diaz 在電影院看到 TARS 的那一刻,就萌生了復刻它的想法。

乍一看,TARS 似乎是一個相當簡單的行走機器人,只有兩條腿,每條腿有一個關節。

不過仔細觀察後,就會發現在腿關節附近有一個隱藏的平移自由度,可以讓腿在轉動時不會卡住軀幹。

在第一次嘗試製作 TARS 時,他沒有考慮到 TARS 腿部的升降機制,結果做出來的 TARS 不能正常走路,腿會在接觸地面時卡住。

於是,他在 TARS 的主軸旋轉的方形孔中銼入了更大的矩形槽,讓軸和兩條腿相對於中心軀幹模組上下移動,提供了旋轉腿向前所需的垂直間隙,讓 TARS 邁出了第一步。

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後來,他嘗試製作了第一版 TARS。

他用一臺裝著 Raspbian 系統的 Raspberry Pi 3B + 作為主控單元。

為了驅動腿部,他選用了四個高扭矩的金屬齒輪伺服電機,這些電機全部安裝在軀幹內部。

其中兩個電機用於控制兩條腿的旋轉,另外兩個則用於控制軀幹的上下移動。

控制這四個伺服電機的是一臺 Adafruit PCA-9685 伺服驅動器。

伺服電機的動力來自兩個並聯的 8 節(7.2V)鎳氫電池包。樹莓派 3B + 則由一個 5V 的 USB 手機充電器供電。

顯示器是他從亞馬遜購買的一個 5 英寸 HDMI 顯示器,便於使用者實時監控和操作 TARS。

為了讓外部裝置控制 TARS,他還配備了一個 8BitDo Zero 2 藍芽控制器,使用者可以透過藍芽遠端控制 TARS 的行走和其他動作。

第一版 TARS 的底盤採用了鋁合金擠壓成型的「脊柱」作為基礎結構,然後在上面安裝了 3D 列印的聚碳酸酯部件。這些零部件構成了 TARS 的整個驅動系統。

最後,使用鋁板作為外殼,頂部有聚碳酸酯螢幕保護罩,雖然鋁材質不像電影中的鋼製材料,但它給這個版本增添了一種電影般的真實感。

在測試過程中,TARS 走路顯得很笨重,步伐又重又猛,這主要是因為鎳氫電池增加了不少重量,同時也受到重量分佈不合理(所有重元件都位於軀幹內)和行走程式不成熟的影響。

這些過於沉重的步伐導致許多 3D 列印的驅動部件在碰撞時損壞,使得第一版 TARS 在需要修理或更換部件之前,最多隻能走四步。

在為第二版 TARS 制定改進計劃時,他首先想到的就是把鎳氫電池換成更輕的鋰電池包,比如鋰聚合物電池。

詳細的製作教程、硬體和程式碼,請檢視:

https://www.hackster.io/charlesdiaz/how-to-build-your-own-replica-of-tars-from-interstellar-224833


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搭載ChatGPT的進階版

受開發者 Charlie Diaz 開源的 TARS 3D 模型製作教程的啟發,一網友成功建立了基於 ChatGPT 的 TARS 版本,並取名為「GPTARS」。

GPTARS 不僅能夠模仿《星際穿越》中 TARS 的口音,使用者還可以透過自然語言與其進行對話,並在螢幕中打出文字。


用樹莓派手搓《星際穿越》同款機器人,馬斯克都忍不住點贊


影片中,開發者正在教 TARS 如何哈哈大笑。

開發者:嘿,TARS,你知道怎麼笑嗎?

TARS:不,我不知道。我只是一個微型機器人,笑並不完全在我的程式設計中,我甚至不確定它應該聽起來像什麼。

開發者:哦,這很簡單,當某件事很有趣時,你就哈哈哈哈哈。這是一堆字母 H 和字母 A,你只需要投入很多熱情。

TARS:我明白了。你是想讓我透過充滿熱情地發出一系列 “哈” 聲,並用感嘆號點綴來表達歡樂嗎?

開發者:是的,沒錯。如果我跟你說一個關於披薩的笑話,算了,那個可能太蹩腳了。

隨後,TARS 爆發出一陣奇怪的笑聲。

開發者:今晚我要睡不著了。

此外,它也能像電影中的TARS一樣,透過對話設定幽默值。

用樹莓派手搓《星際穿越》同款機器人,馬斯克都忍不住點贊


據作者介紹,隨著 OpenAI 不斷迭代旗下模型,他也會持續開發,為 GPTARS 新增了交流和控制運動等新功能。

目前,GPTARS 已經迭代到由 OpenAI 最新 GPT-4o 模型提供支援。

參考連結:
https://x.com/dr_cintas/status/1860346145219789270
https://x.com/lukas_m_ziegler/status/1809231776255987790
https://x.com/travsl35/status/1820877825790111803
https://www.hackster.io/charlesdiaz/how-to-build-your-own-replica-of-tars-from-interstellar-224833

文內影片連結:https://mp.weixin.qq.com/s/28ozh8OOsJ6i2ILKVUgU0Q


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