本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑
/ k6 J! H$ s2 Y) N- {/ X L/ i4 P5 K) e8 K% f1 D
如果一个正立方体可以随意翻转" X. _3 ]0 r7 s1 {
还可以单点站立,并保持自我平衡
0 D0 z* E/ w" j根本推不倒它,是不是感觉好神奇% s( G; g% Y% B$ C+ @# K& _: L5 K6 G. v
▼( R3 V$ ^' J: \
[backcolor=rgba(255, 2 8 {) X* V# M" u# m; _
瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)
; n' m3 E0 n3 v: j/ r P动态系统与控制研究小组
+ k0 P5 k" |4 u! S$ V }: V创造出一个可以随意翻转
. h2 G" S) C( E, q" u0 |0 \7 y实现高难度自我平衡的
7 [" F% O4 V" G/ E+ t+ b. L4 d/ ~正方体机器人Cubli& ?- E$ F% ^9 n8 |' t
▼/ G% T8 E% U8 v& c$ ~
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] Cubli机器人有三个内置的转轮
p" U$ t& h, i; P9 \; m: l/ u* z它们沿着不同的轴调整转速和角动量" V- o" v1 p4 F( `
从而产生足够的动力来保持立方体的平衡9 d, y& b7 P- O( g7 B
▼. \/ x C4 a" ]
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] $ z" ?' z0 `0 p7 J2 h% w
∞5 u7 K5 u; i( j3 I* P5 `9 t* X
原理简单理解为任何物体在旋转时' W p) J$ L8 A- p6 I4 U: y
都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立
8 F6 z* n; c- z" l( m. W[ba但一旦转起来就能立得稳当,而且越快越稳) w) q7 Y! }9 s
这就是角动量守恒定律的体现
. a" G- ^. c& v6 @$ \& Y) u$ |( V1 W
% n8 }7 L/ D+ g[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
c }( _; b2 b8 t[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
+ `& M d! b$ ^3 V6 R[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人中" D2 o3 ~5 l( 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
9 J) Y! |- G4 ^9 f[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]于是在三维空间里获得了相当的稳定性。, ]3 g2 n; s; | i
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人主要部件' P1 F" E" S% Z/ c0 T( B
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮,就是中间那个黄色的大圈圈! ]- s7 x& [. \ _& w3 B
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
; @7 I5 A$ P! g" R+ N' W5 r[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 6 |" O; H" F: Q# S* i+ u5 j) B
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
1 X/ y% c/ k$ Y* S8 k! i8 o" Y Z$ F[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮作用是由电动马达连接的转轮2 s# e% a3 c. F' C( D+ ^
[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
* X3 \; W0 F9 K5 w[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]从而达到不倒翁的功能——悬停
/ f( v: m+ Q2 |9 \$ u[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
+ \% S2 v1 e" }/ u7 e[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] . M4 }+ @+ E! {4 ^; j5 Z% n; s! T
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
3 l. N, b& y0 j& g& L7 N c' K6 j[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人走动原理:
- Z; Y/ k7 h3 S- s! J[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮转动使Cubli机器人
+ C: u& s% j( J$ ~ c[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一条边线与底面接触5 m% H& w- D, m# i
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]达到单边平衡的状态4 H: N" d+ I7 C, b8 f* k
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接着反应轮旋转转动
( b: E+ [2 A. b) D9 Z g[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli机器人单点站立平衡
3 G% j, Q t f! J& t: @. X[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]这样就达到了走动的目的
+ a3 q& H; T( u5 I, D8 c[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
4 ^1 S( F9 I0 {9 U5 J[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] & v" f; ~6 b7 d1 g! o8 I3 I. ]; j
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
, G* O; ]. \+ h& ?0 y7 c[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞- b e# R# X$ n( t2 X5 n6 p T- [
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人在" b$ Q [- B+ W& x, A. {
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情况下自行翻滚6 d& v$ y% L' V( M) `
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼; y! D- G T8 J; R6 f; ^
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
( |8 S* ^! n/ L/ B* W6 {: e* H[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞' {" k( L( P& v; R
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人的工作原理
9 d: ]& c8 Y3 C: g( R5 A& q[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工学院(MIT)的一个研究小组
# M& s. F2 V2 j/ ?. t, E3 [[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]创造出另一种盒子机器人“M-blocks”. W, k6 x$ E \: k, E7 z
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重组, y: W( Y6 e) `+ ^3 I* k, l1 d
[
( O3 n# a9 G. m2 x' Z( f$ \$ g[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
9 Q4 ~3 x5 ?) S. `4 j+ [! j1 w[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks机器人也是个立方体
0 D3 p7 x. `2 z& n# W有磁铁嵌入在其侧面和边缘
7 H% e- q1 ~0 y6 c* N* p0 \; ?# T它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
: s# _8 B% h) j4 u6 y2 ? |1 o但它们可以跳到地上到处走来走去( J9 T# c' W0 M, C9 P, R1 q
▼3 V6 A- s/ e$ t U3 J0 z8 I; c
m# ~# m% L, z9 j2 s. C! |
∞
& J8 z& ^, L0 \# OM-blocks机器人里含有一个飞轮
! `9 p: R G2 l6 n5 }# V! I可以达到每分钟20,000转的速度
. p5 p% E4 E6 M% w0 d每个M-blocks机器人0 }1 |, c% G R2 f5 j0 d
都可以移动、翻转或进行连跳动作
# K5 t+ G m* c/ ]▼
; ~$ z. d# N1 k+ C
$ S4 F9 [- z- t% H- s9 u A! ~∞0 W& v% M1 k( k2 I _ `8 j- [9 s1 a
M-blocks机器人的7 O* X* X' _0 m0 H
每个立方体面包含四对磁铁
( ?' H3 K. m! y" X& ~) c以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接2 @3 K @2 h% J. s5 O: }
并且每个边缘具有一对滚针形磁铁. X; V4 U( @7 m- q6 C
充当M-blocks机器人的枢轴
* Z& A, X) M/ N* A▼0 ]( U! T8 F: c6 ? a. _
7 u% G4 a# i! a: d. F3 i8 G
∞
# }6 n% P! e1 u: ?) Q接下来,研究人员
+ u% u% C7 T$ r Z! ?希望能够建立一个可以编程使用的算法. ~% e, Y! E# n1 I- m
而不是手动控制M-blocks机器人
' R( i1 j8 b# z" l“我们希望数以百计的M-blocks机器人
( T9 E$ J; h0 g6 k) W在地板上随机分布的,他们要能够识别对方6 G# Y& M) a. Z. J% C
凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “5 ^! Z( ^8 i$ E& h; m. `
▼. S$ _9 l( y+ C5 ~1 W# Y. A* X
+ v1 N5 H W |* m
1 |$ r% E1 |4 w% V4 s) E
! T* @5 }% j K9 i% L0 `
% u. Y% C( o0 ^6 p& g! h |