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自制“鋼鐵俠機械臂”遠程縫合葡萄皮,成本不到1萬元

作者:嵌入式芯視野 時間:2025-04-03 來源:今日頭條 收藏

引言
當(dāng)稚暉君在廁所里用手機操控給葡萄縫針的視頻刷屏?xí)r,無數(shù)網(wǎng)友感嘆:“這就是科技與狠活!”這臺名為Dummy的,不僅能遠程完成微米級精度的縫合手術(shù),還搭載AR操控、力反饋夾爪等黑科技,成本卻不到1萬元。作為華為“天才少年”的又一力作,它再次印證了極客精神如何用代碼和算法重新定義可能性。

本文引用地址:http://www.2s4d.com/article/202504/469009.htm

一、硬核技術(shù):從“工業(yè)心臟”到“AI小腦”的全面突破

1. 機械結(jié)構(gòu):精度直追達芬奇手術(shù)機器人

  • 諧波減速器+步進電機:采用零背隙諧波減速器,搭配6個高精度步進電機,末端重復(fù)精度達0.02毫米,媲美工業(yè)級;

  • 鋁CNC+3D打印:主體結(jié)構(gòu)由鋁材數(shù)控加工確保強度,裝飾件3D打印降低成本,整體重量僅3公斤;

  • 模塊化末端執(zhí)行器:可快速更換激光雕刻頭、畫筆、力反饋夾爪,甚至支持6軸雕刻。

2. 電子系統(tǒng):12顆MCU的“分布式大腦”

  • 雙核冗余設(shè)計:主控采用STM32+ESP32協(xié)處理器,兼顧實時控制與無線通信;

  • 自研FOC驅(qū)動器:支持100A峰值電流,0.1°角度分辨率,確保電機響應(yīng)速度<20m;

  • 多模態(tài)交互:集成WiFi、藍牙、2.4G無線協(xié)議,支持命令行、圖形界面、AR手勢等多種控制方式。

3. 軟件算法:鴻蒙系統(tǒng)+昇騰AI的終極融合

  • 運動學(xué)逆解:通過矩陣運算實時計算6軸關(guān)節(jié)角度,實現(xiàn)毫米級路徑規(guī)劃;

  • 雙目視覺+力反饋:Intel RealSense相機捕捉空間坐標,PS5手柄拆機件提供觸覺反饋,實現(xiàn)“手眼協(xié)同”;

  • 華為昇騰加持:AI算力平臺運行強化學(xué)習(xí)模型,2小時完成螺母抓取訓(xùn)練。


二、設(shè)計哲學(xué):極客的“優(yōu)雅”與實用主義

  • 遠程手術(shù)級交互:通過AR眼鏡或手機APP,用戶可實時同步機械臂動作,甚至在廁所完成葡萄縫合;

  • 示教系統(tǒng)“一鍵學(xué)習(xí)”:手動拖動機械臂即可錄制動作軌跡,無需編程即可復(fù)現(xiàn)復(fù)雜操作;

  • 成本控制狂魔:二手諧波減速器+自研電路,硬件成本壓縮至1萬元(僅為商用同精度機械臂的1/50)。

三、應(yīng)用場景:從實驗室到手術(shù)室的跨界革命

  • 醫(yī)療領(lǐng)域:遠程微創(chuàng)手術(shù)、康復(fù)訓(xùn)練輔助(網(wǎng)友戲稱“賽博華佗”);

  • 教育科研:開源代碼+模塊化設(shè)計,成為機器人學(xué)教學(xué)神器;

  • 工業(yè)制造:精密裝配、激光雕刻,低成本解決中小企業(yè)自動化需求。


四、開源精神:技術(shù)宅的“浪漫宣言”

稚暉君將機械臂全套設(shè)計圖紙、代碼開源至GitHub,并附贈開發(fā)工具鏈:

  • 數(shù)字孿生平臺:基于Unity的虛擬調(diào)試環(huán)境,降低復(fù)現(xiàn)門檻;

  • 圖形化上位機:拖拽式編程界面,小白也能玩轉(zhuǎn)機械臂;

  • 開發(fā)者宣言:“科技的未來不屬于專利墻,而屬于開放社區(qū)?!?/span>

稚暉君的Dummy機械臂,不僅是技術(shù)的勝利,更展現(xiàn)了“開源共享、跨界創(chuàng)新”的新工程師文化。正如任正非所言:“這是華為創(chuàng)新的動力——用一把‘手術(shù)刀’切開未來的可能性?!被蛟S某天,這臺機械臂將出現(xiàn)在手術(shù)室或火星基地,而它的起點,只是一個少年對“鋼鐵俠”的執(zhí)著想象。

,時長16:04

想親手復(fù)刻?
項目開源地址:
https://github.com/peng-zhihui/Dummy-Robot
(溫馨提示:手殘黨慎入,大佬隨意?。?/span>



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