本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑 ) V# U& }' W: R+ K8 m
( U& @, t) I5 z0 b
如果一个正立方体可以随意翻转
& Y8 ~* l8 h4 M; s4 f: `2 }还可以单点站立，并保持自我平衡
7 p1 ]( q( ~, t3 n根本推不倒它，是不是感觉好神奇2 `0 c* u+ R. _) J* a
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% O) d$ V# Q* }: G8 {& N r[backcolor=rgba(255, 2![]()
% w L( P+ x+ ^$ P$ ]6 H% {瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）
( j4 ~. S! v2 s# N动态系统与控制研究小组
1 m. p" o" G* _+ A7 t7 x9 c8 S创造出一个可以随意翻转
+ d( \" E5 l4 W8 F" L实现高难度自我平衡的
# L" V# N" j% r/ |' c) s$ v6 ~0 ]正方体机器人Cubli! L" a; C6 H: e/ ^9 H
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0 B }5 m j6 Q[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() Cubli机器人有三个内置的转轮
6 ?3 s9 j/ F) x0 a! ]" f# u它们沿着不同的轴调整转速和角动量5 {& `# U& p$ N% B
从而产生足够的动力来保持立方体的平衡
* g. j5 k" R; G9 c2 T: [▼
, B) a- r* v* D2 m9 c0 p [- ]; x[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() * \) \- [( i* L! m6 Y/ u( }
∞
. @$ t1 m& f0 w原理简单理解为任何物体在旋转时8 O% x( I( c; {- L7 S
都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立
+ t9 s4 T J3 b! l* ^1 C[ba但一旦转起来就能立得稳当，而且越快越稳
, z( G- z. g7 Y% P这就是角动量守恒定律的体现
# m$ S( R; z6 X) V2 e6 ]% {/ A6 w1 K' y
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 8 U& Q5 A* x4 L* c/ h! B
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞6 A2 ^, X# j3 D1 p; }9 M' e+ s
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人中" |+ e4 Z! z9 l' U5 @" q( S6 y$ Q/ x
[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7 y3 M. [ J8 X* Y7 `* @$ d
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]于是在三维空间里获得了相当的稳定性。
! W: N2 t# t3 J1 p# L' w# v5 j[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人主要部件
/ z, L0 F9 Y. o' g% r[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮，就是中间那个黄色的大圈圈 |2 a% n0 \, W$ P3 r& e6 w
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
; ?& A1 F5 h8 o+ S[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() $ p- E# k( S6 ^" N$ ~! B, A9 ~9 f
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞) n- l( _# X- l8 T$ ]0 S' ?
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮作用是由电动马达连接的转轮
9 l7 b! ], k. u- Y9 j+ n[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( z( U4 b4 b4 j! d: o7 [( k+ O
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]从而达到不倒翁的功能——悬停
7 i0 y$ p: `* B% ^' n[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼7 |) h7 ]6 M- ]9 o8 [+ U% o& R
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
1 x8 t. f$ Y+ q' a. ?3 m! h5 G[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
' N) } Y6 j5 d6 i( i$ Y& J[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人走动原理：
# }% O& N# ]0 Y- d' e2 ]4 D0 V9 ~/ U% S[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮转动使Cubli机器人
8 y: |9 S0 c* l8 N: y2 ^5 ~* U[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一条边线与底面接触: b: L/ D( N6 S( D( u3 ]
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]达到单边平衡的状态
1 G" F( y7 }: N. }- X/ u[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接着反应轮旋转转动
4 w# k" W, l/ o" v9 ][backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli机器人单点站立平衡+ Z4 \1 D# }) J" L6 t/ ?) H5 k; b% N
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]这样就达到了走动的目的
' g2 Z" u s( f7 Z1 p9 f[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼4 |" M7 j* H' l" D1 k1 E
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
) x- z- }" f8 |. W9 c[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() ' F3 ^* r0 s7 h) T, ? A
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
) y. K3 a) M$ q$ {; D9 Z[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人在' [4 k: e V! p& H; F; U: ]
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情况下自行翻滚
* L+ N; Y% g1 p, K7 T8 V# E# z9 i[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
* O+ K: r/ b2 K' a7 e[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
8 F) Q( k0 g2 \, [[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞$ e( c$ Q* w9 D, ] s; i
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人的工作原理! U. m( j) L5 g; ^/ G; }
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工学院（MIT）的一个研究小组
( M) e, z& M K4 _ r3 M[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]创造出另一种盒子机器人“M-blocks”8 Q) B4 t6 t* n$ G) d2 l! Q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重组
4 s# q% l& S8 Q0 D3 ~+ g[
1 G6 ~/ ?( f1 Z4 B, r[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 6 B5 \- [# I2 T( q) G# i1 h& v/ s
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks机器人也是个立方体 W1 D; g1 d! v- f1 S) R1 s
有磁铁嵌入在其侧面和边缘8 n- j$ E3 G7 C. A- Y' O
它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡. T' O* ~& _6 k* g4 y/ |) m9 E
但它们可以跳到地上到处走来走去4 ?1 ?/ n! M) U0 D" v
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- F. O* W* G- S1 c' b; `![]()
/ t$ n- M3 N1 Y$ @∞
- j, j, c/ H- K3 ]M-blocks机器人里含有一个飞轮8 } }5 ]0 K+ r2 i) {
可以达到每分钟20,000转的速度9 i& v, Y; R; u1 ^8 l
每个M-blocks机器人
r( j9 c9 C' }8 P1 |. _4 Y都可以移动、翻转或进行连跳动作
2 C5 ^. b9 u4 P: |* T4 ?) @* c) c▼- N0 {. M# }- e6 V1 Q4 Y d; y
![]() ( p1 K- S5 T8 q) m9 V, {2 O8 }
∞
/ E/ @* m) |: Q* k! b$ oM-blocks机器人的
) k! g1 f: Z* z# R2 O, S$ B7 e1 o- z每个立方体面包含四对磁铁, L8 ]2 a8 g9 o$ @# j
以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接
: V: i; N4 I/ K并且每个边缘具有一对滚针形磁铁. B+ M/ Y. e. B w! v8 D" Y4 C
充当M-blocks机器人的枢轴
- B: `1 K3 z$ v▼6 p1 i6 v" P' o
![]() + E* ]& z* e' O8 b
∞
. Y; x4 z* d1 Q7 S$ U接下来，研究人员
. Z% s& d; e' l) L/ N8 Z( v. z希望能够建立一个可以编程使用的算法
, w5 v( e6 @+ v1 N& e而不是手动控制M-blocks机器人
5 f; `+ M, {- J3 j% t4 t“我们希望数以百计的M-blocks机器人
( R' c' x0 P8 P* h' t" f在地板上随机分布的，他们要能够识别对方' v M, r K1 Y# I* g# t
凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “* V% i3 j N+ N
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$ C- O1 k- K8 }# D+ o![]()
; m' d4 V6 N+ _9 l
. _+ ]) h: }$ z+ R0 A" Q6 \1 v9 v: F3 c4 h6 V. d% M
( u9 S% R ^+ l" X2 [6 X
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发表于 2017-1-4 18:54:02
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