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又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信

为了方便接下来课程的进行及机器人的制作,今天我们首先了解一种不太常见的机器人控制(人机交互)方法--肌电信号控制。额,是不是跨度有点大了。还好还好,这是一篇白话文!      不着急,不着急,其实这很简单!    机器人的控制方法有很多种,最早出现的人机交互方法同时也是最常见的方式为通过输入设备对机器(机器人)进行控制。例如我们使用鼠标、键盘控制计算机,使用遥控手柄控制赛车等,这些控制方法目前较为普及,但其有一个很大的弊端,那就是使用者必须通过双手的操纵使机器完成相应的动作。又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础     今天介绍的是基于生物信号的控制方法。以人体为例,语音、生物酶、脑电波、肌肉电及体感等,都是一个人向外界发出信号的方式。这种控制方式的优势在于其完全解放了人类的双手,人们可以完全脱离手柄、遥控器等设备控制机器,达到真正的人机交互目的。在这5G时代元年,带给我们的不仅是超高的网速,极快的数据传输速度更将会带起很多新兴行业。5G的高速传输将会大大减小人机交互时产生的延迟,这将会给设备间数据无线传输带来诸多福利。又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础   Arduino是一块神奇的控制板,在使用Arduino前,让我们先感谢本块控制板的意大利制作团队吧,其公开了硬开发板的硬件设计图,在国内售价仅20元左右,但还是建议大家购买正版Arduino哦(超声波避障机器人使用的为正版哦,仅一块板子的售价就为110元-_-),也算是对Arduino团队致敬的一种方式吧。所以本期严峻的任务还是让我们的Arduino去担任吧!又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础     Arduino的硬件装备异常强大,软件也是非常实用,在ArduinoIDE的串口监视器中,我们可以清楚地捕捉到各种信号的波形图,自己可以尝试使用一下,我自己用的是MultiInstrument万用仪获取的波形图,其优点是可以将捕捉到的信号以音频的形式进行保存,方便开发者的分析使用。又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础     上图是人体股直肌收缩所产生的肌电信号,哎呀哎呀,什么玩意儿,看不懂呢!!!还是    不着急,不着急!      让我们把图片放大  放大 放大。又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础    放大后的波形图原来就是一段连续的曲线啊,连续的,可导吗又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础。好了不卖关子,说正题,我在图中画了一条直线,这条直线与波形图曲线在截图的范围内我数了一下,大约有55个交点,这55个交点很重要,很重要,很重要,它是判断人体动作的关键依据,我们称其为“特征”。这是收缩时的特征,波形图中有55个交点,那么伸展时有多少个呢?又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础又是一款新新新的机器人!—Arduino单片机生物信号处理基础一定不是55个啦,可能是20个,可能是10个,这就是两种动作体现在肌电信号上的区别,有了这种区别的划分,我们就可以给两种行为设置一个阈值(界限)啦,当交点为55个时,单片机识别肌肉为收缩并输出1,10个时识别为伸展并输出0;当单片机输出1时,步进电机旋转30度,当单片机输出0时,步进电机旋转90度,这就实现了人体肌肉对机器的直接控制(交互)。     所以,你知道语音识别的原理了吗?相同的道理哦,给你机会,自己悟吧!    如果你还不懂Arduino单片机的输入、输出,那就请继续关注我们吧,我们将持续更新Arduino这款单片机的基础知识,同时也即将推出下一代机器人—基于肌电信号控制的概念机器人,制作周期稍长,敬请期待吧!

后记,小编朋友公司研发了一个游戏化的少儿编程在线课程(5-12岁),游戏化教学结合scratch(一款在线少儿编程工具,类似乐高的积木拼搭),我家娃娃学了几次课,非常喜欢(超预期),16次课才200多块钱,对锻炼孩子的思维能力和动手动力很有帮助。

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