Cześć! Chciałbym Wam przedstawić robota „Foto robotoid”, którego wykonałem na zamówienie artysty, Przemysława Jasielskiego . Robot ten powstał na wystawę „Aparat. Retrogresja poprzez postęp technologiczny”, w Sculpture Center Cleveland.
Autor o wystawie:
Artyści Przemysław Jasielski i Rainer Prohaska prezentują niecodzienne podejście do sztuki i technologii. W ich ujęciu krytyczna idea dlaczego i jak używać najnowszych technologii w sztuce jest zdecydowanie ważniejsza niż czysta fascynacja nowymi gadżetami technicznymi.
Pytanie dlaczego powinniśmy dany projekt zrealizować jest o wiele ważniejsze niż to, jakimi środkami osiągamy cel. Rezultatem tej strategii są zawsze fizyczne obiekty dostępne dla widza w realnym świecie, tworzone w opozycji do finalności, produktywności i wydajności. Zawsze zawierają one sporą dawkę poczucia humoru. Jest to ciągłe eksperymentowanie i zabawa definicją obiektu rzeźbiarskiego w kontekście nauki i technologii.
Założenia
Robot ma mieć możliwość wykrywania zwiedzających galerię i robienia im zdjęć aparatem Nikon D200.
Migawka aparatu ma być wyzwalana poprzez fizyczne naciśnięcie spustu.
Ruch aparatu ma być możliwy w dwóch osiach
Wykonywane zdjęcia mają być drukowane
Robot ma mieć możliwie „surowy” wygląd – elektronika i przewody na wierzchu
Zdjęcia nie mają być idealne - wręcz przeciwnie, wymagana jest pewna ich losowość i niedoskonałość (tylko pół twarzy w kadrze, zdjęcie rozmyte, nieostre itp.)
Konstrukcja mechaniczna
Konstrukcja nie mogła być zbyt kompaktowa, tak aby robot z daleka przyciągał wzrok. Dlatego też pionowa oś obrotu nie pokrywa się ze środkiem ciężkości najcięższego elementu urządzenia - aparatu. Wymusiło to konieczność starannego ułożyskowania osi obrotu.
Oprócz tego, serwomechanizmy napędzają osi poprzez dodatkowe, zewnętrzne przekładnie zębate. Rozwiązanie to ma na celu zmniejszenie obciążeń działających na elementy serwomechanizmów, uzyskanie dodatkowego momentu i zmniejszenie prędkości obrotowej. Dodatkowo, fajnie wygląda
Konsekwencją zastosowania dodatkowych przekładni była konieczność przerobienia serwomechanizmów, tak aby posiadały odpowiedni zakres ruchu. Oznaczało to usunięcie mechanicznej blokady i połączenie potencjometrów mierzących pozycję bezpośrednio z osiami obrotu. Był to najtrudniejszy element całej konstrukcji. Początkowo, chciałem pokrętła potencjometrów przykleić do osi przy użyciu kleju na gorąco, albo kleju do metalu. Niestety, nawet minimalna niewspółosiowość łączonych elementów powodowała, że takie połączenie szybko ulegało uszkodzeniu. Ostatecznie, zastosowałem coś w rodzaju sprzęgła - kawałek gumy wyciętej z dętki rowerowej, wklejony pomiędzy potencjometr i oś - działa bez zarzutu
Elektronika
Do wykrywania osób znajdujących się w pomieszczeniu zastosowałem czujnik Kinect v2. Docelowe pomieszczenie miało być pozbawione okien, więc nie było problemów niekorzystnym wpływem oświetlenia słonecznego.
Do sterowania serwomechanizmami wykorzystuję płytkę DFrobot Romeo. Jest oparta na Arduino Leonardo, jednak posiada dodatkowe złącza, które znacznie ułatwiają podłączenie czujników czy serwomechanizmów. Ważną zaletą jest też możliwość dołączenia osobnego źródła zasilania dla serw.
Do wyzwalania migawki użyłem dodatkowego wężyka spustowego, którego przycisk jest wciskany orczykiem serwomechanizmu. Rozwiązanie to było podyktowane głównie łatwiejszym montażem, w porównaniu do wciskania spustu bezpośrednio na aparacie.
Oprogramowanie
Główny program robota wykonuje się na laptopie, do którego podłączony jest Kinect, Romeo, drukarka i aparat. Program jest napisany w jeżyku C# i pozwala na konfigurację parametrów pracy robota, takich jak zakres ruchu serwomechanizmów, minimalne i maksymalne odstępy pomiędzy robieniem kolejnych zdjęć, prawdopodobieństwo sfotografowania określonych części ciała. W programie wyświetlane jest także ostatnio zrobione zdjęcie.
Do odczytywania danych z Kinecta wykorzystuję oficjalne SDK, które jest rewelacyjne - byłem zaskoczony z jaką łatwością mogę pobierać potrzebne dane. Pozwala ono na odczytywanie współrzędnych 24 części ciała, z których program losuje sobie jedną, która będzie śledzona do momentu wykonania kolejnego zdjęcia.
Na podstawie otrzymanych współrzędnych obliczane jest wymagane położenie serwomechanizmów, które jest następnie przesyłane do płytki Romeo. W następnej iteracji spróbowałbym odczytywać aktualne położenie serw z potencjometrów. Pozwoliłoby to na stabilniejsze działanie regulatora, który teraz tylko szacuje aktualne położenie na podstawie czasu jaki upłynął od zadania zmiany położenia.
Najbardziej skomplikowane okazało się pobieranie zrobionych zdjęć z pamięci aparatu. Niestety nie jest możliwe robienie zdjęć, kiedy aparat pracuje w trybie pamięci masowej i jest widoczny jako zwykły dysk wymienny. Funkcjonalność taką umożliwia tryb PTP (Picture Transfer Protocol), który umożliwia zdalne kontrolowanie aparatu. Niestety, utrudnia to dostęp do pamięci aparatu z poziomu programu. SDK udostępniane przez Nikona zawiera przykłady, które nie działały dla wykorzystywanego modelu. Ostatecznie, wykorzystałem aplikację Smart Shooter 3, która zapisuje zrobione zdjęcia na dysku komputera, skąd już łatwo mogę je odczytać.
Podsumowanie
Robot został entuzjastycznie przyjęty zarówno przez jego pomysłodawcę jak i przez publiczność obecną na wystawie. Dla mnie był okazją aby w końcu zapoznać się z czujnikiem Kinect, którego łatwość obsługi i funkcjonalność zrobiła na mnie duże wrażenie. Mam nadzieję, że powyższy opis będzie dla kogoś pouczający i być może stanie się inspiracją przy kolejnych projektach
Pomysłodawca robota, Przemysław Jasielski
