Nguyên mẫu phần mềm · Robot & Tự động hóa

RoboLink

Giao tiếp và điều khiển từ xa giữa người và robot dựa trên phần mềm

Mô phỏng giao tiếp đáng tin cậy giữa người vận hành và một robot ảo ở vị trí từ xa.

Kỹ sư Điện tử & Kỹ thuật Máy tính (B.Tech) Đề xuất thảo luận dự án

Khám phá đề xuất→

Người vận hànhẤn Độ

Internet

Robot ảoLondon

Một ý tưởng · không yêu cầu phần cứng trong Giai đoạn 1

Cách tiếp cận ưu tiên phần mềm thân thiện với người mới bắt đầu để điều khiển từ xa01 / 10

01 / KHÁM PHÁ

Tuyên bố vấn đề

Điều gì sẽ xảy ra nếu robot và người điều khiển cách nhau hàng ngàn km?

Một kịch bản vận hành từ xa

Ấn ĐộPhía người điều khiển

Luân ĐônPhía robot ảo

Làm thế nào để duy trì sự ổn định của kết nối khi mạng không ổn định?

Độ trễ

Các lệnh có thể đến muộn.

Mất gói tin

Một số cập nhật có thể không đến nơi.

Lỗi kết nối

Robot có thể không còn nhận được tín hiệu từ người điều khiển.

?Làm thế nào để giao tiếp giữa người và robot ở khoảng cách xa trở nên đáng tin cậy và an toàn hơn khi điều kiện mạng kém?

Góc nhìn dự án: hiểu về giao tiếp trước02 / 10

02 / BỐI CẢNH

Công nghệ hiện có

Điều khiển từ xa và vận hành từ xa đã tồn tại. Dự án của chúng tôi xây dựng sự hiểu biết, không phải sự cường điệu.

Các khối xây dựng chungCÓ SẴN HÔM NAY

Internet / IPWi-Fi · 4G · 5GWebSocketMQTTROS 2 / DDSVideo · Audio

Con người→Mạng→Robot

Cơ hội của chúng tôi

Làm cho việc học trở nên trực quan.

Chúng tôi sẽ tạo ra một nguyên mẫu phần mềm thân thiện với người mới bắt đầu, giúp giám sát giao tiếp và thể hiện phản hồi an toàn khi có lỗi.

Phạm vi trung thực: dự án sinh viên đề xuất, không phải sản phẩm công nghiệp.

Bắt đầu với các nguyên tắc cơ bản · đo lường · phản hồi an toàn03 / 10

03 / ĐỀ XUẤT

Chúng ta đang xây dựng cái gì?

RoboLink là một hệ thống phần mềm dựa trên web mô phỏng cuộc trò chuyện giữa người điều khiển và một robot ảo.

Người điều khiểnGửi lệnh

Bảng điều khiển webĐiều khiển + quan sát

Máy chủ giao tiếpĐịnh tuyến tin nhắn

Robot ảoTrả về trạng thái

Phạm vi giai đoạn 1

Không có robot vật lý, động cơ, ESP32, Raspberry Pi, cảm biến hoặc phần cứng khác.

CHỈ PHẦN MỀM

Từ ý tưởng → nguyên mẫu phần mềm có thể quan sát04 / 10

04 / XÂY DỰNG

Các hàm dự án của chúng tôi

Các hàm nhỏ, có thể kiểm thử biến một câu hỏi lớn về robot thành một dự án năm nhất rõ ràng.

Điều khiển robot ảo

Tiến, lùi, trái, phải và dừng.

Giao tiếp thời gian thực

Gửi lệnh và nhận phản hồi.

Trạng thái robot

Vị trí, pin mô phỏng và trạng thái.

Giám sát mạng

Độ trễ, mất gói tin và trạng thái kết nối.

Mô phỏng an toàn

Phát hiện lỗi, dừng và chuyển sang Chế độ an toàn.

Một bảng điều khiển · năm hành vi có thể quan sát được05 / 10

05 / NGUYÊN MẪU

Bảng điều khiển web RoboLink

Một phòng điều khiển đơn giản cho người vận hành. Hãy thử các nút điều khiển để xem tương tác được đề xuất.

ROBOLINKTRẠNG THÁI ROBOT TRỰC TIẾP

12:42:08

TRỰC TUYẾNkết nối ổn định

Độ trễ120 ms

Mất gói tin0.5 %

Trạng thái robotĐANG HOẠT ĐỘNG

Pin82 %

Vị tríX = 25, Y = 40

Chất lượng tín hiệu

TỐT

ĐIỀU KHIỂN ROBOT ẢOWASD

↑←STOP→↓

DỪNG khẩn cấp

Tin nhắn từ người vận hành“Chào Robot”

→

Phản hồi của robot“Đã nhận tin nhắn”

Mô hình tương tác · cuộc trò chuyện sản phẩm đầu tiên06 / 10

06 / KIỂM THỬ

Chúng ta sẽ kiểm tra truyền thông như thế nào?

Chúng ta có thể nghiên cứu hành vi mạng mà không cần phần cứng bằng cách thay đổi các điều kiện trong phần mềm.

Chọn một điều kiện mô phỏng

Mạng bình thườngĐộ trễ thấp · mất gói thấp→Độ trễ caoCác lệnh đến muộn→Mất gói tinCác bản cập nhật bị mất→Ngắt kết nốiKhông nhận được phản hồi→

Mạng bình thường

Độ trễ120 ms

Mất gói tin0.5%

Trạng thái robotĐANG HOẠT ĐỘNG

Robot đang hoạt động bình thường.

Các mô phỏng này cho phép chúng ta nghiên cứu cách một robot điều khiển từ xa nên phản ứng khi chất lượng truyền thông thay đổi.

Kiểm thử các trường hợp biên trước khi thêm phần cứng07 / 10

07 / TRỌNG TÂM

Trọng tâm chính của chúng ta là gì?

Truyền thông an toàn là ý tưởng kết nối mọi phần của RoboLink.

Độ tin cậy của truyền thông

Các lệnh và thông tin có thể đến được robot ảo một cách chính xác không?

Giám sát mạng

Chúng ta có thể phát hiện độ trễ, mất gói tin và các vấn đề kết nối không?

An toàn

Điều gì sẽ xảy ra nếu truyền thông đột ngột dừng lại?

Vận hành an toàn

Hệ thống có thể tự động dừng robot ảo khi truyền thông trở nên không đáng tin cậy không?

KẾT NỐI TỐTHoạt động bình thường

↓

KẾT NỐI KÉMCảnh báo

↓

MẤT KẾT NỐIChế độ an toàn → Dừng

TRUYỀN THÔNG AN TOÀN

Khi nghi ngờ: dừng lại an toàn, sau đó khôi phục08 / 10

08 / TÀI NGUYÊN

Tài nguyên & Công nghệ

Một ngăn xếp phần mềm nhẹ giúp giai đoạn đầu trở nên thực tế cho nhóm của chúng tôi.

Phần mềm

HTML
CSS
JavaScript
Node.js
WebSocket

Phát triển

VS Code / online coding
GitHub
Browser DevTools

Dịch vụ trực tuyến

GitHub
Vercel / Netlify
Suitable cloud backend

Thiết kế & tài liệu

diagrams.net
Slides / PowerPoint / Canva
GitHub collaboration

✓

Không yêu cầu phần cứng cho Giai đoạn 1.

Chúng ta tìm hiểu quy trình truyền thông trong phần mềm trước khi kết nối các thành phần vật lý.

Giữ cho giai đoạn đầu tập trung, giá cả phải chăng và có thể kiểm thử09 / 10

09 / BƯỚC TIẾP THEO

Kết quả mong đợi & Phạm vi tương lai

Một cột mốc đầu tiên rõ ràng: chứng minh ý tưởng giao tiếp trong một môi trường phần mềm an toàn và có thể quan sát được.

Kết quả mong đợi

Một nguyên mẫu phần mềm dựa trên web hoạt động tốt

RoboLink sẽ chứng minh khả năng giao tiếp giữa người và robot ở khoảng cách xa bằng cách sử dụng một robot ảo.

✓ Điều khiển qua web✓ Lệnh thời gian thực✓ Giám sát mạng✓ Chế độ an toàn tự động

Phạm vi tương lai · sau khi có nguyên mẫu

Robot vật lýCamera trực tiếpÂm thanh hai chiềuCảm biến thực4G / 5GPhát hiện vật cản bằng AIAn ninh mạng

“Mục tiêu đầu tiên của chúng tôi là hiểu và giải quyết vấn đề về giao tiếp và độ tin cậy thông qua mô phỏng phần mềm trước khi chuyển sang robot vật lý.”

Quay lại từ đầu↺Sẵn sàng thảo luận với người hướng dẫn và cộng đồng của chúng tôi.

Cảm ơn bạn · Câu hỏi & thảo luận10 / 10