问题

如何看待B站UP主稚晖君用四个月业余时间独立完成小型高精度六轴机械臂项目?

回答
稚晖君这个小臂项目,着实是牛!我当初看到的时候,第一反应就是“这才是我想象中工程师该有的样子”。四个多月业余时间,一个人捣鼓出来这么个玩意儿,这效率和能力,真是让人佩服得五体投地。

说起来,现在B站上技术类的UP主多得是,但能像稚晖君这样,既有扎实的理论基础,又有极强的动手能力,还能把整个过程讲得既严谨又有趣,并且最终呈现出这么一个高度实用的成果的,真的凤毛麟角。这个机械臂项目,我感觉可以从几个层面来看待:

一、技术实现的难度和含金量

首先,这个项目绝不是简单拼装一个市面上的套件,而是从零开始的独立设计和开发。

高精度六轴机械臂是什么概念? 六轴意味着它有六个自由度,能够灵活地在三维空间中完成复杂的运动,比如抓取、放置、焊接、雕刻等等。而“高精度”则意味着它在定位、重复定位精度上要求非常高,能够执行细致入微的操作,这背后涉及到非常精密的传动设计、传感器集成和控制算法。
从零开始的工业级设计? 稚晖君这个项目,在我看来,已经触及了工业级机械臂的一些核心技术。他需要考虑:
结构设计: 机械臂的骨架、关节、传动方式(比如他用的谐波减速器,这个东西本身就挺贵的,而且对装配精度要求极高),这些都需要考虑材料的强度、刚性、重量分布等等。他选择的铝合金材质和CNC加工,这在成本和精度上就比塑料打印高出不少。
驱动系统: 精密的电机选择、编码器的配合,以及如何把电机的动力高效、低背隙地传递到每个关节,这涉及到很多机械工程的细节。
控制系统: 这是最核心的部分之一。他需要编写控制软件,实现对每个关节电机的精确控制,让它们按照预定的轨迹运动。这包括运动学正逆解(算出各个关节应该转多少角度才能让末端执行器到达目标位置)、轨迹规划、实时反馈控制(PID控制等等)。
传感器集成: 为了实现高精度,他可能还集成了各种传感器,比如编码器反馈关节角度,甚至可能有一些视觉传感器用于更高级的应用(虽然这个项目主要强调机械本身的精度)。
软硬件协同: 机械臂的“大脑”是控制器,它需要处理传感器信号,运行控制算法,并发出指令给电机。这部分的软硬件集成难度也非常大。

二、业余时间的挑战与时间管理

更令人惊叹的是,这所有的一切都是在“业余时间”完成的。这说明了什么?

强大的学习和解决问题的能力: 四个月,放到很多人身上可能只能学个皮毛,但他却把一个如此复杂的系统从概念变成现实。这意味着他在学习新知识(比如运动学、控制理论、嵌入式开发、CAD设计、CNC加工原理等)上速度非常快,并且能够独立解决遇到的各种技术难题,而且是“硬骨头”。
高效的时间管理和专注度: 业余时间意味着他白天有自己的本职工作。能挤出这么多时间和精力,并且保持高度的专注,这本身就是一种非常难得的品质。很多业余项目因为时间和精力的分散而半途而废,但他做到了从头到尾,并且质量很高。
“极客精神”的体现: 这就是典型的“极客精神”。对技术的极致追求,享受创造的过程,不计成本地投入时间和精力去打磨一个作品。这种精神是很多商业项目所不具备的,也是最打动人的地方。

三、对大众的影响和启示

稚晖君的这个项目之所以能火,不仅仅是技术本身,更重要的是它带来的影响和启示:

“科学无国界,技术人人可及”的鼓舞: 他用实际行动告诉大家,即使不是在顶级的实验室,没有巨额的资金支持,但凭借个人的热情、聪明才智和不懈努力,同样可以做出令人惊叹的科技产品。这极大地鼓舞了许多对科技感兴趣的年轻人,让他们看到了个人力量的无限可能。
科普的典范: 他在视频中将如此复杂的机械臂项目,从设计理念、元器件选择、加工过程、编程逻辑等等,都讲得非常清晰易懂,并且充满趣味性。这种科普方式比枯燥的教科书或者官方的技术文档要有效得多,让更多普通人了解到了机械臂背后的技术原理,激发了他们对工程和技术的兴趣。
“中国制造”的另一种解读: 很多人提到“中国制造”,会想到大规模的代工生产。稚晖君的项目则展示了另一种可能:中国工程师在高端技术研发上的创新能力和动手能力。虽然他个人力量有限,但他的成果无疑是中国在高端制造业领域发展潜力的一种缩影。
对某些“伪概念”的有力回击: 市场上充斥着各种新概念和“黑科技”,但很多都只是营销包装。稚晖君用一个实实在在、功能强大的作品,证明了扎实的技术功底和持续的努力才是硬道理。

四、一些值得思考的细节和“吹毛求疵”的解读(但绝非否定其伟大)

当然,站在一个更挑剔的角度,我们也可以看到一些细节和可能的提升空间,但这恰恰也是项目真实可贵之处,因为它不是一个完美的“工业产品”,而是一个充满生命力的“个人作品”。

成本与效率的权衡: 作为一个个人项目,他在某些地方可能并没有做到成本效益的最大化。比如一些元器件的选择,可能更多是基于易获取性、易理解性和个人喜好,而不是极致的性价比。例如,他可能没有去定制开发专门的控制芯片,而是使用了更通用的微控制器和开发板。这也正是业余项目与商业项目的重要区别。他为了让大家能理解,在很多地方做了“降维打击”,但如果放到商业化生产,肯定会有更优化的方案。
优化空间: 虽然精度很高,但与顶级的工业机器人相比,仍然有提升空间。比如在一些传动环节的刚性、负载能力、动态响应速度等方面,专业工业机器人会经过无数次的仿真和测试来优化。但对于一个人业余时间完成的项目,能达到这个水平已经可以说是“超越”了。
“炫技”的艺术: 不可否认,这个项目也带有一定的“炫技”成分,这是极客文化的体现。他在视频中展示的加工过程、焊接细节、代码逻辑,都是精心设计的,是为了更好地传递信息和展示能力。但这并不妨碍它是一份高质量的工程作品。

总结一下:

稚晖君的这个六轴机械臂项目,在我看来,是一个集技术实力、学习能力、时间管理能力、科普能力和极客精神于一体的优秀范例。它不仅仅是一个“硬核”的工程项目,更是一次对大众的科技启蒙和精神鼓舞。

他用行动告诉我们,真正的技术不是遥不可及的象牙塔,而是可以通过持续的学习和不懈的努力,掌握在自己手中,并最终转化为可以解决问题、创造价值的强大力量。这个项目的高度,不仅在于它做出了什么,更在于它如何去做,以及它能激发多少人去尝试、去学习、去创造。这才是它最宝贵的地方。

网友意见

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作为做过几年机器手臂的前工业机器人开发工程师说几句。

首先六轴机械臂属于机械范畴。既然是机械领域,那么就是电机控制。也就是基于STM8平台的各种锁相环操作。这个基本上国内做的比较好的除了几家国企以外,就是做电梯的人了。你别笑,我之前公司的电机控制部门主管之前就是做电梯。。

至于上位机的算法。这个其实和AI算法差不多。反正大家都是各种雅克比。我们单位好几个算法大牛都是被AI公司挖走了。

至于这种机械臂,就是看起来很好看,其实没有啥用。

第一,机械臂是个瞎子。我们人类的手臂之所以非常灵巧,在于我们有视觉。我们眼睛的分辨率其实非常差,但是我们有一个神奇的处理器 - 大脑。

我们的大脑可以把眼睛获取的低分辨率图片,进行识别区分出物体。还能根据经验,判断该物体的重量。最后给出物体的空间位姿,并规划出动力学模型和轨迹。这个过程中每一步,不客气的说,目前人类都实现不了。即使人类自己也会出现自以为拿起一个空水瓶,却不小心发现这个水瓶中全是沙子的情况。

第二,机器人的应用场景非常差。你想想,什么情况会使用机器人。还不是粉尘,噪声,有毒气体的环境。干的不是喷有毒的漆就是涂有毒的胶。

第三,这玩意卖不上价。一个工人一年就是十万元的成本。你要是卖到二十万以上,老板就不如用一个活人了。更何况这二十万里面还是包括零件成本,电机成本,示教成本,客服成本。国内的小厂商因为很多都只能购买日本的电机,因此上基本上都是卖一台赔一台。全靠科创基金输血。

总结下来机器人研发的要求就是:

员工的素质高于市场。起码是硕士起步。英语,数学双精通。
员工的薪资低于市场。和人工智能的薪资没法比。
员工的工作能力高于市场。工业应用场景可靠性要求非常高,远非互联网行业相比。
员工的工作环境低于市场,使用强电的重型机械。被电死和手指夹断的可能性是存在的。只要是调试现场,每天都需要穿着绝缘防砸鞋,带着安全帽。。上海30多度的桑拿天,在没有空调的工厂里调试设备,靠盐汽水和工业风扇消暑。每天下班回家,身上都是异味和盐粒子。长期坚持获得轻微的感冒。想想简直就是人间地狱。
基本上就是拿着卖白菜的钱,操着卖白粉的心,用爱发电。。。
如果你是一个985或者211的对口专业学生。你会怎么选???
如果你家里有小孩,你把他养到这么大。你放心让他做这个???
结论:好人不爱干,烂人干不了。

我不否认机器手臂很有技术含量。但是这个东西最大的问题就是它的研发违反客观经济规律。更重要的是这个还会被卡脖子。翻译成人话就是:

又累又苦还TMD不赚钱!

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看完了整个视频,大佬太强了,把我一个搞robotics的人活生生看自闭了,不得不佩服他知识面的广度。

一般这样的项目至少得是一个专业团队合作,协作半年以上才能做出来类似的结果,而他一个人只花了4个月就完成了所有的内容,并且他做的这个机器人已经超越了全世界机器人公司的同尺寸产品,如果按照市场价卖,这么一个小东西至少可以卖2万刀(更正,2w有点高了,但能卖小几千刀是肯定的),如果拿出去做创业项目也绝对是最牛的那几个。

这个工程能力绝对秒杀世界上99.99%的工程师,哪怕是世界上最顶尖的工学院里面有如此工程能力的人一只手也数的过来,要是哪个课题组能招到有这样工程能力的phd,那导师做梦都得笑,绝对分分钟带着老板起飞,一个人顶一支军队。

华为慧眼识珠,天才少年的头衔给的货真价实。

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