用腦波控制的機器人尋寶遊戲──「Treasure Hunting Robot」

採訪／顏妤安‧攝影／張裕民

「Treasure Hunting Robot」為工研院的今村謙之先生自行設計製作的機器人尋寶遊戲，曾在2012 Android開發者高峰會、2012嵌入式Linux歐洲年會、2012美國灣區Maker Faire、新加坡及香港Mini Maker Faire等國際場合中公開亮相。今天就讓我們直擊今村謙之先生位於新竹的工作室，為你進行「Treasure Hunting Robot」的第一手報導！

「Treasure Hunting Robot」與其製作者今村謙之。 

「Treasure Hunting Robot」主要分為三個部分（二足機器人、核心裝置、腦波控制器）。

今村謙之先生目前任職於臺灣工業技術研究院（ITRI），負責Android用測試裝置的開發、Android移植技術支援與諮詢等Android相關事務，居住於東京時創辦了日本最大的Android社群「Japan Android Group」，同時也是OESF嵌入式自由軟體聯盟的常任理事，以及SIProp開發者社群的創辦人。而這次要介紹的「Treasure Hunting Robot」正是今村先生結合Android、腦波控制器與二足機器人所設計出來的擴增實境遊戲。

「Treasure Hunting Robot」總共分為三個部分：第一個部分是包含了腦波感應器、顯示螢幕與體感偵測器的頭戴式腦波控制器，第二個部分是穿戴在身上的核心裝置，第三個部分則是負責進行尋寶任務的二足機器人，以下將針對各部分進行介紹與製作說明。

頭戴式腦波控制器：腦波感應器+顯示螢幕+體感偵測器

頭戴式裝置的部分又分為三個部分：分別應用了MindWave腦立方的腦波感應器、日本Brother工業所開發的AiRScouter視網膜螢幕，以及ASUS的Xtion體感偵測器。

裝置的運作方式是透過Xtion體感偵測器的攝影鏡頭來偵測並計算機器人的所在位置，然後將其位置顯示在AiRScouter視網膜螢幕的寶藏雷達上，使用者再透過控制腦波的方式來使機器人移動。腦波感應器的畫面由上到下劃分為上（腦波激烈區）、中（腦波活躍區）、下（腦波放鬆區）三個區域，將腦波控制在上方機器人便會左轉，中間為前進，下方則是向右轉。操作者必須控制機器人抵達雷達上的目標位置，才算是完成任務。

腦波感應器的畫面分為上、中、下三個區塊，將腦波控制在一定的區塊內以操控機器人的行走方向。

「Treasure Hunting Robot」使用德州儀器公司（Texas Instruments，簡稱T.I.）的Pandaboard開發板搭配Linaro所開發的Linux發行版軟體介面（包括 Android 及 Ubuntu），來作為整個裝置最主要的控制核心，Pandaboard的設定方式如下：

安裝Linaro/Ubuntu11.10
-從Linaro下載操作手冊

下載並設定Linaro/Android11.10
-取得程式碼。請見「如何建置開發環境（How to Make the Build Environment）」
-編輯「.repo/manifest.xml」檔案。
-執行「repo sync」指令以取得變更完畢的程式碼。
-編輯「kernel/」。
-建置Android。

*注意：請將UUID（通用唯一識別碼）變更為你在Linaro/Ubuntu根分割區的UUID，例如「ls -l /dev/disk/by-uuid | grep sdb2」。

變更Linaro/Ubuntu的設定
-刪除「GUI」軟體。
-設定Wi-Fi。
-設定USB FS。

設定完成並啟動電源後，Pandaboard上的指示燈便會亮起。仔細看照片的話會發現Pandaboard上還安裝了一個風扇，今村先生表示：「這是由於臺灣天氣比較熱，安裝用來散熱的。」Pandaboard後方的提包中則放著電池盒。

「Treasure Hunting Robot」使用Pandaboard作為核心。

※本文中所使用到的程式碼資源皆可由https://github.com/OESF/TreasureHuntingRobot程式庫中下載。

二足機器人的部份所使用的是日本KONDO進藤科學的KHR-3WL機器人，其設定方式如下：

設定Wi-Fi
-登入「KCB-3WL」控制板。
-執行「sx_console」指令。

設定控制機器人的程式
–發送「Rcb4UdpServer」。
-設定自動執行。

設定機器人的動作
-將「RCB-4HV」連接上你的電腦。
-啟動「HeartToHeart4」。

設定完成之後，你還得先完成另一項工作才能讓機器人真正地在「Treasure Hunting Robot」中發揮尋寶的功用，就是利用OpenNI[*4]，透過Xtion的攝影鏡頭讀取並建立深度影像，再結合NITE的應用，對機器人進行骨骼追蹤的動作。其軟體設定方式如下：

啟動Linaru/Ubuntu

建立目錄
-使用mkdir指令建立目錄。

設定「OpenNI & NITE」binaries
-從程式庫取得「OpenNI & NITE」binaries。
-進入TreasureHuntingRobot /「src」→「primsense」→「package」取得「openni-bin-dev-linuxarmv1.5.2.4.tar.bz2」、「sensor-binlinux-arm-v5.1.0.22.tar.bz2」及「nite-bin-linux-arm-v1.5.0.1.tar.bz2」檔案。
-安裝「OpenNI & NITE」binaries。

編譯「NiSkeletonServer」
-進入TreasureHuntingRobot程式資料匣點選「src」→「primsense」→「config」下載config檔案程式庫。
-建立原始碼。
-設定自動執行，編輯「/root/bashrc」。

這樣一來就完成骨骼追蹤視窗的軟體設定了。接著你就可以利用OpenNI加上NITE 來追蹤機器人的骨骼， 再在雷達畫面上替機器人定位。機器人移動的方向則是由機器人自己計算過後再回傳至雷達。至於在Android中需要使用到的媒體介面， 則使用OpenFrameworks來製作完成。

現在一切都大功告成了，快點啟動你的「Treasure Hunting Robot」來進行一場刺激的機器人尋寶遊戲吧！

機器人骨骼追蹤軟體畫面。

寶藏雷達上會顯示出機器人的位置、前進方向（箭頭處）與寶藏位置（星號處）。

 

文章原文刊載於《ROBOCON》國際中文版 2013/3月號