关于机器人“菲洛索特罗”的构建与运行

在过去的 250 年里，我们在自动化方面取得了巨大的进步。这为我们带来了远超我们想象的更多舒适与便利。很快，我们甚至还会创造出音乐、食物、娱乐、战争和爱情。目前还有一项工作尚未着手：哲学。

于是便出现了“菲洛斯托克”机器人，来处理这一极其棘手的问题。它位于一扇窗户旁，会发出一些含义模糊的讯息，这些讯息会被人们误解并争论数百年之久。

数据流

1. Raspberry Pi 通过一个芯片来控制伺服电机，使其移动到任意位置(可选)。

2. 相机拍摄一张照片，并将其传回给树莓派。

3. 这张图片通过他们的应用程序接口传给了“月之梦想”公司。

4. 它会简短地描述所看到的内容，并以一张图片配文的形式作出回复。

5. 这段说明文字与最新存储的想法相结合，然后将被传递给“吉姆尼特”API。

6. 一个新的智慧片段被生成并传送回来。

7. 这个想法以及相关的图片会本地保存下来。

8. 用于查看时，会显示一个本地网站。

树莓派设置

我们选择的是无桌面环境的配置方案。这意味着它不会配备桌面系统，也不会运行任何图形界面组件。这里有关于如何使用 Raspberry Pi 的入门指南，还有关于远程访问的优质教程。

设置远程访问是可选的，桌面版也很不错。我通常会选择无显示设置，因为我更喜欢通过笔记本电脑进行工作，这样就不需要另外配备显示器、鼠标和键盘了。

一旦 MicroSD 卡写入完成并准备就绪，我们就可以将这张卡插入指定的插槽中，接通电源，然后树莓派就会启动运行了。

更新、升级、自动删除和清理

一旦硬件准备就绪，并且我们能够直接访问或通过 SSH 进行操作，我们就执行以下命令，确保一切处于最新状态且干净无误：

相机设置

我们的“智者”设备的图像将由一个 USB 摄像头提供。我们只需将其插入我们的树莓派的 USB 接口即可。完成连接后，我们可以通过运行以下命令来检查其是否已连接：

如您所见，我们的网络摄像头已被注册为 USB 设备 004 。

云台调节(可选)

此步骤完全是可选的。如果您希望设置更简单些，可以将摄像头保持静止状态，并使用标准电源为树莓派供电。

云台部件

你所看到的一切，决定了你的现实。为了让我们的导师能够有不同的视角，我们使用了汤米·张设计的这个 3D 打印的云台装置，在每次拍摄前将摄像机移动到不同的位置。

这种设置使用了两台 MG996R 180 度伺服电机用于移动，一个 PCA9685 芯片用于电源供应和对这些伺服电机的控制，还有一个 LM2596S 降压转换器。该转换器会将来自 V88 电池的 12 伏电压调整至 6.4 伏，并将其输入到伺服控制芯片(PCA9685)的电源端。要将该芯片连接到我们的树莓派上，您可以参考 Adafruit 提供的这个教程。

为了将网络摄像头安装到云台装置上，我们在底板和摄像头底部都粘贴了一些魔术贴(见图)。这样我们就能轻松地拆卸和调整摄像头的位置。它足够坚固，能够固定好所有部件，同时又足够灵活，便于进行校准，而且还有一个额外的好处，就是能够减轻伺服系统带来的部分震动。

由于我们已经有了伏塔克 V88 电池来为云台装置供电，那么我们不妨也用它来为树莓派本身供电。我们只需用一根 USB-C 线将电池与树莓派连接起来，一切就都准备好了。这还有一个额外的好处，那就是能让机器人变得完全便携。

中心控制伺服系统

一旦完成设置，我们就可以运行校准脚本，将两个伺服器调整到默认位置(90 度)，这是它们活动范围内的中心点。然后我们拧紧水平旋转部件，并对倾斜部件也进行同样的操作。这样可以确保整个设置看起来是笔直向前且完全居中的。如果不这样做，移动伺服器可能会使其撞到自己或者看起来偏向一侧太远。

“盒子”

为了保持一切井井有条，我们选择将电子设备装在一个精致的纸板箱里。摄像机装置安装在箱盖上，电线从两侧的开口处穿过，而电子元件则被放置在箱内。

为了将相机固定在盖子上，并管理内部的电子设备，我们使用的是可粘贴的魔术贴贴纸。这些贴纸结实、小巧，能确保所有部件都固定到位。

观察

安装好摄像头后，我们就可以开始观察这个世界了。我们使用一个 Python 脚本和 opencv 库来连接摄像头并拍摄照片。

然后这张图片会被发送至“月梦”API，该API会为我们提供图片的简短描述。“月梦”有一个免费版本，每月会赠送 5 美元用于试验使用，这对于这个项目来说已经足够了。

如果全景旋转装置是机器人的一部分，我们还会添加一些代码来初始化控制芯片，并在每次拍摄照片之前将伺服电机移动到随机位置，从而动态地改变拍摄场景。

深度分析

有了这个简短的描述，我们现在会收集之前的思考内容，将它们整合起来，并将其发送给外部大脑进行处理。通过包含之前的思考内容，我们构建了一个相互关联的思想链，这在某种程度上类似于意识流。

这种思维能力是由谷歌人工智能工作室提供的。他们提供了一个免费版本，但每天的总请求量非常有限(只有 12 次)，所以我选择了升级。如果全天 24 小时运行，每天的费用将不到 2 美分。免费版本已经足够了，但大约 24 分钟后就会用完。

我们这位深度思考者的“核心”在于我们给予它的指令。我们引导毕格尼利用图像的描述以及之前的陈词滥调，将它们结合起来，形成新的见解，具体方法如下：

网站

如果能以一种用户友好的方式浏览 Philosotrons 的流程和考量因素，那将会非常不错。因此，为了摆脱 JSON 文件和文件夹结构，我们正在构建一个小型本地网站来获取所有相关数据，并将其清晰地展示出来。为此，我们将使用 Flask 作为后端框架，使用 Tailwind 作为前端框架。

这个前端界面将起到档案的作用，设有日期选择器和时间顺序列表，以突出我们这位伟大思想家的连贯逻辑。

完整代码及安装步骤

环境创建与库安装

以下是创建环境并安装所需所有组件所需的命令。

API 密钥

在附带的代码(codeBaseClean.py)中，我们使用 API 密钥来访问 Moondream 和 Google AI 工作室。您需要将这些密钥替换为您自己的，您可以按照 Google AI 工作室快速入门指南以及本 Moondream 快速入门指南来创建这些密钥。

一旦完成配置，您就可以将这些代码行中的“XXX”替换为相应的键值：

文件传输

设置好密钥并保存后，我们现在将 codeBaseClean.py 文件转移到新创建的文件夹中。这里有一篇关于如何使用 FileZilla 转移文件的教程。

一切准备就绪后，我们可以使用以下命令来启动它：

档案库

在“Philosotron”文件夹内创建一个名为“templates”的新文件夹：

下载“index.html”文件，并将其移动到“templates”文件夹中。

我们可以使用以下命令来运行后端和网站：

接下来，我们使用网络浏览器访问我们树莓派的 IP 地址，并在地址后加上端口 5500。对于我而言，其形式如下：

192.168.1.5:550

重要提示：Flask 只会识别位于名为“templates”的文件夹内的网站。您的文件夹应如下所示：Philosotron > templates > index.html 。

结果

注释与注意事项

易折断的胳膊

在处理 3D 打印的伺服臂的过程中，我弄坏了不少，所以你们得注意了。

最初的想法

在 codeBaseClean.py 文件的第 66 行有如下一行代码：

这样一来，如果之前没有设定任何想法，它就会使用默认值，即“”。您可以通过将初始想法设置为您喜欢的内容来引导思考过程。

网络摄像头缓冲区

在 codeBaseClean.py 文件的第 140 行有如下一行代码：

网络摄像头通常会有一个缓冲区，用于存储旧图像。我们会快速读取摄像头 60 次，以清除旧帧，这样“菲洛斯托克”系统就能看到当前正在发生的情况，而不是 2 秒前发生的事情。

VPN(虚拟专用网络)

默认情况下，Raspberry Pi 只能通过本地网络进行访问，您可能需要关闭您的虚拟专用网络(VPN)。

代码

本文编译自hackster.io