難以想象，這竟然是一個18歲高中生獨立做出來的機器人！

無論室內(nèi)外，都能實現(xiàn)跟蹤：

就連在黑夜里跟著走，也No problem：

當(dāng)坐騎也完全沒問題：

原理確定、外形設(shè)計、電路連接、代碼編寫，所有工作耗時200天。

而且，全部由這位叫做凌十七的B站Up主一人完成！

視頻上傳不到3天，就斬獲近百萬播放量。

本來，自主導(dǎo)演的機器人故事和硬核DIY機器人全流程已經(jīng)足夠惹眼。

在視頻即將結(jié)束時，Up主還掏出樂器，為這一項目獻曲一首，直接引爆了彈幕：

請問還有什么是您不會的呢？

六邊形戰(zhàn)士！

寶藏男孩？！

從程序員，到導(dǎo)演，到音樂愛好者，多種身份無縫切換！

這到底是怎樣的一位Up主？

這又是怎樣的一個機器人？

從建模到制作，全自主設(shè)計

要做一個什么樣的機器人呢？

凌十七給出了他心目中的標(biāo)準(zhǔn)：

鋼結(jié)構(gòu)，塑料外殼。

能跟隨，能跑，能裝東西，能拉著走，關(guān)鍵……還能坐。

畫好了設(shè)計圖，18歲的少年沉吟道：可行。

那就開始，第一步：建模！

大家來感受一下這個建模工作量：

拉近了看，整個機身的設(shè)計并非粗糙直白的幾何形狀，而是參考人體工學(xué)，從穩(wěn)定性和實用性等方面進行了設(shè)計：

建模完成后，就迎來了下一個頭禿程度不輸建模的環(huán)節(jié)——

外殼制作。

讓模型從電腦來到現(xiàn)實里，凌十七選用以水洗樹脂為材料進行3D建模。

這聽起來似乎不需要過多的操作，只要坐在機器前等著收成品就好：

但實際嘗試起來，問題可就太多了：

使用水洗樹脂作為打印耗材可能會出現(xiàn)開裂問題

在成品外殼過薄時會出現(xiàn)更嚴(yán)重的變形，進而導(dǎo)致無法安裝

超大尺寸的零部件對于組裝精度的要求非常高

這中間沒有捷徑，只有一次次進行地嘗試、調(diào)整、再嘗試、再調(diào)整。

樣子成型了，接下來就是給零部件們上補土。

這道工序能在統(tǒng)一底色的同時，填補了打印表面出現(xiàn)的不平整。

然后就是外表制作的最后一步，刷漆：

現(xiàn)在，“很沒有技術(shù)含量，非常無聊且浪費時間”的外殼制作環(huán)節(jié)完成了。

再來看機器人的眼睛，凌十七所選用的二維激光雷達(dá)：

他一共使用了兩個雷達(dá)，并都根據(jù)通信規(guī)則重寫了解包算法。

好，接下來就是去制作機器人的心臟了！

凌十七選擇了單片機作為主控設(shè)備，來控制無刷電機和舵機，并進行遙控、驅(qū)動和跟隨速度方向的最終判斷：

然后將樹莓派作為跟蹤算法輸出設(shè)備，串口傳輸數(shù)據(jù)給單片機：

這里的單片機和樹莓派都由一個統(tǒng)一的10A降壓模塊供電。

但由于樹莓派USB可提供的電流非常小，而雷達(dá)又是直接從USB端口拉供電的，所以一開始常常會陷入無限重啟的狀態(tài)中。

因此，凌十七把雷達(dá)中的電路供電壓（VCC）單獨引到了5V，解決了這個問題。

至于完整的跟蹤功能，凌十七一共用了250行代碼來實現(xiàn)。

和外殼制作相比，代碼書寫稱得上是“很有技術(shù)含量，非常不無聊且花費時間”了。

畢竟，在最后列出來的已解決的問題中，程序方面的例子是最多的：

要能在硬件支持范圍之外跟蹤目標(biāo)，因此限制了跟蹤角度，超出后重新尋找目標(biāo)；

要防止在丟失目標(biāo)時亂跑，因此就通過程序使在探測到目標(biāo)距離過長時停止跟蹤；

還要能夠及時與單片機通信，防止通信過多丟失數(shù)據(jù)，以及非線性的轉(zhuǎn)向算法……

而最終，設(shè)計圖里所提到的功能，已經(jīng)基本實現(xiàn)了。

除了開頭提到的功能外，存儲東西也完全沒問題：

站在自己這十分有說服力的雜亂地面上，凌十七這樣表示：

這是我這輩子目前開發(fā)過最難的項目。

機器人背后的故事

沒錯，從0到1打造一個機器人，對于機器人專業(yè)的學(xué)生來說也許不難，但對于高中生而言，需要自學(xué)從編程、電路到自動控制的所有技術(shù)知識。

軟件上，所有程序和軟硬件代碼都需要自行調(diào)試、優(yōu)化，算法上修過的bug可以說是“不計其數(shù)”：

硬件上，在對機身進行建模時，凌十七雖然專門學(xué)習(xí)了相關(guān)的設(shè)計方法：

但自己動手做的時候，僅僅是外殼設(shè)計這個“看起來沒啥技術(shù)含量”的工作，就耗費了相當(dāng)長一段時間，壞過好幾個外殼：

可想而知，除了外殼，在建模和設(shè)計上還有多少需要更換的零部件。

凌十七自己也表示，最后產(chǎn)出的零件垃圾甚至“能再造一臺機器人”出來：

后來好不容易做好后，機器人又損壞了一次。

2020年8月開始設(shè)計、10月制作，但在12月份進行戶外拍攝的時候，這個機器人的“頭部”意外掉了。

由于脖子連接處的舵機很不牢靠，最初只是搭在機器人身上，很容易取下來，導(dǎo)致雖然在家中實驗時沒出現(xiàn)任何問題，但在不平坦的路面上卻無法hold住，最終壞了。

了解這一情況后，凌十七改進了機器人結(jié)構(gòu)，全部采用螺絲固定，就沒有再出現(xiàn)類似的問題。

但也正是因為這件事，項目被迫中止了一段時間，后來拆除接近1/3的機器人外殼，重新制作后，才于2021年4月左右完成。

當(dāng)然，也并非只調(diào)整了外殼，這次改裝也對軟件進行了重新升級。

雷達(dá)上，加入了三四個算法，主要是為了優(yōu)化通信和雷達(dá)的無效數(shù)據(jù)，還有幾個是為了排除跟蹤時可能出現(xiàn)的誤導(dǎo)、或是某些嚴(yán)重影響運行效果的情況；

驅(qū)動算法上，也經(jīng)過了參數(shù)調(diào)整優(yōu)化，但這一操作并不規(guī)范，基本是在試錯，如果進行更正式的項目的話，可能會算好一個正規(guī)的模型，再進行編程。

所有算法都是凌十七自行編寫的，沒有參考其他算法：

畢竟沒見過類似產(chǎn)品，而且在確定原理的時候，腦子里就已經(jīng)想好邏輯了，所以也沒想過要找別人的代碼。

經(jīng)過9個月打磨的機器人，從各方面來說都較為優(yōu)秀，不過對于凌十七來說，還是有可以繼續(xù)改進的地方。

一方面，機器人并不能做出表情，所有視頻中的表情都是后期處理上去的，也就是特效制作。

凌十七表示，原本是想外包特效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)外包能力不足，做出來的特效太拉垮……所以就自己學(xué)著去做了，效果確實要更好。

當(dāng)然，直接顯示表情也是可以做到的，只是“目前市面上已經(jīng)有很成熟的算法了”，因此他沒有考慮作為機器人的“亮點”來完成。

另一方面，從機器人本身來說，物理穩(wěn)定性不好；而避障算法所采用的兩代激光雷達(dá)，也都受光照影響，效果與預(yù)期有差距，戶外的表現(xiàn)不夠好。

如果有時間再優(yōu)化的話，凌十七打算將兩個激光雷達(dá)和攝像頭進行結(jié)合，會讓戶外跟蹤更加穩(wěn)定。

至于為什么要做這個機器人？

凌十七表示，最初是想找個人幫忙拎設(shè)備（如錄視頻所用的三腳架、攝像機），后來意識到，這件事可以“不必由人來完成”。

要是能做個自動拉貨車，還能當(dāng)代駕，豈不美哉。

雖然后期確實投入了巨大的精力，但從完成度來看，效果還是非常不錯的。

而機器人小D（Devil）的名字，則來源于一首名為《Devil Swing(Remix)》的歌。

也正是因為這個項目，讓凌十七決心從電子工程轉(zhuǎn)專業(yè)（此前已被佐治亞理工學(xué)院錄取），去學(xué)習(xí)AI和機器人。

△原本想要學(xué)習(xí)的專業(yè)

在接受量子位采訪中，凌十七表示，自己通過這個項目意識到，以后可能是算法的天下，所以想把重心更多地放到編程上。

“想轉(zhuǎn)專業(yè)去搞AI&機器人”

凌十七來自上海師范大學(xué)附屬中學(xué)（上師大附中），前16年也與其他中學(xué)生一樣，“基本在應(yīng)對考試中度過”。

高一，凌十七通過競賽接觸到機器人，從此打開了新世界的大門。

視頻中可見，除了在“機器人綜合技能”和“電子控制項目”比賽中獲得一等獎以外，凌十七還發(fā)明了一種“激光定位特殊用途使用的遙控裝置”，并斬獲多個獎項。

凌十七表示，雖然這些比賽“含金量不高”，但成功激起了他對機器人的興趣：

當(dāng)我第一次發(fā)現(xiàn)，我能讓自己以外的事物按照我的意志運行的時候，何其感動，何其震撼，就感覺一切從未如此充滿意義。

機器人就是照亮我人生道路的第一道光。

他于2019年開始上傳視頻，并于2020年初制作了一把小刀，帶電路、能發(fā)光的那種，播放量一下子從幾萬沖上了一百多萬：

接下來的一個視頻中，這把小刀直接進化成了能噴火、變色的光劍，播放量達(dá)到了200W+，也坐實了“手工UP主”的名聲：

在那之后，機器人小D一打造就是9個月，轉(zhuǎn)眼來到2021年。

期間，凌十七一度有過想要放棄的念頭，“感覺再搞下去自己就要不正常了”，但最終還是堅持了下來。

也正是在這個項目中，他找到了自己未來前進的方向。

對于這個機器人，不少大V激情轉(zhuǎn)發(fā)：

B站官方也熱烈鼓勵：

值得一提的是，凌十七的技能點并不僅限于機器人、導(dǎo)演和彈琴，據(jù)他的高中同學(xué)表示，畫畫、編曲等等技能點也已經(jīng)點亮。

對于未來，凌十七表示，更有可能去創(chuàng)業(yè)，做產(chǎn)品或是搞創(chuàng)作。如果投身科研的話，大概率會想要研究通用人工智能（AGI）方向。

雖然這個機器人還沒有涉及AI方向的算法，不過凌十七表示，已經(jīng)打算開始從CV學(xué)起，做一些相關(guān)的AI小項目，例如物體、形狀識別等算法。

他會在AI領(lǐng)域擦出什么樣的火花？

讓我們拭目以待。