嗨，大家好!我是Neo
最近幾年人工智慧(AI)可以說如火如荼。但不同於大疆的無人機或者各種VR設備，AI設備本身由於兼具了軟硬體的要求，門檻其實還是挺高的。
比如之前刷屏的波士頓動力的後空翻機器人Atlas，無論是機械結構，還是運動平衡算法，都是普通玩家沒法企及的。別的不說，數百甚至數千萬美元的研發投入，就讓大家只能看看而已了。
同時對於極客和硬體玩家來說，面對茫茫多的新概念，比如Raspberry Pi啦，Arduino啦，似乎都是非常火的產品二次開發社區。那麼到底該如何選擇呢，Neo我最近剛好在做一些個人項目，把周邊朋友手頭的這類設備都搜刮過來做了個全面解讀，才有了此文。希望感興趣的值友看完這篇文章，能對自己該選擇怎樣的產品能有一個比較明晰的概念。
一. 樹莓派 Raspberry Pi
啥是樹莓派?樹莓派是將電腦集成到了一塊電路板上的微型電腦。
可接顯示器、滑鼠、鍵盤等外設;基於linux的系統;是一臺功能完整的迷你電腦;存儲通過micro-SD卡來提供;內置乙太網接口可直接聯網 (Arduino也可以訪問網絡，但那需要一些額外的部件)。
對於偏編程開發的技術人員來說，樹莓派是一個非常低成本的開發平臺。同時，它的編程環境是標準的Linux編程環境，對於有經驗的程式設計師來說上手非常容易。
但這也就導致對於沒有相關經驗的人來說，樹莓派的軟體編程門檻有點高。並且如果想做運動實例的話，配置過程比較複雜，還需要外接驅動板，成本也就上去了。
二. Arduino
啥是Arduino?Arduino是一個完全開源，可以二次開發用於商業運營的開發平臺。
核心：AVR單片機
本質：單片機應用開發板
Arduino有簡單的函數，還有許多應用庫，這樣就不用直接去操作寄存器了，使得沒有很好的單片機基礎的人員也可以使用Arduino做出自己想要的東西。另外還有簡潔的集成開發環境(IDE)。
作為核心的Arduino開發板有多個版本，比如最常見的Arduino UNO板。此外，Arduino擁有自帶的軟體開發系統。目前非常的火的智能機械臂就是利用Arduino開發出的非常熱門的品類。
然而Arduino的開發成本其實不低，要求玩家必須有豐富的軟硬體知識和不錯的動手能力。而對於這樣的高階玩家來說，Arduino晶片本身的性能又顯得有些孱弱。
所以目前Arduino更多的還是作為一些高校學生的畢業設計，或者個人/小團隊練手的選擇。如果要做嚴肅的機器人/AI項目開發，Arduino的算力/複雜度比，還是稍微低了點。也就是說，玩家實力達到創客級別之後，Arduino平臺本身的硬體性能瓶頸，會明顯限制創客的想像力了。
三. 全地形可編程機器人HEXA
看到這裡可能有值友會說：聊了半天啥情況?
波士頓動力那種牛逼的我們買不起;
樹莓派那種偏軟體的不僅上手門檻很高，即便開發出應用，也仍屬於是一個PC設備，還稱不上是機器人;
而Arduino這種偏硬體的對於開發者來說，如果不太明白機械結構設計不會自己搭控制系統，那麼可玩性也非常低。
所以啥也幹不了?
好在，有需求就會有廠商來努力填補這個空缺。
Vincross最近新出的一款可編程全地形機器人HEXA，似乎就是一個不錯的嘗試。
我最早注意到這個產品，其實也是看什麼值得買的一篇眾測報告。
前不久還在《Wired》雜誌的年度產品「Gear of the Year」裡看到HEXA佔據了非常大的篇幅：
雖然沒有細看，但留下了印象。就是覺得這個產品蠻酷的，好像以前沒見過。
沒想到身邊的Geek小夥伴居然已經直接在KS上眾籌了一臺，趕快第一時間拿過來玩玩。首先HEXA本身的造型比較讓人印象深刻，把它放在辦公桌上可以達到超過100%的回頭率，不少同事甚至回頭了不下三次。紛紛表示，這個是什麼東西?能不能演示一下?
(直接導致我啥也沒幹就玩沒電了)
首先從外形來看，六足(Hexapod Robot)的結構會比傳統的輪式、或者履帶式結構更適合各種越野環境。美國NASA目前正在研製的登月機器人ATHLETE其實就是源於六足機器人的造型，從而可以更好的適應月球複雜的地表環境：
在一些地面比較不平整的環境中，足型機器人先天就會比輪式機器人擁有更強的通過能力。
對於一些溝壑，足型機器人也可以有更強的環境適應能力。而對於六足機器人來說，只要保證三足不離地，就可以非常穩定，而如果增加到八足或者更多又會造成對軟硬體資源要求增加，效果卻不明顯。所以其實六足是最具性價比的一個選擇。
而HEXA則將六足機器人的優勢進一步優化，從步態上來說，有跨步、正常、探洞三種步態，再加上它可以360°無限旋轉的頭部(後面有實例演示)，使得HEXA在行動能力上更加靈活便捷。
我想HEXA的團隊在設計這款產品的時候，主要也是考量了如何兼具性能和成本的平衡，從而最大化的實現產品力。
聊完了六足結構，回到產品本身。HEXA在傳感器配置上也比較豐富，頭部除了高清攝像頭(有夜視功能)之外，還有測距傳感器和紅外發射器，可以比較充分的感知周圍世界。這也給後續我們編程實現各種複雜功能提供了底層支撐。
如果覺得官方自帶的傳感器不夠滿足創客們的開發腦洞，HEXA也提供了豐富的硬體開發接口(I²C，ADC，GPIO，USB，音頻接口等)，可以擴展更多外設來DIY一些更複雜的功能。
這種科技感+神秘風的六足機器人，對於小朋友的吸引力實在是太大了。同事的兒子小C不過是來叫爸爸一起吃飯，直接就表示吃飯不急，得先玩玩這個高科技傢伙。
所以我乾脆說，那就由小C你作為我們的測試員，來評測一下這個機器人吧!
小C的毫不示弱，在我幫忙連接好之後，就用「Explore」這個機器人應用(官方稱為Skill)給小C用於「探險」。
作為一個沒有任何相關經驗的5歲孩子，小C直接上手，就可以通過觸控螢幕控制，玩出各種豐富的步伐和身體姿態：
而長時間不操作的話，HEXA也會自動「臥倒」進入休息模式。
所以從易用性的角度來說，HEXA確實做得不錯，沒有任何基礎的小朋友，也可以輕鬆上手。
不過，HEXA可不僅僅只是一個讓小朋友玩的機器人玩具產品。定位於可編程的它，更重要的給想研究機器人科學的創客們，提供一個機器人學習和開發的平臺。
對於初級的開發者，首先可以使用HEXA Simulater來進行入門學習。
在Simulator中，可以通過可視化的3D模擬器，讓開發者不用編寫代碼就可以直觀地進行動作設計。設計好的動作可以直接寫入HEXA的硬體中，輕鬆實現想要的功能。
而且除了預設的動作，我們也可以簡單地通過設置創造更多動作。
當然，對於有編程基礎的創客來說，HEXA也能夠滿足他們的機器人開發需求。HEXA搭載的是基於Linux內核定製優化的MIND OS作業系統。這個機器人作業系統其實類似智慧型手機裡的iOS或者Android。創客可以通過這個系統，使用GO語言，進行更為深度的開發(後面我會介紹一個實例)。
另外，在開發的便捷性上，Vincross不僅在官網提供了完整的開發文檔和教程，也同時在Github這樣的開源平臺上也進行了分享，方便了創客們的開發使用。
在完成相應的開發之後，創客可以將動作封裝成機器人應用，也就是我上面提到的Skill。值得一提的是，HEXA提供了專門的Skill Store，類似於App Store，開發者不僅可以將自己創建的Skill上傳到Skill Store上進行分享和售賣，其他的HEXA玩家也可以自行前往下載裡面的應用，增加HEXA的功能。
也就是說，HEXA並不是提供單純的一個機器人硬體，而是所謂的一個完整的Package：硬體(HEXA)和軟體(MINDOS)一同構建成一個完整的機器人開發生態，甚至一種機器人文化。作為一款新產品，這個完成度的確讓我有些意外。
不過可能光這樣羅列有些過於抽象，我們還是來看個實例吧~
實例機器人應用：鬥牛(Bullfight)
比如這裡我們以鬥牛「Bullfight」，來說明一下編寫過程。
這個Skill是由一位海外的Reddit用戶編寫的。具體來說主要就是分三步：頭部運動，捕捉紅色信號，Go Go Go!!!
而這位用戶也把完整的設計思路和原始碼開源了出來，方便大家取用。具體來說，這個skill需要教會機器人的主要是2點：
1. 啟動視頻捕捉系統
2. 找到紅色，然後啟動運動系統走向紅色目標
最終實現分為三步：
第一步：頭部轉動
具體的代碼，其實就是修改「hexabody」這個package裡面的頭部轉動參數：角度和時間。角度指的是接下來這個動作需要頭部轉動多少角度，而時間則代表了轉動速度。具體代碼如下：
func (skill *ScanRed) searchRed() {
for skill.status {
if skill.rotate {
direction :=hexabody.Direction()
direction +=30
hexabody.MoveHead(direction, 200)
skill.checkRedLightDistrict()
time.Sleep(time.Millisecond * 100)
}
time.Sleep(time.Millisecond * 200)
}
}
比如這裡我想讓HEXA轉頭的速度快一點或者慢一點，只有調整對應的參數就可以了。
第二步：偵測紅色
這一步，首先是使用SnapshotRGBA() 來抓取HEXA捕捉到的視頻圖像信息。然後，通過所以中心點範圍內的RGB值，來判斷是否超過了閾值(即紅色或者非紅色)。這裡的RGB算法其實也是多種多樣，不過要平衡準確性和速度，其實有時候不得不把備選的各個算法都嘗試一遍。這部分的代碼如下：
func isRed() bool {
thresHold := 200
subRed := 0
srcImg := media.SnapshotRGBA()
srcBounds := srcImg.Bounds()
m := image.NewRGBA(srcBounds)
ptX := (srcBounds.Size().X * 1) / 10
ptY := (srcBounds.Size().Y * 1) / 10
draw.Draw(m, srcImg.Bounds(), srcImg,image.Pt(ptX, ptY), draw.Src)
subBounds :=image.Rect(srcBounds.Min.X/2, srcBounds.Min.Y/2, srcBounds.Max.X/2,srcBounds.Max.Y/2)
newImg := m.SubImage(subBounds)
width := newImg.Bounds().Size().X
height := newImg.Bounds().Size().Y
for w := 0; w < width; w++ {
for h := 0; h < height;h++ {
r, g, b, _:= newImg.At(w, h).RGBA()
r = r>> 8
g = g>> 8
b = b>> 8
c := (int(r)- int(g)) + (int(r) - int(b))
if c >thresHold {
subRed++
}
}
}
log.Info.Printf("%d %d",subRed, width*height)
if subRed > (width*height)/200 {
return true
}
return false
}
當然了，掌握算法以後，也可以隨意更換顏色對象。
而第三步就是衝向紅色目標了
這一步其實就是直接調用WalkContinuously()命令。具體代碼如下：
func (skill *ScanRed) goToRed() {
for skill.status {
if skill.run{
log.Info.Printf("RUN...")
hexabody.Walk(hexabody.Direction(), 100)
}
else {
time.Sleep(time.Millisecond * 200)
}
}
}
最終的實現效果，還是不錯的：
所以，HEXA可以說是提供了一個完整的開發環境和比較嚴謹的進階之路：
1、酷炫的外形和自帶skill，比如Explore，可以吸引極客玩家對機器人的興趣，也讓任何零基礎的玩家操控HEXA來一段越野探險。
2、簡單易用的HEXA Simulator，可以讓不太懂編程的用戶，通過所見即所得的方式編寫和組合各種HEXA的新動作，實現相關的功能。對於培養青少年的編程、機械製造興趣，也是非常好的。
3、完整的HEXA Mind SDK，可以讓對機器人和AI感興趣的高校學生、從業人員或者Geek、創客們輕鬆發揮自己的想像力。創客們不需要精通機械設計，也不需要精通軟體編程和開發，就可以直接拿HEXA進行高級語言的動作程序開發，非常方便和高效。
HEXA不僅僅是降低了機器人學習和開發的門檻，也提供了一條學習曲線並不算陡峭的機器人入門之路。
當然，其實也不難看到HEXA的目標不止於此。HEXA結合MIND OS構建的機器人開發生態，讓用戶完全有能力超越目前的功能演示範疇，開發出一些有強大應用價值的功能(比如：極端狹窄環境的探險、搶險救援中提供一些協助、作為機器人寵物承擔家庭陪伴的功能等等)。
可以想像，當這些功能真正應用到實際生活中，機器人就不在只是一個生活在科幻電影中摸不著的，或者只是玩具一般的產物，而是像如今的智慧型手機一樣普及生活助手。
從機器人行業的角度來看，HEXA的價值更在於讓創客們對於機器人的想像有途徑可以實現，從而推動整個機器人產業的發展。當然了，光靠這一款產品顯然是不夠的，但顯然我們看到了好的跡象和趨勢。
四. 尾巴
回到最初的話題，現在國際化背景之下，我們接觸最新最高科技技術的方式的確是越來越多了。並且各種開源文化的影響之下，和世界一起開發新產品早就不是一句空話而已經成為了現實。
如果想要做一些個人創客項目，或者只是單純的做一些好玩的作品，樹莓派、Arduino或者HEXA這樣的成品，其實都提供的相當不錯的基礎。至於如何選擇，更多的可能還是看實際的需求來決定。
如果是做一些數據監控和處理任務，比如下載機、空氣監控、PM 2.5監控，樹莓派應該是最佳選擇，價格不貴幾百元搞定，實例也多;
如果是做一些運動控制的小作品，比如機械臂、微型3D印表機、智能小車，Arduino是更合適的選擇，並且拖各種改版的開源產品庫的福，在某寶上可以直接買到原始圖紙。一般一個項目的成本大約在1000-3000元;
如果想不只是學習DIY產品的過程，而是直接學習機器人從初級到高級的編程，對複雜環境、豐富視頻信號的捕捉、處理和進一步動作，從而實現真正的機器人應用，並且通過類Skill的形式在全球創客的智慧型手機上傳播，目前HEXA也可以說是這個品類下最佳的選擇。甚至，是唯一的選擇。感興趣的朋友可以去Vincross的官網，以及京東和淘寶看看。
總而言之，我們可能正處於創客最好的時代。
If you wanna DIY something, the best time is NOW!
隨著京東眾籌的HEXA的量產進入正軌，距離人類導師收到HEXA的時間也越來越臨近。在此給大家預告一下，在京東眾籌的HEXA發貨後，我們將舉辦#ChallengeHEXA#的活動。
屆時，只要你開發的Skill能夠通過審核上線到我們Skill Store，即有機會獲得現金獎勵。在此之前，大家可以開始熟悉我們的開發文檔，期待未來的Skill有大家的腦洞和智慧。
HEXA正在預售中，點擊連結(https://www.vincross.com/cn/hexa)，即刻下單。