AI Mecanum Wheel Robot Platform | ROS2 Autonomous Navigation & SLAM System with LiDAR Mapping, Vision Recognition & Path Planning | Dual Control with Arduino & ESP32 | Supports Python & C++ | Ideal for STEM Education & AI Research Labs

منصة تعلم روبوتات عجلة ميكانوم الذكية | نظام الملاحة والتتبع الذاتي ROS2 | رسم خرائط ليدار + التعرف البصري + تخطيط المسار | هندسة التحكم المزدوج مع أردوينو وESP32 | يدعم برمجة بايثون وC++ | متوافق مع محاكاة Gazebo وRViz | مثالي لتعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، ومختبرات أبحاث الذكاء الاصطناعي، وتجارب القيادة الذاتية

الوصف التفصيلي (≈ 700 كلمة)

تدمج منصة تعلم الروبوتات بالذكاء الاصطناعي نظام التشغيل ROS2 مع هيكل عجلة ميكانوم عالي الأداء لتقديم حل تعليمي متكامل للملاحة الذاتية، ورؤية الذكاء الاصطناعي، وتجارب إنترنت الأشياء. النظام مزود بوحدة اتصالات ESP32 ووحدة تحكم في المحركات تعتمد على أردوينو، ويدعم التحكم عن بُعد عبر واي فاي، ومسح ليدار، ورؤية الكاميرا، ودمج قياس المسافات لرسم خرائط دقيقة وتخطيط المسار.

يمكن للطلاب والمهندسين تعلم أساسيات إدراك الروبوت والتحكم في حركته من خلال البرمجة العملية باستخدام بايثون أو ++C. تأتي المنصة مزودة بمساحة عمل ROS2 مُعدّة مسبقًا تتضمن حزم تنقل ووحدات SLAM مرئية وملفات تشغيل نموذجية للنشر السريع. يمكن للمستخدمين محاكاة بيئات معقدة في Gazebo وتصور بيانات المستشعرات في الوقت الفعلي في RViz، مما يُسهّل عملية التدريب الافتراضي والتطبيق العملي.

يتيح محرك ميكانوم حركةً بزاوية 360 درجة - للأمام، والجانب، والقطر، والدوران - مثالية للمساحات الضيقة والتحديات الأكاديمية مثل التنقل في المتاهات أو تجنب العوائق الديناميكية. تُدار كل عجلة بواسطة محرك تيار مستمر ذي تروس معدنية مزود بمشفرات لدقة استجابة السرعة، بينما تضمن وحدة IMU الثبات وتقدير الوضعية لضمان سلاسة تنفيذ المسار.

من خلال مشاريع عملية، يتعرف المتعلمون على ضبط PID، والحركية العكسية، ومبادئ دمج المستشعرات المطبقة في المركبات ذاتية القيادة الحديثة. يدير نظام ESP32 الاتصالات اللاسلكية وتبادل البيانات مع الحاسوب المضيف، مما يتيح القياس عن بُعد والمراقبة عن بُعد في الوقت الفعلي عبر لوحات معلومات مخصصة أو واجهات ويب.

تُشجّع بنية النظام مفتوحة المصدر على التخصيص والتوسع، إذ يُمكن للطلاب إضافة وحدات كاميرات ذكاء اصطناعي، أو أذرع روبوتية، أو عُقد إنترنت الأشياء لاستكشاف تطبيقات متقدمة مثل تتبع الكائنات، أو التعرف على الألوان، أو تسجيل البيانات السحابي. جميع واجهات الأجهزة مُعلّمة بوضوح ومُوثّقة جيدًا، مما يُقلّل أخطاء التوصيل، ويُتيح التجميع الفوري دون الحاجة إلى لحام.

يمكن للمعلمين استخدام المنصة لتصميم مناهج دراسية متطورة تغطي أساسيات التحكم في الحركة، وجمع بيانات المستشعرات، واتصالات عقد ROS2، والبرمجة متعددة الخيوط. تدعم التوثيقات الشاملة وأمثلة الأكواد البرمجية مفتوحة المصدر كلاً من التعلم الصفي ومشاريع البحث في مجال روبوتات الذكاء الاصطناعي، وإنترنت الأشياء، والأنظمة ذاتية التشغيل.

صُممت هذه المنصة لضمان الموثوقية والوضوح التعليمي، حيث تجمع بين متانة الأجهزة وشفافية البرامج. وتوفر مسارًا تعليميًا متكاملًا - من معالجة الإشارات منخفضة المستوى إلى اتخاذ القرارات عالية المستوى باستخدام الذكاء الاصطناعي - مما يساعد الطلاب على إتقان مهارات هندسية عملية تُترجم إلى ابتكارات حديثة في مجال الروبوتات.

① التنقل متعدد الاتجاهات مع محرك Mecanum
استمتع بحركة دقيقة بزاوية 360 درجة للمناورة في جميع الاتجاهات. تُحوّل كل عجلة دوارة متجهات المحرك إلى حركة خطية ودورانية سلسة، مما يُمكّن من تنفيذ مسارات معقدة في المختبرات والفصول الدراسية والعروض الصناعية. يُجسّد الطلاب مفاهيم الحركة من خلال اختبارات عملية في محاكاة ROS2 وفي بيئات حقيقية.

② هندسة المعالج المزدوج للتحكم في الوقت الفعلي
يتولى أردوينو إدارة تعديل عرض النبضة للمحركات وحلقات الاستشعار، بينما يتولى ESP32 إدارة الاتصالات اللاسلكية ومزامنة البيانات. يُعلّم تصميم المعالجة الموزعة هذا كيفية مشاركة أنظمة الوقت الفعلي للمهام بين المتحكمات الدقيقة، وهو مفهوم أساسي في روبوتات الذكاء الاصطناعي المُدمج.

③ التوافق الكامل مع ROS2 مع Gazebo وRViz
عُقد مُجهزة مسبقًا للملاحة، ورسم خرائط الليدار، وبث الكاميرات، تجعل التكامل سلسًا. يراقب الطلاب أشجار TF، والمواضيع، وإطارات الاستشعار أثناء ضبط مُخططات المسارات ومعامِلات SLAM المرئية - تجربة تعليمية حقيقية بمستوى بحثي.

④ رؤية الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء جاهزة للتوسع
يدعم وحدات كاميرات الذكاء الاصطناعي للتعرف على الأشياء، وكشف الألوان، وتتبع الخطوط. تُمكّن ملحقات إنترنت الأشياء من تسجيل البيانات السحابية ومشاريع المراقبة عن بُعد عبر بروتوكولي MQTT أو HTTP، مما يربط بين الذكاء الاصطناعي والتعليم الآلي.

⑤ منصة تعليمية مفتوحة المصدر للابتكار في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات
تُهيئ الوثائق الكاملة، والأجهزة المعيارية، ودعم C++/Python بيئة مثالية لتعلم ROS2 وهندسة الأنظمة المستقلة. إنها بوابة عملية لأبحاث روبوتات الذكاء الاصطناعي وتطبيقات إنترنت الأشياء للمدارس والجامعات.

روبوت ROS2، مجموعة روبوت الذكاء الاصطناعي، سيارة عجلة Mecanum، الملاحة المستقلة، رسم خرائط SLAM، مستشعر Lidar، روبوتات ESP32، التحكم Arduino، منصة إنترنت الأشياء، تعليم الذكاء الاصطناعي، مجموعة روبوت STEM، برمجة C ++، تعلم روبوت Python، محاكاة Gazebo، تصور RViz، تخطيط المسار، الرؤية الآلية، تتبع الكائنات، التحكم PID، روبوت لاسلكي، مشروع الذكاء الاصطناعي، سيارة ذاتية القيادة، دمج أجهزة الاستشعار، نظام مضمن، ESP32 Wi-Fi، وحدة تحكم مزدوجة، منصة أبحاث الذكاء الاصطناعي، الروبوتات التعليمية، هيكل الروبوت، التعلم مفتوح المصدر.