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本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 編輯
" @- P# Z' T3 U, V
% Q! T7 E9 J$ y; J5 f如果一個正立方體可以隨意翻轉
& s3 P2 u1 A& _: q: I還可以單點站立,并保持自我平衡$ _% \0 @% P! K( ?& I* |* o
根本推不倒它,是不是感覺好神奇
4 q" Y4 n% J) b/ k2 u9 s5 M( T▼
6 _ i+ q' `. H p) Y, ^. k: r[backcolor=rgba(255, 2![]()
4 w& u" |; w" i$ `瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH)6 C! [5 C; C4 K" }+ q8 k
動態系統與控制研究小組2 s- Q7 q9 o* b/ o' N: s$ \' P
創造出一個可以隨意翻轉- @" S% }+ N: c
實現高難度自我平衡的
- ^4 m# v( O6 T Y" K( H正方體機器人Cubli0 N- ^4 H+ T- G% s, X
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3 ?" H9 G* ~# n( e! j/ Q4 HCubli機器人有三個內置的轉輪9 Y* O3 p! L) l( R" v/ ?: J. w- |
它們沿著不同的軸調整轉速和角動量
. E2 p0 t- R, ?% l7 O% U5 H從而產生足夠的動力來保持立方體的平衡: \( m/ o4 S4 u9 S
▼
1 H3 ?5 U+ V" _8 w& p* G( q0 {* a- O3 ^, h5 n: k/ k
∞
# K: n# B& F" f. G' s# h1 {原理簡單理解為任何物體在旋轉時
' A" q; i; Z& C都會產生一種穩定旋轉軸的效例如陀螺靜置不能站立
* ^& A' d% H. f% h& X[ba但一旦轉起來就能立得穩當,而且越快越穩
* P1 D9 N: F% ~, ^8 Y4 r這就是角動量守恒定律的體現
1 F" ^+ s9 p8 S( q( P, |; J
1 k0 M( x6 c$ T8 r5 G0 H5 D2 j5 ], y$ h7 I# b5 g( L
∞0 Y; b3 L( ?0 r* C% u! T, f
Cubli機器人中8 G" ?- H, w2 v: N/ j1 w1 E
三個垂直表面的法線方向都被飛輪穩定起來
4 Y3 k( }& h& j/ a! Z9 k( T/ a! u于是在三維空間里獲得了相當的穩定性。
, V$ Q8 D& m) w( xCubli機器人主要部件- Q7 d6 z/ N3 }* a. z4 v- Y0 W+ B" r
反應輪,就是中間那個黃色的大圈圈
: [% Y2 x. Q# J▼ s8 ]8 {! o2 e
* i$ }4 U, N# q9 v; a$ ?2 o
∞
8 _: m+ c% s6 l( z反應輪作用是由電動馬達連接的轉輪( p# V: i% N# W9 F; `
根據不同的旋轉速度向著慣性的反方向轉動' \3 z& K8 o6 l8 X* P
從而達到不倒翁的功能——懸停, |; g5 l5 z# j% m' H' z
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2 \. @* a" t* p/ f& |$ c1 a' u: S7 [+ e0 q j$ O
∞" A& y7 z R$ F1 m, c
Cubli機器人走動原理:
' [# P1 L3 p# c% `* g$ V2 Y反應輪轉動使Cubli機器人
# m9 H: H0 a1 s: }5 G: h只有一條邊線與底面接觸
5 W+ g5 u0 b9 ?達到單邊平衡的狀態7 X+ q" D0 c+ c2 U2 i
接著反應輪旋轉轉動
1 h8 R# q' s1 a. ~使Cubli機器人單點站立平衡 A) X! |- d5 \0 L& n! w
這樣就達到了走動的目的
& f: M) K/ f4 W! E▼$ I3 E z' c6 l2 U
1 n% l& H$ C9 e' S7 b* b! Q
( J. `# r& p- ?7 P∞: K$ N9 a4 ]4 A9 x/ o
Cubli機器人在
' }' e+ U- N5 v6 r完全不借助外力的情況下自行翻滾
6 O# H7 L4 r' P% [1 `▼
1 h- k3 y Q* j# _2 q) d3 \ U6 h6 u* Z
∞
/ S$ v) R' Z1 `+ ~' F# iCubli機器人的工作原理
. W1 q2 |$ v: G9 ^( _$ e麻省理工學院(MIT)的一個研究小組
8 W2 w( m& G9 R4 k7 ]創造出另一種盒子機器人“M-blocks”
* B! ^; {1 i7 D k. ] M它可以自行重組: d6 E9 s8 @1 M- {) n
[ u) A! q' I& _3 T- d! U$ D
; A$ o F1 S, M6 g
M-blocks機器人也是個立方體& W0 B6 E( q [7 U" j; |( \2 i
有磁鐵嵌入在其側面和邊緣1 F5 y( ?( u+ Y3 V9 f: Z
它們不能像Cubli機器人那樣保持高度平衡: e& g2 ?) Q, P7 i
但它們可以跳到地上到處走來走去3 q7 ^! R- {/ }! b0 h
▼7 n7 \3 L ]! Y& W9 d' p; i3 {
- F; D, `1 ~: s& u" R
∞0 G5 B5 r; F7 G6 z- R
M-blocks機器人里含有一個飛輪
0 X& }" ]# N$ B* B Y* J1 Y/ J. K可以達到每分鐘20,000轉的速度
7 p& V8 b1 F0 b- ~1 A$ X& f7 r每個M-blocks機器人8 L' F& [+ Q2 k
都可以移動、翻轉或進行連跳動作5 S, S0 S9 M" I. ~5 L
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, }! J- D( u- q L* o% z5 Y![]()
- G7 j3 c1 b- s& Q) W7 K) O∞; t1 i. R7 M$ C" i5 G
M-blocks機器人的
s4 L9 J( Q& }( A2 V. l* g每個立方體面包含四對磁鐵+ O Y; I% ~9 L: F; K( H
以幫助M-blocks機器人彼此排列和連接
. m% ^( ]) i8 T7 }( o1 I$ D并且每個邊緣具有一對滾針形磁鐵" ?% T: y+ o6 b$ S, f' r3 ^5 \ y
充當M-blocks機器人的樞軸
0 D# d' z+ E6 _, v1 ^; Q9 ?▼+ B# i q8 b2 T N% ~3 y
![]()
5 F7 }! H$ a; ]$ ]2 l; V∞
' q, N+ ]8 Q3 N/ {1 |) K& o接下來,研究人員0 J) t! F$ n! N% I0 z& y" O6 n
希望能夠建立一個可以編程使用的算法# y' v6 z. J7 D. N1 L
而不是手動控制M-blocks機器人
" L! @; v, m( Z6 Z; [: U( H“我們希望數以百計的M-blocks機器人. |; o& [& T9 e. Q; Y; z8 b( H
在地板上隨機分布的,他們要能夠識別對方, M* {! g4 e# [1 q1 F
凝聚和自動轉變成一個椅子、梯子或桌子等物體 “
. R. g" d! J: H7 o# D▼
7 `3 c: @( J5 w% y1 m![]()
& G% Z. d: D; |8 D* @2 d$ k ' J, k, e7 t5 A# V/ ^
: l% u& F# M5 S" x: a
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