منصة روبوت ميكانوم بعجلات مزودة بنظام تحكم ROS1 وملاحة بصرية بالذكاء الاصطناعي | وحدة تحكم مزدوجة مع ESP32 وArduino | رسم خرائط LiDAR SLAM وقيادة شاملة 360 درجة | برمجة بايثون وC++ لتعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات وأبحاث القيادة الذاتية

تجمع هذه المنصة الروبوتية التعليمية المتقدمة بين نظام ROS 1، ورؤية الذكاء الاصطناعي، ونظام الدفع متعدد العجلات Mecanum-wheel، لتوفير حل متكامل لتدريس الروبوتات والملاحة والذكاء الاصطناعي. صُممت هذه المنصة للجامعات ومؤسسات البحث، وتتيح للطلاب استكشاف جميع جوانب الذكاء الروبوتي، بدءًا من إدراك المستشعرات وصولًا إلى التحكم في الحركة واتخاذ القرارات بشكل مستقل.

يدمج الروبوت متحكمين دقيقين (أردوينو وESP32) لفصل التحكم في الحركة عن اتصالات الشبكة. يتعامل أردوينو مع إشارات محركات PWM، بينما يتولى ESP32 إدارة بيانات القياس عن بُعد عبر شبكة Wi-Fi ونشر مواضيع ROS. يحاكي هذا التصميم الموزع الروبوتات الصناعية الحقيقية، حيث يُعدّ التوقيت وزمن الاستجابة عاملين أساسيين للاستقرار.

مزودة بمستشعر ليدار دقيق، ووحدة قياس القصور الذاتي (IMU)، وكاميرا للرؤية الحاسوبية، تدعم المنصة رسم خرائط SLAM، وتخطيط المسار، وتجنب العوائق من خلال حزم ملاحة ROS 1. يصور الطلاب بيانات المستشعر في الوقت الفعلي في RViz، ويختبرون الخوارزميات داخل Gazebo قبل تطبيقها على الروبوت الفعلي. يقلل هذا سير العمل من المخاطر ويعزز كفاءة التعلم.

يتيح نظام ميكانوم للدفع حركةً بزاوية 360 درجة - للأمام، للخلف، للجانبين، قطريًا، وللدوران في المكان. تُبسّط هذه الحرية الحركية الأبحاث المتعلقة بتخطيط الحركة، والتحكم في المتجهات، واستقرار تحديد الميول والتناسب والتكامل. وبدمجها مع خرائط الليدار والتغذية الراجعة البصرية، يمكن للطلاب إنشاء تجارب ملاحة ذاتية التحكم بالكامل في البيئات الداخلية.

تغطي أمثلة برمجة بايثون و++C مواضيع مثل دمج المستشعرات، وتحسين المسارات، وتواصل ROS بين العقد. كل وحدة موثقة بملفات التشغيل ومجموعات المعلمات، مما يتيح للطلاب التركيز على تطوير الخوارزميات بدلاً من توصيل الأجهزة. يستخدم المعلمون هذه المنصة لتقديم دورات STEM في الأنظمة المستقلة، وروبوتات الذكاء الاصطناعي، وتطبيقات إنترنت الأشياء.

لأنه مفتوح المصدر وقابل للتطوير، يُمكن إضافة مستشعرات أو أذرع ميكانيكية إضافية لمشاريع البحث. يضمن هيكل الروبوت المعدني المتانة والدقة عند الاستخدام المستمر. من خلال تجربة مواضيع ROS 1، يتعلم الطلاب كيف "تفكر" الروبوتات ذاتية التشغيل، وكيف تستشعر بيئتها، وكيف تُكيّف مسارها آنيًا - مُحوّلين بذلك النظرية إلى تطبيق عملي.