本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑 % d n5 y. t% d; f) O, |; ]" Z) p
' D( ]: E7 Y) R: j2 w# N4 Q
如果一个正立方体可以随意翻转# o4 n/ A$ j& k9 j' r& U: b- l1 B
还可以单点站立，并保持自我平衡
6 j. N1 G/ I, e) i6 g根本推不倒它，是不是感觉好神奇( V5 R3 ~4 Y+ K8 S
▼7 V2 t1 f' F) P0 {- X( _- h
[backcolor=rgba(255, 2![]() 8 }$ ]) U# y- @- ^* s
瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）
0 A; Y3 ?8 h* R8 y* X! {动态系统与控制研究小组
0 w- H5 q5 g- `0 t创造出一个可以随意翻转( H2 G% S7 f$ X& |# @0 D* l
实现高难度自我平衡的8 Q6 E6 B5 R" A5 {8 X+ y# G
正方体机器人Cubli. o$ U- W; V6 G2 f- c( W
▼
* n M; F6 m8 O3 V8 s9 X/ Y[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() Cubli机器人有三个内置的转轮2 {+ _1 {3 _8 K
它们沿着不同的轴调整转速和角动量& k2 r! `& H& I$ q( N
从而产生足够的动力来保持立方体的平衡
6 I. y$ A9 o! i& ?( O; @6 Y% s▼0 O: S+ \9 x+ M; h
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
! `$ n7 x3 _" M* n" N∞, P$ L" D8 P2 `# m. }" P9 _4 j
原理简单理解为任何物体在旋转时
/ C: z9 K' ?: g R% Y都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立5 d, ~# D! U; r5 p4 P" ?( d
[ba但一旦转起来就能立得稳当，而且越快越稳
L9 N1 X) Z3 l' s, p+ G+ ?) X( r这就是角动量守恒定律的体现1 f- J+ k: V' \& \; S( \
' b' X/ } g4 ^: P; K5 U[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
! Z, g0 z Q9 @+ }: M1 {[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
+ f: W; Y! o+ _! a9 n6 O[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人中
0 z" p: P3 r4 h/ }" H1 s( Y[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]三个垂直表面的法线方向都被飞轮稳定起来5 H- t' n" g/ t( L, L) A
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]于是在三维空间里获得了相当的稳定性。) t) x) i- z9 B
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人主要部件
5 d5 V3 M' n, O0 s$ P* t& w[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮，就是中间那个黄色的大圈圈
% H/ A! H+ e+ S! ?2 w[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
6 J' V! q3 g8 W[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
& }1 n3 B1 b2 J( j[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
+ c% _/ V, Z" \+ D9 _! Y[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮作用是由电动马达连接的转轮; y0 E& R. m" k/ W8 s, x
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]根据不同的旋转速度向着惯性的反方向转动' i0 l7 s# S3 [9 t S6 {
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]从而达到不倒翁的功能——悬停+ T; _3 `7 w1 v: |; ^: y' A* p* q5 r
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
' s9 n9 t/ e m8 q$ e4 v8 X/ y4 x[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() $ i0 r* ]8 y1 Q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
4 v n8 J% s# n7 [7 L. U8 I% z" P[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人走动原理：
9 ?/ Q) I1 ~2 T7 ][backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮转动使Cubli机器人: a; }7 ^ F7 Z+ M3 z
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一条边线与底面接触4 K) }0 l; w( M) h3 _
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]达到单边平衡的状态2 J& T/ q6 ^2 Q! D6 H& E- Q! _+ K; J
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接着反应轮旋转转动2 b- H! v5 v" e% L
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli机器人单点站立平衡( S7 k( l. p& }) L& ]: h* a
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]这样就达到了走动的目的" p: I9 I3 v& v g8 k
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
! |- R" {6 P/ }) c2 Z; E/ Z; Z4 l& P; S[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
" j9 s, e, h8 w: z/ K b/ D[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 9 z* `/ \, F' i7 K6 x1 u
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞7 ^8 ~; h6 {+ X0 q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人在
* Y3 W9 K% m( B[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情况下自行翻滚
% r4 r3 @& _2 U( Q4 M5 D[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
5 Z% s9 f5 D3 M/ ?( h( ^' A% E[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
* ^3 @- \# k5 z. O* O) a$ S[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
. d' [* G; S8 t& W7 G[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人的工作原理
4 D/ t5 I6 g- n' u$ }( B# h[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工学院（MIT）的一个研究小组/ j2 A& g1 I1 B A( O
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]创造出另一种盒子机器人“M-blocks”* c& k( j& _3 v' W
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重组3 m9 X: `- s- I, q( s5 A
[
( t5 c9 h* s. G4 X[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 2 d+ g Q3 c$ ]5 _
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks机器人也是个立方体
0 `; ^ Y5 L/ s9 K有磁铁嵌入在其侧面和边缘
6 w) k' x6 `: B+ a/ j9 j它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
3 H! U" G- ?! \& P) v4 ^, Q6 \但它们可以跳到地上到处走来走去& t# G+ `8 K( C# P: b: ~
▼
9 _. }7 N! M" l![]()
W1 z. \ J' o. w3 J∞
. q) A! r" U& t. MM-blocks机器人里含有一个飞轮: {0 V' w0 o7 N0 i
可以达到每分钟20,000转的速度
& e- H+ w' n, q1 H每个M-blocks机器人
( e7 w7 O# R& v( s3 Z都可以移动、翻转或进行连跳动作
0 J) u' w7 B/ m▼
( t5 ? d: W( [ A" L![]()
) ^; d5 R1 X$ R; I% g# x* y∞
" k" X1 {! j( wM-blocks机器人的+ R/ h) g" ?6 q3 K$ A7 }
每个立方体面包含四对磁铁
. y1 S+ C b2 {以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接
. F. g4 K; Z# c/ B并且每个边缘具有一对滚针形磁铁9 r4 I9 u% T3 c( G; l( A: E
充当M-blocks机器人的枢轴
# N1 S8 @+ R) C' _' k▼( c) i1 ^/ O% T$ B4 V& Q
![]()
' `& v: E, b' b# t5 {* h∞; ]* s( n" J8 e$ s$ P/ N
接下来，研究人员+ `) m, j: e0 @. ?
希望能够建立一个可以编程使用的算法' ~, i9 |, U, |3 D) p% A9 n+ V
而不是手动控制M-blocks机器人4 G) i7 ?1 t' o1 z1 L9 C
“我们希望数以百计的M-blocks机器人
& T! ~1 ^; C% T7 D% k7 j, [在地板上随机分布的，他们要能够识别对方' ?% m3 Z/ e; x) m9 _* p- _
凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “& _+ C/ {& s) r* E2 K+ u7 h
▼4 g7 }! K. u* g8 a! ^4 R! f
![]()
. b5 [* \, t2 n+ w$ ~# e9 u: `
$ d# ]/ n# D! f* V1 q
) f& Z, v: _ y$ M6 e
! E: ], n# [# _! l |
发表于 2017-1-4 18:54:02
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