和清華大學老師深度探秘「小米鐵蛋2」

2024年4月29日 14点热度 0人点赞

一、鐵蛋的誕生

2023年8月14日,小米新品發布會上,雷軍宣布鐵蛋2的誕生。這是小米的第二款機器狗CyberDog2,中文名叫「鐵蛋2」。小米商城定價12999元。

鐵蛋上架小米商城

二、鐵蛋的硬件模組

鐵蛋的核心控制單元採用了Nvidia Jetson NX模組,21TOPs的算力,8G內存(CPU GPU),16G eMMC存儲容量。

傳感器包括:RGB相機,AI相機,深度相機,激光傳感器超聲波傳感器TOF測距。此外還有魚眼相機和觸摸傳感器。

CyberDog2的傳感器

主要的輸出模組包括:驅動電機,聲光電顯示。

CyberDog2的輸出模組


三、鐵蛋的軟件框架分析

鐵蛋的軟件使用了ros2的框架,採用分布式的模塊設計,整個結構可以參考下圖:

CyberDog2的框架


可以看到,鐵蛋包括了manager、Core、acuator等模塊單元。

Manager單元:這是一個獨立的ROS節點;管理內部執行單元狀態,並對外提供執行單元的ROS調用接口;manager負責最終決策,但不執行具體邏輯功能;所有manager遵循同一套機器人狀態機,由robot manager負責切換;以ROS 插件形式引入執行單元。

Core單元:也是獨立的ROS節點;獨立完成一個或多個邏輯功能(如快速連接、導航、跟隨等),通過調用manager所提供的執行單元接口完成;通過Bridge對外部可見。

Acuator單元:純粹的執行單元,無業務邏輯,亦無決策;與硬件版本強耦合,不同硬件方案直接提供不同版本的代碼,不做兼容;通過回調函數對外通信,內部不使用ros通信接口。

Bridge單元:應用板程序與外部通信的接口,由進程和動態庫組成;對內提供ros接口;外部包含DDS、Can、Uart等;Bridge只做消息轉發,不參與任何具體業務。

四、鐵蛋可以做什麼

相比現在的輪式機器人,鐵蛋的優勢在於通過能力強,外設配置比較齊全,智能化程度相對較高。目前來看,鐵蛋的可以在很多方面發揮作用。

1、實驗教學平台

清華大學自動化系就是用鐵蛋2作為學生的教學平台,由於鐵蛋的底層邏輯和自動駕駛有類似的地方,所以,學生基於鐵蛋進行應用開發,可以很好的積累面向自動駕駛的科研能力。

2、情感陪護

校慶期間,發現很多孩子、家長都對鐵蛋充滿了興趣,在某個程度上,可以看作一個電子寵物。如果附加LLM的能力,可以成為一個情感陪護的應用平台。

3、電子向導

由於鐵蛋的供電能力限制,適合在小區域內(比如樓宇,小的園區)承擔電子向導的功能。起到引路,講解,小件物品傳遞的作用

4、小范圍巡查

在小的區域內實現巡檢、巡查功能,替代人工巡查。

四、鐵蛋需要什麼改進

總體上看,鐵蛋不是很適合用在工業場景。也許,鐵蛋誕生那一刻,就沒有考慮這個方向的規劃。

1、負載能力欠缺

由於鐵蛋採用了CyberGear微電機,電機扭矩4N.m,預估鐵蛋負重2公斤。因為鐵蛋的負載能力不足,目前更適合在ToC領域體驗,如果要面向工業場景,需要提升負載能力和續航能力。

CyberGear微電機

2、續航能力不足

鐵蛋採用的電池型號是DH21050CXM,標稱容量4500mAh,標稱續航時間90分鍾。實際使用中,大約可以持續工作30分鍾。這個續航能力需要大幅提升,否則用戶需要頻繁充電,影響使用體驗。在工業場景,更是無法使用。

3、固態硬盤的存儲空間小

目前的存儲空間為16G,安裝完Ubuntu操作系統,ROS2環境後,剩餘空間微乎其微,無論是用於二次開發,還是想做其他的擴展,都捉襟見肘。

比如如果想在鐵蛋上加載本地化LLM的能力,無論存儲空間還是內存都不夠。

4、底層開發接口沒有完全暴露

鐵蛋的運動控制是通過ROS調用,開發者無法自行調用控制單元的底層接口,如果發燒友希望自己做底層的運動控制,可能需要和小米技術支持溝通。