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我腦洞大開(kāi)，讓機(jī)器人來(lái)給我剪頭發(fā)

時(shí)間：2020-09-08 21:46:43

關(guān)鍵字：機(jī)器人

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[導(dǎo)讀]孤身一人，又不想出門找理發(fā)店怎么辦，YouTube 視頻博主 Shane Wighton 又整出了新活。

機(jī)器之心報(bào)道

機(jī)器之心編輯部

孤身一人，又不想出門找理發(fā)店怎么辦，YouTube 視頻博主 Shane Wighton 又整出了新活。

疫情期間，不敢出門找 Tony 老師理發(fā)？

有人會(huì)選擇在家理發(fā)，但是需要一套理發(fā)工具和一位心靈手巧的家人。

那獨(dú)居青年怎么辦呢？

有人似乎看到了這個(gè)需求。YouTube 博主、在家手工愛(ài)好者 Shane Wighton 表示，他已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一款理發(fā)機(jī)器人，雖然沒(méi)有「洗吹」服務(wù)，但至少能夠解燃眉之急。

對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，可能很難和人類理發(fā)師一般，將理發(fā)技巧了然于胸。在最初的版本中，機(jī)器人時(shí)常翻車：

?這樣腦袋怕是保不住了。

Wighton 花了很多時(shí)間去解決了這些程序錯(cuò)誤，然而最擔(dān)心的事情還是發(fā)生了，機(jī)器人無(wú)法像 Tony 老師那么靈活，它會(huì)扯到頭發(fā)：

經(jīng)過(guò)一番努力，Wighton 終于解決了大部分問(wèn)題，幫自己剪了一個(gè)還算看得過(guò)去的發(fā)型。

和 Tony 老師比較像的是，這位機(jī)器人理發(fā)師還會(huì)附贈(zèng)聊天服務(wù)，跟你聊聊天氣什么的。

在視頻中，Shane Wighton 詳細(xì)介紹了自己開(kāi)發(fā)這個(gè)剪發(fā)機(jī)器人的經(jīng)歷，我們一起來(lái)看一下。

機(jī)器人理發(fā)，技術(shù)含量很高

在視頻中，Shane Wighton 詳細(xì)介紹了自己開(kāi)發(fā)這個(gè)剪發(fā)機(jī)器人的經(jīng)歷。

回想一下我們?cè)诶戆l(fā)店剪頭發(fā)的過(guò)程。首先，理發(fā)師會(huì)將你的頭發(fā)分成幾個(gè)象限，然后逐一下手。

這個(gè)分頭發(fā)的過(guò)程一般是用梳子完成的，因此 Wighton 很自然地想到讓機(jī)器人握住兩把梳子：

但問(wèn)題是，這個(gè)操作很難借助攝像頭觀察。在折騰了一陣兒攝像頭問(wèn)題之后，Wighton 選擇了放棄，換了一個(gè)更省事的方法，用一個(gè)有吸力的塑料管把要剪的頭發(fā)吸起來(lái)：

這個(gè)塑料管看上去很像從吸塵器上拆下來(lái)的。

這樣一來(lái)，頭發(fā)就能立在那里乖乖等著剪刀，而且剪下來(lái)的頭發(fā)也不會(huì)到處亂掉了。確認(rèn)這個(gè)方法奏效之后，Wighton 將其安在了機(jī)器人上。

Wighton 介紹稱，這個(gè)剪頭發(fā)用的機(jī)器人頭部總共三個(gè)伺服裝置：一個(gè)類似于人的手指，用來(lái)夾住要剪的頭發(fā)；一個(gè)用來(lái)控制剪刀移動(dòng)；最后一個(gè)用來(lái)操作剪刀剪頭發(fā)。

整個(gè)裝置運(yùn)行起來(lái)是這樣的：位于最上方的「吸管」將頭發(fā)吸起來(lái)立住→機(jī)械「手指」過(guò)來(lái)把頭發(fā)夾住→安在一旁的剪刀湊過(guò)來(lái)剪：

走到這里，剪頭發(fā)的基本動(dòng)作算是完成了，接下來(lái)就是想辦法讓這個(gè)機(jī)器人上下左右前后自由移動(dòng)。因此，除了可伸縮、升降的機(jī)械臂之外，Wighton 還給這個(gè)機(jī)器人配了一個(gè)環(huán)形滑軌：

?配上人頭，感覺(jué)像一種刑具。

此外，為了讓剪刀能夠調(diào)整角度，Wighton 又加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置。

剪的過(guò)程中還有一個(gè)問(wèn)題：人的頭會(huì)動(dòng)。那么，怎么讓機(jī)器人確定你的頭在哪兒呢？Wighton 想到了用深度攝像頭，也就是靠人臉識(shí)別 + 深度數(shù)據(jù)確定人頭在 3D 空間中的位置。

但這個(gè)方法的缺點(diǎn)在于：攝像頭總是被其他設(shè)備擋住。

這個(gè)問(wèn)題或許可以解決，但 Wighton 認(rèn)為，如果非要讓攝像頭來(lái)做這項(xiàng)工作，軟件將變得非常復(fù)雜。于是，他另辟蹊徑，給最前面的「手指」裝了個(gè)開(kāi)關(guān)：

這個(gè)開(kāi)關(guān)有什么用呢？我們觀察到，在機(jī)械臂移動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)開(kāi)關(guān)將是最先碰到人頭部的裝置。因此，Wighton 將其設(shè)置為：一旦該開(kāi)關(guān)碰到人，機(jī)械臂就會(huì)后退一些，確保安全。

接下來(lái)就是確定剪什么發(fā)型的問(wèn)題了，畢竟這不是剪羊毛。

在程序員的世界里，一切都是參數(shù)化的，發(fā)型也不例外。為了讓機(jī)器人理解人類的發(fā)型，Wighton 進(jìn)行了 3D 建模，用顏色的深淺表示頭發(fā)的長(zhǎng)度，即顏色越深頭發(fā)越長(zhǎng)：

雖然看起來(lái)像是個(gè)禿頂?shù)陌l(fā)型，但機(jī)器人不會(huì)這么認(rèn)為。

此外，為了讓機(jī)器人知道剪發(fā)的角度（比如劉海應(yīng)該橫著剪，耳邊周圍的頭發(fā)要沿著耳朵剪），Wighton 也在 3D 模型上進(jìn)行了標(biāo)注。

這些工作都完成之后，Wighton 將建好的 3D 模型導(dǎo)入機(jī)器人。后者會(huì)根據(jù)該模型制定剪發(fā)計(jì)劃，然后逐步執(zhí)行。整個(gè)剪發(fā)的過(guò)程讓人捏了把汗：

另外，由于代碼 bug，原先 15 分鐘就能完成的剪發(fā)過(guò)程硬是被拉長(zhǎng)到 1 個(gè)小時(shí)，求博主心理陰影面積。

和以往一樣，在制作整個(gè)機(jī)器人的過(guò)程中，Wighton 動(dòng)用了他的等離子切割機(jī)等燒錢裝備：

這次的成果再次證明了，Wighton 果然是「有錢、有閑、有知識(shí)」。

如果是你，你會(huì)用嗎？

拿著剪刀的機(jī)器人套在頭上，乍看起來(lái)有點(diǎn)嚇人，不知道會(huì)有多少人愿意讓它來(lái)給自己剪頭發(fā)。

不過(guò)這里還有一些讓人安心的理由，說(shuō)到理發(fā)機(jī)器人的發(fā)明者 Shane Wighton，應(yīng)該是一個(gè)挺靠譜的技術(shù)宅，前不久他設(shè)計(jì)的「百發(fā)百中」籃板也曾經(jīng)在社交網(wǎng)絡(luò)上吸引了眾人的關(guān)注。

這個(gè)使用機(jī)器人技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法的智能籃板，可以根據(jù)投來(lái)籃球的方向自動(dòng)調(diào)整角度，讓你隨便一扔都是三分球，既然機(jī)器人可以做到如此精準(zhǔn)，剪個(gè)頭發(fā)應(yīng)該還是 ok 的。

Shane Wighton 畢業(yè)于北卡羅來(lái)納大學(xué)夏洛特分校，獲得了機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位和計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士學(xué)位。他目前在 3D 打印技術(shù)開(kāi)發(fā)商和制造商 Formlabs 公司擔(dān)任首席工程師，熱愛(ài)制作各種新奇的玩意。

-END-

       
        
         
          
           
                         
              
               
                
                 
                  
                   
                    
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