يستمر عالم الرباعيات التعليمية في النمو، وفي هذا السيناريو، وافيغو برو 12 درجة حرية لقد رسّخ مكانته بفضل نهجه المفتوح، وتحكمه ثنائي المستوى، وتكامله السلس مع الرؤية الحاسوبية الجاهزة للتطوير. هذا الكلب الآلي مُصمّم للاستخدام في الفصول الدراسية ومساحات العمل الإبداعية، بالإضافة إلى النماذج الأولية في المختبرات، مُوازنًا بشكل لافت بين المتانة والسعر وسهولة الاستخدام.
بعيدًا عن عنوان 12 درجة من الحرية، فإن ما يُحدث الفارق هو كيفية تقسيم العمل بين ESP32 في الوقت الفعلي وRaspberry Pi لاتخاذ القرارات عالية المستوى، مع واجهة ويب متعددة المنصات يتجنب التطبيقات، ونستكشف OpenCV للتعرف على الوجه، وتتبع الألوان، وكشف الحركة. في الأقسام التالية، نحلل خيارات الأجهزة والبرامج والأدوات بدقة، ونضعها في سياق بدائل مثل Petoi Bittle، وXGO-Mini2، وPuppyPi، وPiDog.
ما هو WAVEGO وماذا يقدم الإصدار Pro؟
WAVEGO عبارة عن منصة مفتوحة المصدر رباعية الأرجل مع مورفولوجيا الكلاب و 12 درجة مجالصُمم هذا الجهاز باستخدام أرجل متعددة الوصلات لاستخراج عزم دوران أكثر فعالية من محركات سيرفو 2,3 كجم/سم. يتضمن تكوينه الأساسي كاميرا أمامية، ووحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU) بتسعة محاور، وإضاءة RGB، وتطبيق ويب للتحكم عبر المتصفح، وكلها مصممة لتجعلك جاهزًا للعمل فورًا دون عناء التعامل مع بيئات البناء.
ينقسم قلب النظام إلى قسمين: أ. ESP32 يعمل كوحدة تحكم فرعية آنية مسؤولة عن الحركة العكسية وتوليد المشية، بينما يمكن لـ Raspberry Pi أن يعمل كوحدة تحكم مضيفة لمهام الرؤية والذكاء الاصطناعي. هذا الفصل يُشارك الحمل الحسابي ويُحسّن استقرار المشية، مُخصصًا موارد لـ Pi للوظائف "الثقيلة".
أما بالنسبة للإصدارات، فهناك خيارات "أساسية" وباقات مع ملحقات. يتضمن الإصدار الأساسي كل ما تحتاجه لتجميع الكلب الآلي وجعله يمشي، باستخدام Raspberry Pi كأساس. اختياري إذا كنت تفضل دمجه لاحقًا، بالنسبة لأولئك الذين يبحثون عن الحزمة الكاملة، فهناك مجموعات تتضمن Raspberry Pi 4 بسعة 4 جيجابايت، وبطاقة microSD بسعة 32 جيجابايت، ومصدر طاقة USB-C، وكاميرا CSI، بالإضافة إلى الحوامل والكابلات الجاهزة للتكامل.
يعزز الإصدار Pro هذا النهج من خلال واجهة ويب مفتوحة المصدر أكثر تطوراً، ودعم Raspberry Pi 4B و5، والاتصال ESP‑NOW في وضع المضيف-الاشتراك وكاميرا واسعة الزاوية بدقة 5 ميجابكسل لعرض متكامل. تجدر الإشارة إلى أن الكاميرا بدقة 5 ميجابكسل متوفرة فقط في مجموعات مختارة تحمل علامة RPI WAVEGO Pro ACCE أو PI5 WAVEGO Pro KIT.
بالنسبة للمستخدم النهائي، يُترجم هذا إلى منصة جاهزة للتعليم وعروض الذكاء الاصطناعي والنماذج الأولية الرشيقة: افتح متصفحك واتصل بنقطة اتصال WiFi. أن الروبوت نفسه ينشئ ذلك عندما يبدأ في التشغيل ويبدأ في التحكم، دون تثبيت التطبيقات أو إعداد سلاسل الأدوات.
التصميم الميكانيكي والأجهزة: 12 درجة حرية، والمواد والإلكترونيات
يجمع الهيكل بين سبائك الألومنيوم 5052 والنايلون PA12 للحصول على هيكل فائق الصغر وخفيف الوزن يتحمل الاستخدام المكتبي دون المساس بالصلابة والمتانة. نجد في هيكله حوالي 40 مجموعة محمل تُسهّل الحركة وتُوزّع الأحمال، وهو ما ستلاحظه في سلاسة الانتقالات وإمكانية التكرار.
يعتمد تصميم الساق الكلي على نظام من قضبان توصيل متعددة لكل ساق. تتيح هذه الحركية الميكانيكية، جنبًا إلى جنب مع الدقة العكسية في ESP32، الزوج الفعال الرئيسي من محركات سيرفو ٢٫٣ كجم/سم. عمليًا، أصبحت الخطوات أكثر دقة، واستجاب الروبوت أسرع لتغيرات الدعم أو التضاريس غير المستوية.
للحفاظ على ثباته، يدمج وحدة قياس القصور الذاتي ICM20948 ذات 9 محاور، مما يُمكّن من تحقيق وضعية التوازن الذاتي. وبالتالي، حتى على الأسطح غير المستوية، يُعوّض النظام عن الميلان بحيث... تظل الكاميرا الأمامية مستقرةيُحسّن هذا المستشعر التتبع والتعرف البصري. يُعدّ هذا المستشعر أساسيًا لاكتشاف السقوط والتأرجح وعدم الاستقرار الدقيق في الوقت الفعلي.
فيما يتعلق بالرؤية، يدعم الإصدار الاحترافي كاميرا بدقة 5 ميجابكسل ذات عدسة واسعة الزاوية، تُستخدم في عروض OpenCV التوضيحية (الوجوه والألوان والأشياء). تذكر أنه، بناءً على المجموعة، قد تكون الكاميرا مضمنة أو غير مضمنة؛ فهي مضمنة في حزمتي "RPI WAVEGO Pro ACCE" و"PI5 WAVEGO Pro KIT"، بينما في حالات أخرى، ستحتاج إلى إضافتها. هذه الدقة في الشراء تجنّبك المفاجآت وتضمن لك... ما تتلقاه يناسبك مع خطة الاستخدام الخاصة بك.
تأتي لوحة التحكم مع تشكيلة مثيرة للاهتمام من المكونات المصممة لتحقيق المتانة والتطوير: ستجد دائرة الطاقة الرئيسية للمحركات المؤازرة، مترجم مستوى الجهد للإشارات (يضمن التوافق بين المجالات المنطقية)، ومستشعر ICM20948 ذو 9 محاور نفسه، وذاكرة فلاش W25Q32JVSSIQ للبرامج الثابتة والبيانات، وذاكرة خارجية ESP‑PSRAM64H لتوسيع المخازن المؤقتة والمعالجة، ومؤشرات عكس البطارية لحماية المستخدم وجرس نشط 9×5 عند 3,3 فولت للتحذيرات الصوتية.
من حيث الاتصال المادي، يوفر الروبوت منافذ ورؤوسًا تُستخدم بكثرة للتوسعة والصيانة. لديك اتصالات USB للبرمجة/التشخيص، وموصل شحن وطاقة DC-023، وحامل بطارية لخلايا الليثيوم 18650 القابلة لإعادة الشحن. يُسهّل هذا الأخير استبدال البطاريات ويوفر عمر بطارية معياريًا مُصممًا خصيصًا لجدولك الدراسي أو اختبارك.
- منفذ اتصالات USB:رابط سريع إلى وحدة التحكم الفرعية ووحدة التحكم.
- موصل الشحن/الطاقة DC‑023: مدخل آمن للشحن أو التشغيل.
- حامل بطارية 18650: الحل القياسي للبطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن الإطار منفذ تمديد متعدد الوظائف للحصول على وحدات إضافية، ومفتاح طاقة يمكن الوصول إليه، ومقبس شحن مخصص، ومنفذ USB-C لتنزيل البرامج الثابتة والاتصالات، ودعم مادي لـ Raspberry Pi، ومنافذ التوسعة على Pi نفسه ومروحة تبريد عندما تدفع المغلف بأحمال العمل المتعلقة بالرؤية أو الذكاء الاصطناعي.
- منفذ تمديد متعدد الوظائف للملحقات والمستشعرات.
- تحول y مقبس الشحن يمكن الوصول إليها بسهولة.
- يو إس بي-سي للبرمجة والتواصل المباشر.
- حامل Raspberry Pi و منافذ التوسع.
- Ventilador التبريد لجلسات طويلة.
تذكّر الشركة المصنعة أن "الموارد والخدمات" قد تختلف حسب المنتج المحدد في الكتالوج، لذا فمن الجيد استشر ويكي التقنية قبل الشراء للتأكد من الأمثلة والوثائق والملفات المقدمة فعليًا.
التحكم والبرمجيات والذكاء على متن الطائرة: ESP32 + Raspberry Pi، وتطبيق الويب والرؤية
الميزة الرائعة التي يتمتع بها WAVEGO هي بنية التحكم المزدوجة. يقوم ESP32 بتشغيل نظام الوقت الحقيقي الذي يتعامل مع الحركة العكسية للأرجل وتوليد المشية. هذا يضمن زمن وصول منخفضًا ومشيةً مستقرة، مع ترك المنطق عالي المستوى لراسبيري باي (4B أو 5): الرؤية باستخدام OpenCV، وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، أو اتخاذ القرارات المعقدة.
يتم التواصل بين العالمين عبر UART، مما يسمح لوحدة التحكم الفرعية بمشاركة جزء كبير من عبء العمل الحسابي، بينما يُركز Pi على العمل الأكثر صعوبة. كما يُركز الإصدار Pro على الاتصال. ESP‑NOW في وضع المضيف-الاشتراك، مفيد جدًا للسيناريوهات التي تحتوي على عقد متعددة أو التحكم اللاسلكي الخفيف.
للمراقبة اليومية، يُشغّل الروبوت نقطة اتصال واي فاي عند بدء التشغيل. تتصل به من هاتفك أو حاسوبك، وتفتح متصفحًا، وهذا كل شيء. بدون تطبيقات أو تثبيتاتيمكنك الوصول إلى واجهة ويب مفتوحة ومتعددة المنصات، تتضمن عناصر تحكم وحالات وعروضًا توضيحية. تُسهّل هذه البساطة عملية التعلم في الفصل الدراسي وتُسرّع الاختبارات المعملية.
في مجال رؤية الكمبيوتر، تشمل الأمثلة ما يلي: التعرف على الوجهوكشف الحركة، وتتبع الألوان. توضح هذه الحالات مسار الكاميرا ← المعالجة ← الحركة، وتُشكل أساسًا لمزيد من التطويرات: كشف الأجسام، وتجزئة الألوان، والتنقل التفاعلي، أو تفاعل العلامات.
المنصة قابلة للاختراق بشكل علني: إنها موجودة واجهة التوسعة المحجوزة للتطوير الثانوي، ووثائق المستخدم، ومواد لتوسيع الوظائف. تتضمن العديد من المجموعات أيضًا كاميرا CSI، ومصدر طاقة USB-C، وبطاقة microSD، وأجهزة مساعدة للتكامل السهل مع Raspberry Pi.
يعمل WAVEGO Pro على Raspberry Pi 4B وهو متوافق مع Raspberry Pi 5، وهو أمر رائع إذا كنت ترغب في الارتقاء بمستوى عملك: من التعرف على الأنماط الأكثر تعقيدًا إلى SLAM للملاحة. مع Pi 5 وتشغيل المروحة، يحافظ الروبوت على أدائه الممتاز في الجلسات المطولة. معالجة مكثفة.
فيما يتعلق بأداء السوق، فإن المجموعة تقع في نطاق سعري متوسط (حوالي 450 دولار أمريكي وفقًا للمراجع، فهو أقل تكلفةً من الروبوتات الأغلى مثل XGO‑Mini2، وأعلى من الخيارات الأساسية مثل Petoi Bittle أو PiDog. ما يميز هذا السعر هو الجمع بين أدوات التحكم المزدوجة، وواجهة الويب الشاملة، والهيكل المتين.
من حيث درجات الحرية، يُضاهي WAVEGO Pro XGO‑Mini2 أو PiDog ويتفوق على Petoi Bittle وPuppyPi. ويبرز بشكل خاص في هيكل من الألومنيوم + PA12 مع محامل، مما يوفر أداءً ميكانيكيًا ومتانة أفضل مقارنةً بالبدائل الأرخص. من النقاط المهمة التي يجب الانتباه إليها عدم وجود دعم رسمي لنظام ROS، وهو أمرٌ موجود في PuppyPi وإلى حدٍّ ما في XGO-Mini2، في حال كانت خطتك تتطلب نظام ROS منذ البداية.
فيما يتعلق بعمر البطارية، لا تُقدم أوراق البيانات المُراجعة مواصفاتٍ نهائية، لذا إذا كنت تُخطط لأنشطة خارجية طويلة الأمد، يُنصح باستخدام بطاريات 18650 عالية الجودة والاحتفاظ ببطاريات احتياطية. الميزة هي أن النظام يقبل التبديل السريع بفضل حامل البطارية، تشتمل الإلكترونيات على حماية مثل مؤشرات عكس القطبية.
لمن هذا البرنامج؟ ثلاثة ملفات تعريف تناسب تمامًا: المعلمون الذين يرغبون في تدريس التحكم الحركي، وبايثون، والرؤية (انظر كتب الميكاترونيك); صناع ومطورون يحتاجون إلى قاعدة مفتوحة وقابلة للتعديل؛ والباحثون ومصممو النماذج الأولية الذين يبحثون عن مركبة رباعية الأرجل لاختبار نماذج التعلم العميق والسلوك المستقل دون إهدار المال. ويعزز دعم Pi 5 هذا الطموح.
بالنظر إلى النظام البيئي، تُسوّق العديد من المتاجر المنتج ضمن إصدارات أو حزم "أساسية (مُجمّعة)" تتضمن جهاز Pi 4 بسعة 4 جيجابايت، وبطاقة microSD بسعة 32 جيجابايت، ومصدر طاقة USB-C، وكاميرا CSI. حتى أن بعض المواقع الإلكترونية تُقدّم نماذج إبلاغ. افضل الاسعارمع الحقول المطلوبة (المُشار إليها بعلامة النجمة) وخيارات للإشارة إلى ما إذا كان المرجع يأتي من متجر فعلي أو مقاطعة/ولاية، وما إلى ذلك. لا تؤثر هذه التفاصيل التجارية على الاستخدام، ولكنها تساعدك في العثور على الخيار المناسب بأفضل سعر.
تماشياً مع بقية الكتالوج، يشير المُصنِّع إلى أن الموارد والخدمات المتاحة قد تختلف باختلاف رمز المنتج، لذا يُنصح دائمًا تحقق من الويكي من المنتج للتأكد من العينات وصور النظام والأدلة المضمنة بالضبط في المجموعة التي تختارها.
كملاحظة خلفية، يشهد سوق الحيوانات الرباعية القابلة للبرمجة لأغراض التعليم والبحث والتجريب ازدهارًا كبيرًا: فالمنصات المصممة للمشي والجري والمناورة بدقة وثبات، والمتوافقة مع Raspberry Pi أو micro:bit، توفر حزم الذكاء الاصطناعي والرؤية والتحكم عن بُعد. ويفجو برو يناسب هذا المشهد من خلال توفير التنوع والانفتاح مع حاجز دخول ودود للغاية.
كل ما سبق يجعل WAVEGO Pro 12-DOF اقتراحًا متكاملًا للغاية: ميكانيكا دقيقة (ألومنيوم 5052 + PA12، محامل)، تحكم مزدوج بـ ESP32 + Raspberry Pi مع ESP‑NOW مضيف فرعي، واجهة ويب مفتوحة بدون تطبيقات، عروض توضيحية جاهزة للتشغيل باستخدام OpenCV، ومجموعة من الأدوات، من التجميع الأساسي إلى الحزم مع Pi 4/5 وكاميرا. على الرغم من أنه ليس الأرخص ولا الأكثر ذكاءً، إلا أنه ينافس بقوة في فئته بفضل سهولة استخدامه، وقابليته للتوسع، وتوازنه بين الأجهزة والبرامج.
