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12/13中科自造基地學習之旅 ? ? ?

感謝這次FBTUG哈爸幫忙協調中科智慧機器人自造基地的江大哥及兩位自造基地林老師與詹老師，協助採果機器人的夥伴們上一堂自造基地的設備使用課程，這次課程主要有兩個目的，其一是希望讓大家更了解如何善用自造基地資源的申請及使用流程，其二是學習基地內設備的使用~

在設備使用方面，這次接觸的預計有3D列印機及3D掃描設備的使用。在3D列印機方面，自造基地擁有60台以上各式機種，如果創客作品零件很多，也能一台接一台的列印，很快就能將作品實現了~這次課程由自造基地林老師及詹老師來教學，由於是第一次，所以搬出最基礎的UP 3D PLUS機型來教學，切片軟體採用該品牌的UP Studio軟體，功能完整且選項易於理解操作，缺點是必須要接上該廠機器才能操作完整功能。強烈建議有想要善用自造基地列印資源的夥伴，務必先來此上課，當日即使小弟算是3D列印老手，新軟體還是要透過老師悉心教學才能上手(自己平常只用CURA及S3R)

3D掃描方面，當日小弟帶了蛹蟲草樣品去，可說是給基地很大的難題，因為蛹蟲草類似金針菇是一根根的子實體組成，會互相遮蓋，讓掃描過程有很多陰影而無法完整成形，但當日老師還是非常努力幫忙掃描，完成度其實頗高，但仍有大量破面需要後續處理。可惜該檔案帶回家後，容量相當大，連修補軟體都開不起來，還在努力中…當日由於下午另有課程，老師需要去忙碌，所以3D掃瞄技術還未學成，期待下次有機會再去請教老師相關技術問題，但3D掃描對於採果機器人而言，採果場域若能透過3D掃瞄建檔，就有機會實現ROS之GAZEBO模擬，可以持續在電腦上進化軟體架構，大幅降低try&error的成本。

有關於想要使用自造設備的流程方面，小弟在此也簡要說明一下，大致分為4個流程
1.先在中科自造基地網站註冊會員( https://ctsphub.tw/ )。
2.可在FBTUG下載(或電請自造基地傳檔)並填寫設備使用單，email傳給自造基地的江大哥，基地會判斷使用目的、借用者熟悉度與機器狀況，回覆是否可以借用。
3.確定可以借用之後，再上中科自造基地網站的會員專區，選擇預約設備，並進一步選填設備與日期時間。但第一次使用，可能無法在網頁選擇設備(會是空的選不到)，原則上屆時再請自造基地協助開通或開課教學及可取得使用資格。
4.進行實名悠遊卡註冊，憑卡刷自造基地的保全感應，就可以進入使用，但日後刷卡有效時間為預約十分鐘前啟用權限，預約時間結束後10分鐘權限消失，只能離場無法再進場。

這次活動當日，含小弟在內四位夥伴都取得3D列印機未來使用資格與悠遊卡登錄，往後也可以在基地的設備操作課程盡量參與上課，將會逐步開啟更多使用資格(有點像闖關遊戲?)。未來各位夥伴若有需要各種加工機具，不一定都要自己買，其實中部有中科自造基地，南部也有南科自造基地，都可依規定借或租用所需要的裝備喔。

值得注意的是，由於自造基地擔心人身安全與設備保護原則，對於借用者之能力與熟悉度有一定要求，若有意借用連自己都不熟悉的設備，務必盡量把握基地有開課的機會好好學習喔，若去學過並經老師審核通過，未來才能自由借用。當然若群內召集夥伴夠多，或許也能像這次一樣，老師特別撥冗教學，這類機會大家要把握啊。

最後再次感謝中科智慧機器人自造基地的江育政大哥、詹閔任老師、林威豪老師撥冗指導，收穫良多，未來還要多多拜託老師們繼續指導其他設備，以期降低團員們開源研發的設備障礙，能有更多資源可供應用，感恩~ ? ? ?

會議記錄： FarmHarvestBot 農場採果機器人-專案設計討論會-3
時間： 2018/10/23(二) 19:30-21:00

- 與會：感謝專案與社群夥伴約 17 位上線與會（如附圖）
- [ 哈爸 ] ROS for 專案學習心得分享
-- 帶過主要的學習歷程與提及中間的重點
-- 表達即將用軟體帶起專案
-- 請各部分夥伴的實作，跟ROS 主軟體對接
-- 在主軟體實作時，會建構各自驗證的環境
- [志弘] 目前手臂實作分享
-- 零件選用與設計方式
-- 手臂實作韌體需注意的部分
-- 歡迎夥伴借用 or 自建一台（會給予協助）
- [Eric] DuckieFarm 實作分享
--PID 馬達控制與選用馬達介紹
- [Renton] Jetson Xavier 分享
-- Sensor fusion 概念分享
-- Jetson Xavier 的機器人深度學習與模擬
- 會議錄影剪輯後公開
- 預計兩週後，下一次專案公開會議
- 相關附件請參考共筆內容

共筆：
https://paper.dropbox.com/…/FBTUG-FarmHarvestBot--AP9m~600O…

會議相關資料
[ 哈爸 ] 20181023-ROS 學習
https://drive.google.com/open…

[志弘] 目前手臂實作分享
20181023-FarmHarvestBot-農場採果機器人手臂篇.pptx
https://drive.google.com/open…

[Eric] DuckieFarm 實作分享
DuckieBot 小鴨車控制簡介
https://paper.dropbox.com/…/DuckieBot--AP8Bc~EWwpgf40z9HQTt…

[Renton] Jetson Xavier 分享
https://docs.google.com/…/1P4iYlfGnd9nzhw7dFGxibcYa_o…/edit…

哈爸

提醒！ FarmHarvestBot 贊助召集就到今天，提醒有心夥伴贊助意願表達

專案起始要有一定的脈動，於是公開贊助時，就給自己一個時限，兩個星期，就到今天

以下寫那麼多，無非也只是最後掙扎一下，做該做的，能做的，其他只能隨緣

目前已意願表達共 NT 10萬 離目標 50 萬，還有一點距離。

專案來到一個月又多幾天，從什麼都沒有，到看了文件還覺得滿豐富的，以及群內有那麼多人才，開始了這麼多的設計與研究，也是另外一個感動
而且也發生了這些事情
1. 夥伴們去埔里農場參訪，也釋出了第一次的場域訓練的照片
2. 夥伴們今天要去中科 學習高檔的工業手臂
3. 一開始的 iCShop 與新漢的贊助
4. 為了給夥伴找工具的使用，而天上掉下來 mighty net 南科設備使用贊助
5. 順便展開的視覺前處理平台，也獲得 AIA 台中分校的協助，目前有 26 位高檔義工一起參與，也因而我們有幸和 AIA 成為合作夥伴
6. 夥伴們開始有各式各樣的暖身學習，嘗試以各種方式解構這個困難的問題，做個開始
7. 夥伴們自費去學習了小鴨城，看能不能先跟上目前先進的科技
8. 於是我們看到 CH 大和夥伴的努力，標示了 600 張去埔里的照片，做的彩椒展示影片

以上這些美好的啟動，包含著多少的心意與專案夥伴們的付出，能夠有一些進展
想想在傳統專案裡面，這些過程應該已經花了不少錢了，光前面寫計畫就不知道要花費多少心力，但是目前專案的支出是 0

在傳統專案裡面，如果你想像這樣完成這個這麼具挑戰的農業設備，500 萬來個開始應該是個合理的預算，
錢主要不是花在零件費，而是你得花錢買這些高手的時間與技術，才有辦法打造出這個設備。
然後，我們的募款目標是 10%, 目前的進度是 2%

來說一下為何目前贊助是意願表達，老實說，我覺得專案展開需要資金，但我根本不知道我能不能花得出去，
所以我不想落入錢在手上，卻支出不了的窘境。
零件與設備買來是需要有人用的，而且是要懂得人用，如果沒有夥伴願意去使用，設備根本就不該買，試想
如果你去買個幾十萬的設備，然後晾在那裡，是很可惜的，就算錢是募來的，也不能這樣亂花啊！
所以專案是走到有需要時，該花才花。萬一專案草草收工，也沒關係，錢也沒花到，只是個意願，沒有支出
第一個意願表達，是在專案的前幾天就表達了，到現在也還沒取錢，因為就是連第一筆小錢都還沒發生，不需要取啊！

關於目前金錢募集狀況與想法，錢會使用在哪方面，決策的方式等，都已公開在以下文件，請夥伴自行參考
有心有點閒錢在考慮要不要給出幫助的夥伴，可以看一下這個專案簡介，還有點意願請私訊哈爸，我們閒聊開始

FarmHarvestBot 農場採果機器人專案 Introduction Slides
https://drive.google.com/open…

FarmHarvestBot 農場採果機器人專案 介紹影片
https://youtu.be/cvvpkOBEZwI

FarmHarvestBot 金錢贊助
https://paper.dropbox.com/…/FBTUG-FarmHarvestBot--ANFKRmlAg…

哈爸感謝您！

FarmHarvestBot 農場採果機器人專案，感謝贊助夥伴

感謝夥伴有錢出錢，有力出力！

贊助商：
iCShop: 開發者電子零件的贊助
針對專案開發所需要的電子零件，有在網店販售，價格不太高的，都在贊助範圍

新漢： 手臂借出，與相關訓練課程，含技術諮詢

贊助夥伴：
SunplusIT: Intel Movidius *1
Roland: 自走車套件

iCShop:
http://www.icshop.com.tw/

教育市場EtherCAT機器手臂
https://www.aiotcloud.net/market/singl.php?PID=110

哈爸

馬達絕對是推動開源硬體的關鍵零件, 很高興看到台灣團隊有不同的創新!

過年胡思亂想，分享 FBTUG/FarmBot 的價值

臉書排版不易，入共筆看比較合適！

FarmBot 的價值

FarmBot 平台，根本上全開源是最大革命性的貢獻，主要在農業情境上的自動化機器，一個開放的一般型農業機器，有機會形成一個新的農業自動化體系，可能是一個新產業的基礎

- 大方向上
- 運用全開源軟硬體/機構/生產體系，建構出的影響，讓所有人都可以取得相關技術與資源，做出自己的改裝與應用。
- 在特色上，從 3DP 平台，站上 RPI, 所以各式各樣的軟體加值變得可能，雲端軟體的整合，讓廣域農業資料可以匯集，產生更多後台智慧，在接上相關環境氣候資料，做出農業建議。
- 另外由於有擷取分析影響的設備能力，能經由辨識與進步中的 AI 來做出更多智慧的判斷，這部分也是傳統自動化一直想突破的範疇

- 價值體系建構在之前的開放體系
- 3DP（3D 印表機） - 簡單 XYZ 架構，機構零件很容易取得，電機開源，韌體開源，已經在產業界成功使用
- RPI (樹莓派) - PC 級的 Maker 套件，開放核心軟體，使用 Linux, 是全世界非常活躍的 PC 類開發版，有強大完整的軟體支援
- Linux 與各式的開源軟體套件，建構網頁的前後台

- 技術架構突破點
- 機構上加上 UTM （Universal Tool Mount） 動態換頭, 可根據不同需要隨時更換夾具，大大擴展各式樣的可能性
- 建構雲端系統，統一設備的管理與維護，可持續升級，改善使用者體驗
- 自動化情境加入影像，搭上近期的 AI/ML，有機會在農業場域，開創出新局

- 農業情境上
- 澆水，防水設計
- 雲端種植管理系統，像開心農場的遊戲型態，輕輕鬆鬆種植

- 教育與產業訓練
- 整個系統，各自的組件，都是個專門的技術，一般一個人能學好一兩個組件就很難能可貴了。實務上，接軌附近的組件，由於隔行，基本上會不得其門而入，學習與問題的解決都非常沒有效率。這個情況，會造成整合上，特別的困難。
- 傳統上，由下而上的學習，一個科別一個科別的學，怎麼學也學不完，基礎學好，還是接不上實務，更何況是產業上新的突破。有效率的學習方式，應該是由上而下，有個整體，使用與學習自己當下需要的部分，其他的部分，有個整體大概的了解。這樣相對容易入手，也容易引發學習動機，因為隨時有些許的進展。
- 有價值的東西，通常會被封閉，才能獲利。在傳統上，這些專業的元件，設計資訊都是封閉的，所以我們無法取得設計細節，也沒有辦法去學習與改善，在產業上，也就造成各式各樣的切割與破碎。讓想要升級與進步的廠商，也不得其門而入。
- 在此面向，開放才是解法，整體性的開放，才能讓整個設計能充分被討論，檢視，學習的過程才能扎實，而不是老是學習到各部分的皮毛。
- 藉由各自小部分的學習與改善，公開提出自己的貢獻，跟社群夥伴切磋，更快的修正與改善自己的專業技能，是非常有效率的學習
- 自動化產業訓練
- 價值在跨組件的學習
- 機構專長的多學習電機
- 電機人員，多碰機構與軟體（Linux）
- 軟體人員，多學電機與情境相關軟體
- AI 人員，多學農業情境與設備間的連結
- 各子組件學習重點
FarmBot 是個整合的場域時做情境，單一主題的學習，一般都會有更合適的教材，所以其實不建議在這麼複雜的套件中，學習一些基本的東西。所以學習的重點都會是這個套件比較特別的部分，以及子系統之間的介面設計與實作技巧
- 機構
- UTM 機構的換頭設計
- 強力磁鐵的設計，接合力道與動態分離與結合
- 如何在換頭時，電機也能順利接合
- 換頭的防水，防氣設計
- 電機與韌體
- 將電機系統設計成控制子元件
- 用命令組來控制
- 多命令之間的同步設計
- 命令與 GPIO/UART 的設計
- 各式命令的實作
- 控制軟體
- Python + Serial + Python GUI 程式實作
- Script 自動化實作
- 全年度定時自動化控制
- 環境感測與資料收集
- Linux 開放軟體
- Python+OpenCV : 影像與辨識
- RESPAPI/MQTT 與雲端的軟體通訊介面
- Python 各式套件
- 圖像與生產過程記錄與管理
- 雲端軟體
- 個人自動化農園管理
- [ 請補充 ]
- 農業大數據
- 將各地的農場數據收集，取得環境數據，種植數據
- 各地種植數據的分析，產生更多種植智慧
- 將每一次的種植，做出科學紀錄，經由持續分析，改善種植相關參數，深化種植技術
- 深度學習
- 設備自動化與AI 建構配套
- 如何順利做好特徵標記
- 如何有效收集訓練圖輯
- 執行期結果收集與訓練反饋

FBTUG 的價值

FBTUG 主要在強化 FarmBot 價值在台灣農業自動化產業的進展，讓這些產業價值與相關的技術在台灣深耕與落地。方法是藉由組織開放的社群體系，建構研發能量，實際嘗試進行各類型的 POC, 後續經由實際供應的體系，讓設備能真正在農業場域試煉，讓農民真的用得上，對台灣農業的進步，帶來一丁點的幫助

- 開放研發社群
- 藉由社群開放性的連結，集合各領域的專家，一步一步打造相關的系統與改造
- 將開發與設計的經驗，經由 Code, 文件，分享，討論，讓結果與大家共享，耕耘整個開源體系
- 分享世界各地類似的經驗與成果，促進社群學習效率
- 積極組織專家群，經由更密切的跨領域的討論與共創設計，逐步改善與落實設計
- 結合專家群與生產體系，讓研發能量能與產業體系接軌

https://paper.dropbox.com/…/FBTUG-FBTUGFarmBot-o0ra74V2wM6n…

哈爸

FBTUG 新年新希望，做做夢也是滿開心的

FBTUG 目前
初步站穩自我開發平臺的建構。我們順利的基本掌握
- 開源 FarmBot 機構設計，所以我們有辦法在改裝出 Mini FarmBot，有辦法客製化 UTM 的子零件
- 自己自動化的平台，研發行平台, FBTUG Commander，為農場自動化建構基礎
- Mini FarmBot 上架推出，表示我們站上製造與銷售平台，有能力讓更多人可以取得，進一步研發，也能試著站上真實場域，看看我們離真的可用還有多遠
- 產業工程師的學習平台，全開放的文件/軟體/Source Code，可以取得的硬體/零件/相關設計資料，社群專家的協助，相信能給自動化產業工程師，很好的學習磨煉的平台

FBTUG 的目標
一直很專注，也很遠大，讓這台開源農業機器，在台灣生根/發芽/茁壯，真實站上農業場域，讓農民用得到

- 生根：社群 KnowHow 持續成長，很多 KnowHow 也慢慢被不少夥伴共同建立，算是生根吧
- 發芽/成長: 機構/韌體/軟體/雲端 社群都有專家駐守，工程分工體系慢慢建立了，製造/通路也初步成型，算是發芽/成長吧
- 茁壯: 努力中
- 站上農業場域：還有距離
- 讓農民用得到：還遠得很

FarmBot 的價值
FarmBot 平台，根本上全開源是最大革命性的貢獻

- 運用全開源軟硬體/機構/生產體系，建構出的影響，讓所有人都可以取得相關技術與資源，做出自己的改裝與應用。
- 在特色上，在農業情境上，從 3DP 平台，站上 RPI, 所以各式各樣的軟體加值變得可能，雲端軟體的整合，讓廣域農業資料可以匯集，產生更多後台智慧，在接上相關環境氣候資料，做出農業建議。
- 另外由於有擷取分析影響的設備能力，能經由辨識與進步中的 AI 來做出更多智慧的判斷，這部分也是傳統自動化一直想突破的範疇

持續往前
在略為站上軟體平台後，我們的重點下一步是站上 AI 平台，讓設備真的看影像，分析影像，運用訓練過的智慧，來分析與智慧的驅動自動化。這部分，相當困難，就是所謂

Mini FarmBot AI 平台的建構
- 我們需要知道 產業價值在哪，往那個方向前進，才是務實的做法，而不是只關注在學習與技術上的突破
- 在需要的情境中，我們需要發展 AI 相關的基礎智慧，比方說蔬果分類，育苗狀態，這部分我們都不會
- 針對需要的情境，我們需要更完整自動化能力的支援，比方說輸送帶的支援，一次一個育苗盤的批次處理，一些需要動作的機構與電機
- 基礎 AI , 基礎自動化 在 FarmBot 中整合到能順利運作

FarmBot 客製化版本的推出
- Mini FarmBot 太小台了，研發/教育/產業訓練 以及很特別的情境（比方說育苗）還很合適
- 一般個人使用者，需要類似原廠 FarmBot 的大小，以及 +- 幾公尺大小的客製化
這部分工程變異少一些，由出貨體系建構支援能量，就可以有機會達到，讓最簡單的農業場域，可以先站上

Mini FarmBot 開源教育訓練資源的發酵
- 適合教育/產業訓練 如果能有更多的開放教案，開源的課程，工作坊，產業的訓練課程的開設，才能加速大家的學習與進步
- 教育與訓練也是個專業，開放式教材的建構，設計，分享也是非常花功夫的，這部分需要更多有心的教育夥伴來幫忙

FBTUG SI(系統整合商) 來為真實場域服務，在特殊場域能發揮實質用途
- 研發這些就算做得再好，農民也是不需要知道這些工程細節，需要有廠商來安裝，維護，才有可能讓農民使用
- 產業支援的體系建構才是能站上農業場域的關鍵，其實也是最多錢的地方。相關有心耕耘的廠商，請務必關注

其他
開放的環境，大家愛怎麼玩就怎麼玩
- 移動版 FarmBot
- 大型農場版 FarmBot
- 水上/天上版 FarmBot
- 各式 UTM 改裝
- 更融入農業情境的 AI 與自動化應用

超期待這個關鍵的突破年，跟大家攜手，一步一腳印，給開放農業一點實質的幫助！

詳細參考：FBTUG 2018 農曆年發想
https://paper.dropbox.com/doc/FBTUG-r0v4X1YEY7OOYQpHAdpCu

哈爸

# FBTUG子專案MiniFarmBot硬體原型開發告一段落

# 總開發時程6個月 (2017/02~ 2017/07)

# 全程OpenSource , 參考Farmbot改良縮小尺寸.

其實 Farmbot open source 非常完整, 大部份都花在找相關零件及替代方案, 組裝難度跟 3D print 差不多, 但相對的有趣,更大的挑戰其實是軟體層而不是硬體本身, 專用系統的開發才會有更多的應用.

小弟接下來要來研究移動式Farmbot, 所以短期不會再去更新此桌上型架構, 有興趣的夥伴可自行參考以下連結.

印好兩三天今天才拆起來看...
機構零件設計上公差抓得很大...
看起來應該是沒有明顯的設計上問題....
utm的安裝
https://genesis.farmbot.io/docs/assemble-the-utm
看原廠的圖樣 , 似乎外殼要再包覆環氧塑酯 ....
也許可以考慮未來直接用環氧翻模 ...

Mini FarmBot 的貢獻者， Joe Ho 昨天分享的 Slides, 哈爸代發一下

昨天忘了打廣告是：最近還在號召 Mini FarmBot 一起買零件來做的活動。有興趣的可以出聲加入

哈爸