Copy Human Movements
2015 – 2016
Supervised by:
Prof. Ahmed Alaskary
By:
Alaa Abd El-Rahman Elrayes
Mohamed Zaki
Abstract
Our project is to make a humanoid robot that has the ability to copy human movements with high level of accuracy specially the arms, this robot considered as a mirror of a human body that the user can control it using his body movements remotely (over internet or High Range Radio Frequency); this project is divided into two main parts.
The first part is the way that we used to recognize the human body movements continuously using “Xbox 360 Kinect sensor” that has the ability to select more than 20 joints in the human body in the skeleton mode, by using Kinect software development kit we converted the 3d data of human body to programmable data, in order to send it to the micro-computer ” Raspberry pi ” that is attached to the robot to control the servo motors in the robot body using python programming language .
The second part is the robot itself, its design ; the upper part is mostly look like an upper part of a human body specially the two arms , the shoulders and the wrists can move in two degrees of freedom , the elbows and the fingers can move in one degree of .
The head of the robot consist of wireless camera to make a live stream to the user to easily control the robot remotely. The lower part of the robot is a base which consists of wheels to control the robot movements in all directions , by copy the special movement of the legs of the user to the robot .
Therefore , our project can use for very important and dangerous purposes for the human in the same time, such as Working in radioactive laboratories, Dismantle a Bombs, and any other dangerous missions that the human can’t deal with.
الملخص
هذا المشــروع يتلخص فى ان يتم تنفـيذ انســان آلى يسـتطيع تقليد حـركة الانســان باقصــى دقـة ممكـنة وخصـوصاً حركة الذراعين اى يعمل ذلك الانسان الآلى كمرآه للانسان العادى الذى يقوم بتقليده كما ان هذا المشـروع يجـعل الانسان الآلى ليس من الضرورى ان يكون قريبا من الانسان الذى سيقوم بتقليد حركته وينقسم هذا المشروع الى جزئين رئيسيين .
الجزء الاول من المشـروع يتمثل فى الطريقة التى سـيتم استخـدامها من اجـل رصد حركة جســم الانســان بشكل مستمر وتحويل تلك الحركة الى بيانات واشارات يمكن لباقى الاجـهزة والمكونات الالكترونية فهمها و يتم ذلك عن طريق كاميرا ثلاثية الابعاد ( xbox Kinect sencor ) تقوم بتحديد 25 نقطة على جسم الانسان في الابعاد الثلاثة x,y,z و عن طريق استخدام Kinect Software development kit لبرمجتها و ارسال بيانات النقاط في الابعاد الثلاثة بطريقة تسهل التحكم عن طريق الانترنت – او – عن طريق Zigbee communication protocol الى Raspberry pi – microcomputer يقوم بالتحكم في المواتير الموصله بجسم الروبوت عن طريق برمجة المتحكمة بلغة python .
الجزء الثاني من المشـروع يتمثل فى الانسـان الآلى الذى سـيتم تنفيذه بحيث يكون الجزء العلوى منه يشبه كثيرا الجزء العلوى من جسم الانسان خاصة الذراعين حيث سيقوم بتقليد حركة ذراع الانسان بشكل دقيق مستمر بقدر الامكان بحيث تكون ذراع الانسان الآلى كالمرآه لذراع الانسان العادى وبالتالى تقوم الذراع الصناعية بنفس الحركة التي تقوم بها الذراع الطبيعية فى نفس اللحظة دائما وبأقصى دقة ممكنة .
اما بالنسبة لتحرك الانسان الالى نفسه فسيكون ذلك مثبتا من اسفل على عجلات مناسبة يتم التحكم فى حركتها من على بعد بشـكل ما من اجل التحكم فى تحرك الانسـان الآلى واتجاهه اما بالنسبة لرأس الانسان الآلى فسيكون بها كاميرا تصوير مناسبة كى تقوم بتصوير ما هو امامه ونقله كبث مباشر يستطيع الانسان العادى المتحكم فى حركة الانسان الالى ان يرى ما هو امامه وبالتالى من خلال ما يراه يمكنه ان يغير فى حركة ذراعه من اجل اتمام ما يريد ان يقوم به الانسان الالى على اكمل وجه وكذلك قد يغير فى تحرك واتجاه الانسان الالى ان لزم الامر نظرا لما يراه من خلال تلك الكاميرا .
وبذلك يصبح ذلك المشروع من المشروعات ذات الاهمية والافادة الخاصة حيث قد يكون له الكثير من الاستخدامات فى كثير من التطبيقات المختلفة واهمها فى ان يقوم الانسان الالى ببعض المهام الاساسية التى يكون من الخطر قيام الانسان العادى بالقيام بها (مثل بعض المهام فى المعامل المشعة , المهام المتعلقة بالقنابل والالغام … وغيرها من المهام الخطرة و التي تحتاج الى دقه عالية ) .