Конструируем роботов от А до Я. Полное руководство для начинающих

THE BEGINNER’ S GUIDE TO BUILDING ROBOTS

800 East 96th Street,
Indianapolis, Indiana 46240 USA

ROBOT BUILDER

КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ

Дж. Бейктал

Полное руководство 
для начинающих

2-e издание, электронное 

от А до Я

Лаборатория знаний
Москва
2022

УДК 621.86/.87
ББК 32.816
Б41

С е р и я о с н о в а н а в 2016 г.
Ведущие редакторы серии Т. Г. Хохлова, Ю. А. Серова
Бейктал Дж.
Б41
Конструируем
роботов
от
А
до
Я. Полное
руковод-
ство
для
начинающих
/
Дж. Бейктал
;
пер.
с
англ.
О. А. Трефиловой. — 2-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2022. — 397 с. — (РОБОФИШКИ). — Систем. требо-
вания: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. —
Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-972-5
Джон
Бейктал,
непревзойденный
автор
книг
о
любитель-
ских электронных устройствах, роботах, дронах, инструментарии
и игрушках, написал это полное практическое руководство для
тех, кто делает первые шаги в робототехнике. С его помощью,
пользуясь пошаговыми инструкциями и многочисленными цвет-
ными иллюстрациями, вы построите с нуля робота на колесном
шасси и превратите его в робота-художника, смастерите сол-
нечную панель и запитаете от нее робота-спиннера, научитесь
программировать в среде разработки Arduino и управлять роботом
с помощью Arduino. Под руководством автора вы укомплектуете
свой инструментарий, изучите основы электроники, программи-
рования и техники безопасности, научитесь паять, познакомитесь
с лазерным резаком и 3D-принтером.
В книге представлены 30 лучших образцов роботов-самоделок
со всего мира, сконструированных такими же непрофессионалами,
как и вы.
Для технического творчества в школе, дома и на занятиях
в робототехнических кружках, а также для всех, кто увлекается
робототехникой.
УДК 621.86/.87
ББК 32.816

Деривативное издание на основе печатного аналога: Конструи-
руем роботов от А до Я. Полное руководство для начинающих /
Дж. Бейктал ; пер. с англ. О. А. Трефиловой. — М. : Лаборатория
знаний, 2018. — 394 с. : ил. — (РОБОФИШКИ).
ISBN 978-5-00101-026-5.

Авторизованный перевод англоязычного издания, под заглавием ROBOT BUILDER:
THE BEGINNER’S GUIDE TO BUILDING ROBOTS; ISBN: 0789751496; автор JOHN
BAICHTAL; опубликованного Pearson Education, Inc, осуществляющим издательскую
деятельность под торговой маркой QUE Publishing.
Все
права
защищены.
Воспроизведение
или
распространение
какой-либо
части/
частей данной книги в какой-либо форме, какими-либо способами, электронными 
или механическими, включая фотокопирование, запись и любые поисковые
системы хранения информации, без разрешения Pearson Education, Inc запрещены.
Русскоязычная версия издана ООО «Лаборатория знаний».
Authorized
translation
from
the
English
language
edition,
entitled
ROBOT
BUILDER: THE BEGINNER’S GUIDE TO BUILDING ROBOTS; ISBN: 0789751496;
by BAICHTAL, JOHN; published by Pearson Education, Inc, publishing as QUE Publishing.
All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any
information retrieval system, without permission from Pearson Education, Inc. Russan
language edition published by BKL Publishers

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-972-5

©
Copyright
2015 by John Baichtal.

© Перевод на русский язык, оформление,
Лаборатория знаний, 2018

Оглавление

Посвящение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
9

Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
9

Здравствуйте!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
10

Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
11

О чем эта книга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
11

Глава 1. Создай своего робота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
13

Что такое роботы?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
15

Устройство робота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
20

Техника безопасности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
21

Строим вибробота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
23

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
31

Глава 2. Роботы мира. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
33

Робот-акварелист (Watercolor Bot). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
33

Спарки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
35

Подводный аппарат OpenROV с дистанционным управлением. . . . . . . 
36

Астродроиды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
37

Установка для изготовления напитков  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
38

Модель марсохода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
39

MindCub3r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
40

Робот, балансирующий на мяче . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
41

LEGO-машина Тьюринга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
42

Сэр Миксербот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
43

Arc-O-Matic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
44

Робот-яйцеварка  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
45

Легонардо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
46

Сизиф  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
47

Светодиодная сфера  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
48

Музыкальный робот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
49

Центрифуга с лавовой лампой  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
50

Quakescape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
51

InMoov  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
52

Устройство для гибки проволоки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
53

Робот для полива растений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
54

Робот-страж Nerf  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
55

Желтый робот-барабанщик  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
56

Робот, выпекающий блины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
57

Шар-грейфер  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
58

Пикколо: миниатюрный ЧПУ-бот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
59

Ксилофон-бот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
60

Робот, раздающий листовки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
61

Робот-цветок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
62

Кулербот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
63

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
64

Глава 3. Роботы на колесах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
65

Все об электродвигателях  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
66

Колеса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
70

  Проект: самодельные колеса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
75

Шасси  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
79

Источники питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
82

  Проект: робот на колесном шасси  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
85

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
90

Глава 4. В лучах солнца  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
91

Принцип работы солнечных батарей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
92

BEAM-робототехника  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
93

Три вида фотоэлементов для хобби-проектов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
95

Прототипирование электрических схем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
97

Использование солнечной энергии для зарядки аккумуляторов. . . . . . 108

  Проект: солнечная панель своими руками. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
  Проект: спиннер на солнечной батарее  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Глава 5. Управление роботом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Автономная работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Управление электродвигателями  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Управление роботом с помощью радиоаппаратуры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

  Проект: управление роботом с помощью Arduino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
  Альтернативный проект: замена платы для управления 
двигателем  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

Глава 6. Введение в программирование  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Что такое программирование?  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Среда разработки Arduino (IDE)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Скетч Blink  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Ищем примеры кода  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Адаптируем пример кода  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Простая отладка с помощью монитора последовательного 
интерфейса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

Книжная полка программиста и создателя роботов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

  Проект: робот с ультразвуковым дальномером. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Глава 7. Освоение инфракрасного спектра  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Область применения ИК-сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Пассивное и активное инфракрасное излучение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Пульты дистанционного управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

  Мини-проект: код для пульта дистанционного управления. . . . . . . . 173
  Проект: управление роботом посредством инфракрасного 
излучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

  Проект: робот-страж. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

Глава 8. Наборы для конструирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Варианты использования наборов для конструирования. . . . . . . . . . . . . . 195
Примеры наборов для конструирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Рекомендации по выбору набора для конструирования  . . . . . . . . . . . . . . . 206
Индивидуальный набор для конструирования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Конструкции шасси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

Глава 9. Ящик с инструментами для конструирования роботов  . . . . . 249
Выбираем ящик для инструментов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Четыре примера ящиков для инструментов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Инструментарий  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Начальные уроки по освоению работы на станках с ЧПУ  . . . . . . . . . . . . . 275
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

Глава 10. Манипуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Типы манипуляторов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Наборы для сборки манипуляторов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

  Проект: LEGO-клещи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
  Проект: клещи, вырезанные лазером. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
  Проект: грейфер на кофейной гуще  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

Глава 11. Плавающие роботы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Устройство плавающего робота  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
Батискафы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Проблема влажности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

  Проект: плавающий фенбот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

Глава 12. Арт-боты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Типы арт-ботов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Преобразование изображения в G-код  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

  Проект: Ритер на колесном шасси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

Глоссарий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389

Посвящение

Моей бабушке Марион Лилли за неиссякаемое вдохновение и поддержку.

Моей жене Элизе и детям Айлин Арден, Розмари и Джеку за терпение 
и участие в работе.
И наконец, моим братьям Шону и Виллу Филдс — представителям 
следующего поколения любителей робототехники. Надеюсь, что эта 
книга вас заинтересует!

Благодарности

Спасибо Джуду Дорнишу, Стивену Андерсону, Адаму Вольфу, Майклу 
Фрайерту, Джону Вилсону, Сьюзен Соларз, Акибе, Марку Фрауенфель-
деру, Крису Бергеру, Майклу Крампусу, Алексу Диба, Брайану Джепсо-
ну, Бекке Штеффен, Дэйву Брайану, компании Actobotics, Эрику Вангу, 
Майку Хорду, компании Makeblock, Пэт Арнесон, Эрин Кеннеди, компании 
uFactory, Винделл Оскей, учебному центру Creative Robotics, ресурсу 
Johngineer, Мэтью Бекеру, Райли Харрисону, Лимор и Филу из Adafruit, 
Тайлеру Куперу, команде Beatty Robotics, компании Arcbotics, Дэвиду 
Лангу, Траммелу Хадсону, Питу Продолу, Даниэле Бенедеттелли, Брюсу 
Шапиро, Алексу Олмонту, Джону Эдгару Парку, Мигелю Валенсуэла, 
Питу МакКенна, Стиву Норрису и, конечно, Рику Кугену.
Отдельное спасибо моей маме Барбаре за работу над глоссарием 
и поддержку.
Я также выражаю благодарность своим товарищам, без которых я бы 
не обошелся: Райану-ст., Райану-мл., Дрю, Гэйбу, Нэду, Дэйву, Грэму 
и Джесс.

Здравствуйте!

Издание, которое вы держите в руках, не просто книга. Это приглашение 
в мир будущего, с некоторыми фрагментами которого вы встретитесь 
буквально завтра, другие сможете увидеть через 10–20 лет. То, что сегодня 
кажется фантастическим и невозможным, станет вполне привычным 
уже для следующего поколения жителей Земли.
Речь идет о роботах — умных машинах, все быстрее вытесняющих 
человека из многих сфер его деятельности. Эпоха применения примитивных 
механических рук-манипуляторов на конвейерах по сборке автомобилей 
давно позади. Сегодня устройства, оснащенные искусственным 
интеллектом, широко задействованы на высокоточных производствах, 
прокладывают оптимальные трассы для беспилотного грузового и пасса-
жирского транспорта, выполняют предписанные пациентам клиник медицинские 
процедуры и даже проводят хирургические операции (разумеется, 
пока еще под контролем врачей).
Роботы уже пробуют себя в ролях композиторов и журналистов. Так, 
в 2016 г. искусственному разуму под названием «Гелиограф» (Heliograf) 
была поручена подготовка материалов для сайта газеты «The Washington 
Post», освещающих ход Олимпиады в Рио-де-Жанейро. Тогда Гелиограф 
бодро настрочил более 300 публикаций. И читателям они пришлись 
по вкусу, потому что редакция уже готова поручить ему подготовку финансовых 
обзоров и прогнозов погоды в режиме реального времени.
Умных роботов, помощников человека, не нужно ждать — они уже 
здесь и сейчас. Необходимо учиться жить с ними в сообществе и правильно 
ставить перед ними задачи. Для этого нужно хорошо знать не только 
их возможности, но и устройство и основные принципы работы, определяемые 
заложенными в них программами.
И лучшего способа, чем самому собрать и запрограммировать робота 
под свою конкретную задачу, здесь нет. В этом и заключается главная 
цель книги «Конструируем роботов от А до Я».
Более того, любознательность и упорство, правильная организация 
своего времени и умение работать над ошибками, творческая мысль 
и твердая уверенность в успехе — все эти качества характера, вырабатываемые 
в процессе выполнения представленных здесь проектов, останутся 
с вами навсегда, помогут самостоятельно создавать свое будущее 
и стать по-настоящему успешным человеком.

Удачи вам на этом пути!

Команда Программы «Робототехника: 
инженерно-технические кадры инновационной России» 
Фонда Олега Дерипаска «Вольное Дело»

Введение

Роботы — невероятные машины. Самые сложные из них могут собирать 
автомобили и строить тоннели, реализовывать проекты, которые предъявляют 
особые требования не только к мощности и производительности, 
но и к точности. Возможно, вы слышали об экспериментальных роботах 
для хирургических операций, которые могут накладывать швы или делать 
надрезы.
На первый взгляд все это похоже на вымысел из области научной 
фантастики. Может ли кто-то на самом деле изобрести такое хитроумное 
устройство? Конечно, может. Роботов создают люди. Так почему бы 
и вам не построить своего робота? Первая глава называется «Создай своего 
робота», потому что именно этому и посвящена книга. Вы узнаете 
о том, как сконструировать робота с нуля, познакомитесь с электродвигателями, 
контроллерами, грейферами, колесами и остальными компонентами, 
которые необходимы для создания первого робота.
Конечно, ваше творение не сможет строить тоннели или накладывать 
швы, но тот факт, что его создали вы, означает, что с имеющимся багажом 
знаний и при наличии нужных деталей можно построить любого робота.

О чем эта книга

Давайте ознакомимся с кратким содержанием каждой главы.

• Глава 1 «Создай своего робота» начинается с извечного вопроса 
«Что такое робот?». Вы узнаете о разных видах роботов и попробуете 
сделать пару простых крутящихся роботов на вибромоторах.

• В главе 2 «Роботы мира» вы познакомитесь с потрясающими роботами 
различных форм и конфигураций, которые были созданы 
умельцами со всего света.

Введение

• В главе 3 «Роботы на колесах» вы построите робота на колесном 
шасси — платформе, которая будет служить вам на протяжении 
всей книги.

• В главе 4 «В лучах солнца» вы сначала узнаете о солнечной энер-
гетике, затем, опираясь на полученные знания, построите робота-
спиннера.

• В главе 5 «Управление роботом» вы откроете для себя два отличных 
способа управления роботом: с помощью микроконтроллера 
Arduino и с помощью классической радиоаппаратуры.

• В главе 6 «Введение в программирование» вы освоите основные методы 
программирования, чтобы лучше изучить феномен Arduino.

• В главе 7 «Освоение инфракрасного спектра» вы рассмотрите два 
способа применения инфракрасного излучения: пассивный на примере 
ИК-приемника, воспринимающего сигналы, и активный 
на примере обнаружения движения с помощью инфракрасного излучения.

• 
В главе 8 «Наборы для конструирования» вы сравните конструкторы, 
состоящие из пластмассовых и металлических деталей, а также 
узнаете, как построить шасси из разных наборов для конструирования.

• 
В главе 9 «Ящик с инструментами для конструирования роботов» 
вы ознакомитесь с инструментами, необходимыми для создания робота.

• 
В главе 10 «Манипуляторы» вы познакомитесь с клешнями, грейферами 
и другими манипуляторами, с помощью которых роботы 
взаимодействуют с окружающим миром.

• В главе 11 «Плавающие роботы» речь будет идти о роботах, которые 
прекрасно чувствуют себя в воде. У вас будет возможность сделать 
подобного робота.

• В главе 12 «Арт-боты» вы познакомитесь с роботами-художниками 
и сами сделаете робота, который рисует мелом.

Создай своего робота

Роботами интересуются многие. Это факт! Что-то в этих милых электронно-
механических друзьях привлекает нас. Может быть, то, что в результате 
программирования мы надеемся получить преданного домашнего 
робота-друга, который будет жарить яичницу и приносить тапочки.
Роботы окружают нас повсюду. Робот может быть не только игрушкой, 
но и настоящим производственным конвейером, который эти игрушки 
собирает. Роботы собирают автомобили и ползают по канализационным 
трубам в поисках утечек. Мы смотрим фильмы про невероятных киборгов, 
с которыми случаются увлекательные приключения и которые заводят 
новых друзей. Можно ли быть к ним равнодушным?
Эрин Кеннеди (Erin Kennedy), известная под ником RobotGrrl, — 
пример успешного человека, увлеченного робототехникой. Ее наиболее 
популярное творение называется «RoboBrrd» (рис. 1.1). Этот милый робот 
изначально был изготовлен из палочек для эскимо. Затем Эрин усо-
вершенствовала конструкцию робота с помощью деревянных деталей, 
вырезанных лазером, и литого пластика. Эрин начала с нуля и совершен-
ствовала свои навыки, экспериментируя с различными технологиями 
и материалами. Теперь она продает комплекты «RoboBrrd». Больше ин-
формации о проектах Эрин можно найти на сайте robobrrd.com.
Самое привлекательное в робототехнике — то, что робота может сде-
лать любой человек. Цель этой книги — убедить вас, читателей без спе-
циальных знаний и навыков, в том, что вы сами можете собрать настоя-
щего сложного робота.
Откуда мы черпаем идеи о роботах? К сожалению, в основном 
из фильмов и телевизионных шоу, где показывают множество механи-
ческих существ: от киборгов-убийц до экземпляров с блестящим искус-
ственным интеллектом. Большинство из них нереально абсурдны, если 
не сказать, просто глупы.
Другие программы демонстрируют более реальные технологии и на-
стоящих роботов в действии. В качестве примера можно привести шоу 

ГЛАВА 1. Создай своего робота

14

битвы роботов, которые управляются операторами. Стороны сражаются 
до тех пор, пока один из роботов не выйдет из строя. Мы видим приме-
ры по-настоящему полезных роботов в новостях: военные беспилотные 
летательные аппараты и роботы-саперы, помогающие спецназу обезвре-
живать мины и другое оружие. В этой книге вы познакомитесь не только 
с роботами, имеющими прикладное значение, но и с роботами для раз-
влечения детей и взрослых.
Прежде чем приступить к оценке того, что считать настоящим робо-
том, нужно определиться, что мы понимаем под словом «робот». Затем 
мы проведем небольшой обзор различных типов роботов и составляю-
щих компонентов. В конце главы мы выполним несколько забавных ми-
ни-проектов с использованием батареек и электродвигателей.

Рис. 1.1. «RoboBrrd» Эрин Кеннеди в Массачусетском технологическом инсти-
туте (предоставлено Erin Kennedy)