難以想象，這竟然是一個(gè) 18 歲高中生獨(dú)立做出來的機(jī)器人！
無論室內(nèi)外，都能實(shí)現(xiàn)跟蹤：
就連在黑夜里跟著走，也 No problem：
當(dāng)坐騎也完全沒問題：
原理確定、外形設(shè)計(jì)、電路連接、代碼編寫，所有工作耗時(shí) 200 天。
而且，全部由這位叫做凌十七的B站Up 主一人完成！
視頻上傳不到 3 天，就斬獲近百萬播放量。
本來，自主導(dǎo)演的機(jī)器人故事和硬核 DIY 機(jī)器人全流程已經(jīng)足夠惹眼。
在視頻即將結(jié)束時(shí)，Up 主還掏出樂器，為這一項(xiàng)目獻(xiàn)曲一首，直接引爆了彈幕：
請(qǐng)問還有什么是您不會(huì)的呢？
六邊形戰(zhàn)士！
寶藏男孩？！
從程序員，到導(dǎo)演，到音樂愛好者，多種身份無縫切換！
這到底是怎樣的一位 Up 主？
這又是怎樣的一個(gè)機(jī)器人？
從建模到制作，全自主設(shè)計(jì)
要做一個(gè)什么樣的機(jī)器人呢？
凌十七給出了他心目中的標(biāo)準(zhǔn)：
鋼結(jié)構(gòu)，塑料外殼。
能跟隨，能跑，能裝東西，能拉著走，關(guān)鍵…… 還能坐。
畫好了設(shè)計(jì)圖，18 歲的少年沉吟道：可行。
那就開始，第一步：建模！
大家來感受一下這個(gè)建模工作量：
拉近了看，整個(gè)機(jī)身的設(shè)計(jì)并非粗糙直白的幾何形狀，而是參考人體工學(xué)，從穩(wěn)定性和實(shí)用性等方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)：
建模完成后，就迎來了下一個(gè)頭禿程度不輸建模的環(huán)節(jié) ——
外殼制作。
讓模型從電腦來到現(xiàn)實(shí)里，凌十七選用以水洗樹脂為材料進(jìn)行 3D 建模。
這聽起來似乎不需要過多的操作，只要坐在機(jī)器前等著收成品就好：
但實(shí)際嘗試起來，問題可就太多了：
使用水洗樹脂作為打印耗材可能會(huì)出現(xiàn)開裂問題
在成品外殼過薄時(shí)會(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的變形，進(jìn)而導(dǎo)致無法安裝
超大尺寸的零部件對(duì)于組裝精度的要求非常高
這中間沒有捷徑，只有一次次進(jìn)行地嘗試、調(diào)整、再嘗試、再調(diào)整。
樣子成型了，接下來就是給零部件們上補(bǔ)土。
這道工序能在統(tǒng)一底色的同時(shí)，填補(bǔ)了打印表面出現(xiàn)的不平整。
然后就是外表制作的最后一步，刷漆：
現(xiàn)在，“很沒有技術(shù)含量，非常無聊且浪費(fèi)時(shí)間”的外殼制作環(huán)節(jié)完成了。
再來看機(jī)器人的眼睛，凌十七所選用的二維激光雷達(dá)：
他一共使用了兩個(gè)雷達(dá)，并都根據(jù)通信規(guī)則重寫了解包算法。
好，接下來就是去制作機(jī)器人的心臟了！
凌十七選擇了單片機(jī)作為主控設(shè)備，來控制無刷電機(jī)和舵機(jī)，并進(jìn)行遙控、驅(qū)動(dòng)和跟隨速度方向的最終判斷：
然后將樹莓派作為跟蹤算法輸出設(shè)備，串口傳輸數(shù)據(jù)給單片機(jī)：
這里的單片機(jī)和樹莓派都由一個(gè)統(tǒng)一的 10A 降壓模塊供電。
但由于樹莓派 USB 可提供的電流非常小，而雷達(dá)又是直接從 USB 端口拉供電的，所以一開始常常會(huì)陷入無限重啟的狀態(tài)中。
因此，凌十七把雷達(dá)中的電路供電壓（VCC）單獨(dú)引到了 5V，解決了這個(gè)問題。
至于完整的跟蹤功能，凌十七一共用了 250 行代碼來實(shí)現(xiàn)。
和外殼制作相比，代碼書寫稱得上是“很有技術(shù)含量，非常不無聊且花費(fèi)時(shí)間”了。
畢竟，在最后列出來的已解決的問題中，程序方面的例子是最多的：
要能在硬件支持范圍之外跟蹤目標(biāo)，因此限制了跟蹤角度，超出后重新尋找目標(biāo)；
要防止在丟失目標(biāo)時(shí)亂跑，因此就通過程序使在探測(cè)到目標(biāo)距離過長(zhǎng)時(shí)停止跟蹤；
還要能夠及時(shí)與單片機(jī)通信，防止通信過多丟失數(shù)據(jù)，以及非線性的轉(zhuǎn)向算法……
而最終，設(shè)計(jì)圖里所提到的功能，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了。
除了開頭提到的功能外，存儲(chǔ)東西也完全沒問題：
站在自己這十分有說服力的雜亂地面上，凌十七這樣表示：
這是我這輩子目前開發(fā)過最難的項(xiàng)目。
機(jī)器人背后的故事
沒錯(cuò)，從 0 到 1 打造一個(gè)機(jī)器人，對(duì)于機(jī)器人專業(yè)的學(xué)生來說也許不難，但對(duì)于高中生而言，需要自學(xué)從編程、電路到自動(dòng)控制的所有技術(shù)知識(shí)。
軟件上，所有程序和軟硬件代碼都需要自行調(diào)試、優(yōu)化，算法上修過的 bug 可以說是“不計(jì)其數(shù)”：
硬件上，在對(duì)機(jī)身進(jìn)行建模時(shí)，凌十七雖然專門學(xué)習(xí)了相關(guān)的設(shè)計(jì)方法：
但自己動(dòng)手做的時(shí)候，僅僅是外殼設(shè)計(jì)這個(gè)“看起來沒啥技術(shù)含量”的工作，就耗費(fèi)了相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，壞過好幾個(gè)外殼：
可想而知，除了外殼，在建模和設(shè)計(jì)上還有多少需要更換的零部件。
凌十七自己也表示，最后產(chǎn)出的零件垃圾甚至“能再造一臺(tái)機(jī)器人”出來：
后來好不容易做好后，機(jī)器人又損壞了一次。
2020 年 8 月開始設(shè)計(jì)、10 月制作，但在 12 月份進(jìn)行戶外拍攝的時(shí)候，這個(gè)機(jī)器人的“頭部”意外掉了。
由于脖子連接處的舵機(jī)很不牢靠，最初只是搭在機(jī)器人身上，很容易取下來，導(dǎo)致雖然在家中實(shí)驗(yàn)時(shí)沒出現(xiàn)任何問題，但在不平坦的路面上卻無法 hold 住，最終壞了。
了解這一情況后，凌十七改進(jìn)了機(jī)器人結(jié)構(gòu)，全部采用螺絲固定，就沒有再出現(xiàn)類似的問題。
但也正是因?yàn)檫@件事，項(xiàng)目被迫中止了一段時(shí)間，后來拆除接近 1/3 的機(jī)器人外殼，重新制作后，才于 2021 年 4 月左右完成。
當(dāng)然，也并非只調(diào)整了外殼，這次改裝也對(duì)軟件進(jìn)行了重新升級(jí)。
雷達(dá)上，加入了三四個(gè)算法，主要是為了優(yōu)化通信和雷達(dá)的無效數(shù)據(jù)，還有幾個(gè)是為了排除跟蹤時(shí)可能出現(xiàn)的誤導(dǎo)、或是某些嚴(yán)重影響運(yùn)行效果的情況；
驅(qū)動(dòng)算法上，也經(jīng)過了參數(shù)調(diào)整優(yōu)化，但這一操作并不規(guī)范，基本是在試錯(cuò)，如果進(jìn)行更正式的項(xiàng)目的話，可能會(huì)算好一個(gè)正規(guī)的模型，再進(jìn)行編程。
所有算法都是凌十七自行編寫的，沒有參考其他算法：
畢竟沒見過類似產(chǎn)品，而且在確定原理的時(shí)候，腦子里就已經(jīng)想好邏輯了，所以也沒想過要找別人的代碼。
經(jīng)過 9 個(gè)月打磨的機(jī)器人，從各方面來說都較為優(yōu)秀，不過對(duì)于凌十七來說，還是有可以繼續(xù)改進(jìn)的地方。
一方面，機(jī)器人并不能做出表情，所有視頻中的表情都是后期處理上去的，也就是特效制作。
凌十七表示，原本是想外包特效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)外包能力不足，做出來的特效太拉垮…… 所以就自己學(xué)著去做了，效果確實(shí)要更好。
當(dāng)然，直接顯示表情也是可以做到的，只是“目前市面上已經(jīng)有很成熟的算法了”，因此他沒有考慮作為機(jī)器人的“亮點(diǎn)”來完成。
另一方面，從機(jī)器人本身來說，物理穩(wěn)定性不好；而避障算法所采用的兩代激光雷達(dá)，也都受光照影響，效果與預(yù)期有差距，戶外的表現(xiàn)不夠好。
如果有時(shí)間再優(yōu)化的話，凌十七打算將兩個(gè)激光雷達(dá)和攝像頭進(jìn)行結(jié)合，會(huì)讓戶外跟蹤更加穩(wěn)定。
至于為什么要做這個(gè)機(jī)器人？
凌十七表示，最初是想找個(gè)人幫忙拎設(shè)備（如錄視頻所用的三腳架、攝像機(jī)），后來意識(shí)到，這件事可以“不必由人來完成”。
要是能做個(gè)自動(dòng)拉貨車，還能當(dāng)代駕，豈不美哉。
雖然后期確實(shí)投入了巨大的精力，但從完成度來看，效果還是非常不錯(cuò)的。
而機(jī)器人小 D（Devil）的名字，則來源于一首名為《Devil Swing (Remix)》的歌。
也正是因?yàn)檫@個(gè)項(xiàng)目，讓凌十七決心從電子工程轉(zhuǎn)專業(yè)（此前已被佐治亞理工學(xué)院錄?。?，去學(xué)習(xí) AI 和機(jī)器人。
△原本想要學(xué)習(xí)的專業(yè)
在接受量子位采訪中，凌十七表示，自己通過這個(gè)項(xiàng)目意識(shí)到，以后可能是算法的天下，所以想把重心更多地放到編程上。
“想轉(zhuǎn)專業(yè)去搞 AI & 機(jī)器人”
凌十七來自上海師范大學(xué)附屬中學(xué)（上師大附中），前 16 年也與其他中學(xué)生一樣，“基本在應(yīng)對(duì)考試中度過”。
高一，凌十七通過競(jìng)賽接觸到機(jī)器人，從此打開了新世界的大門。
視頻中可見，除了在“機(jī)器人綜合技能”和“電子控制項(xiàng)目”比賽中獲得一等獎(jiǎng)以外，凌十七還發(fā)明了一種“激光定位特殊用途使用的遙控裝置”，并斬獲多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
凌十七表示，雖然這些比賽“含金量不高”，但成功激起了他對(duì)機(jī)器人的興趣：
當(dāng)我第一次發(fā)現(xiàn)，我能讓自己以外的事物按照我的意志運(yùn)行的時(shí)候，何其感動(dòng)，何其震撼，就感覺一切從未如此充滿意義。
機(jī)器人就是照亮我人生道路的第一道光。
他于 2019 年開始上傳視頻，并于 2020 年初制作了一把小刀，帶電路、能發(fā)光的那種，播放量一下子從幾萬沖上了一百多萬：
接下來的一個(gè)視頻中，這把小刀直接進(jìn)化成了能噴火、變色的光劍，播放量達(dá)到了 200W+，也坐實(shí)了“手工 UP 主”的名聲：
在那之后，機(jī)器人小 D 一打造就是 9 個(gè)月，轉(zhuǎn)眼來到 2021 年。
期間，凌十七一度有過想要放棄的念頭，“感覺再搞下去自己就要不正常了”，但最終還是堅(jiān)持了下來。
也正是在這個(gè)項(xiàng)目中，他找到了自己未來前進(jìn)的方向。
對(duì)于這個(gè)機(jī)器人，不少大 V 激情轉(zhuǎn)發(fā)：
B站官方也熱烈鼓勵(lì)：
值得一提的是，凌十七的技能點(diǎn)并不僅限于機(jī)器人、導(dǎo)演和彈琴，據(jù)他的高中同學(xué)表示，畫畫、編曲等等技能點(diǎn)也已經(jīng)點(diǎn)亮。
對(duì)于未來，凌十七表示，更有可能去創(chuàng)業(yè)，做產(chǎn)品或是搞創(chuàng)作。如果投身科研的話，大概率會(huì)想要研究通用人工智能（AGI）方向。
雖然這個(gè)機(jī)器人還沒有涉及 AI 方向的算法，不過凌十七表示，已經(jīng)打算開始從 CV 學(xué)起，做一些相關(guān)的 AI 小項(xiàng)目，例如物體、形狀識(shí)別等算法。
他會(huì)在 AI 領(lǐng)域擦出什么樣的火花？
讓我們拭目以待。
下面是視頻：
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