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本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 編輯
0 D' Y5 @$ t9 F z, h; f! `( A! H& x, O
如果一個正立方體可以隨意翻轉(zhuǎn)5 T; D- l, d% P/ w& |4 C
還可以單點站立,,并保持自我平衡* x. f! ?! u$ z) B; z: f( z
根本推不倒它,是不是感覺好神奇, I- j# d9 ?* x! C) D
▼! y# J# Q2 o2 p$ O) H
[backcolor=rgba(255, 2![]() $ x3 K; ^& M( ?8 u O
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)1 \( W! s ~. z2 l1 N
動態(tài)系統(tǒng)與控制研究小組- y& P. W& ^2 R, S
創(chuàng)造出一個可以隨意翻轉(zhuǎn)0 z- a# g# Z. `) \/ a- T2 b3 R2 L
實現(xiàn)高難度自我平衡的1 c$ Q/ J8 w# E6 m7 K' n
正方體機(jī)器人Cubli
* v% k& V% q5 S▼
# j6 l( n7 h/ w7 c/ ] I[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() Cubli機(jī)器人有三個內(nèi)置的轉(zhuǎn)輪
# j& ~$ t) o8 }- d( B它們沿著不同的軸調(diào)整轉(zhuǎn)速和角動量% G7 O" s+ N" m Q/ _+ d
從而產(chǎn)生足夠的動力來保持立方體的平衡
4 P) }$ h2 O% h▼
! I; s$ S7 Q" ]1 ~[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() ( @8 u' R0 Y, y" K1 {2 L
∞- i( r$ a9 J4 A4 K1 c
原理簡單理解為任何物體在旋轉(zhuǎn)時
( B P9 Z" \0 y都會產(chǎn)生一種穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)軸的效例如陀螺靜置不能站立& {* H4 u3 i& |* F5 I0 n1 a
[ba但一旦轉(zhuǎn)起來就能立得穩(wěn)當(dāng),,而且越快越穩(wěn)) |- ^6 r# u0 [; |# _- V
這就是角動量守恒定律的體現(xiàn)
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( A% p9 b1 z. n[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 2 L$ T4 ?7 q3 J# C8 A4 ~
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
# f$ t. d+ }3 H- ^( q. h[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人中
, b% g6 |% l( p _) M) `[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]三個垂直表面的法線方向都被飛輪穩(wěn)定起來
6 X! _& m# p2 T& L[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]于是在三維空間里獲得了相當(dāng)?shù)姆(wěn)定性,。9 T, e- L+ f2 T
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人主要部件$ k3 q0 Z% z" n: v2 X" [
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反應(yīng)輪,就是中間那個黃色的大圈圈
! |4 x3 q2 R( H: A[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
3 O' L( x0 X# g[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 4 S% i' \. V' ?4 U' v/ e4 B/ C6 P
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
1 ?$ Q6 {3 J0 ]: g0 n: ?+ r[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反應(yīng)輪作用是由電動馬達(dá)連接的轉(zhuǎn)輪
0 q/ d1 Y g3 x, f" E[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]根據(jù)不同的旋轉(zhuǎn)速度向著慣性的反方向轉(zhuǎn)動6 D2 c g* B/ J
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]從而達(dá)到不倒翁的功能——懸停5 n$ A |+ h( a! T. v+ h
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼/ O$ [: o* W0 z4 M
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 9 o) `. G$ {: W* E" I3 k+ G% {
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
9 H0 G# ~/ S, k[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人走動原理:6 i# _# _, q: p) s' [, q! S( L% s
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反應(yīng)輪轉(zhuǎn)動使Cubli機(jī)器人 c% d: Z9 J7 s! L
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一條邊線與底面接觸
0 }; }6 C5 D* k$ q/ W; V[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]達(dá)到單邊平衡的狀態(tài)
% {$ p' C: e$ y+ x[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接著反應(yīng)輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動+ d9 y' G, s9 a; c
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli機(jī)器人單點站立平衡+ u L$ b5 `% o& \( ]4 N# [5 {
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]這樣就達(dá)到了走動的目的
5 x3 K. E8 n1 W) H/ v' a- _4 s; G[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
4 h3 y+ b, A. l% [[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
, e( u" ^" s* z5 m8 p. C[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() $ k. f$ ~3 X+ g- z1 D& h
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
; A5 p+ R" X9 Y/ L6 @[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人在
9 x' y2 {& G. p9 B4 I7 B) E[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情況下自行翻滾( ? l, ^6 v/ \: q0 T/ L- q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
# H/ u/ j$ P0 h8 n& d, q8 Z4 _[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
! D$ d# W6 e1 E/ m8 J# O[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
- Q+ n: G' S8 L9 i[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人的工作原理3 \. L8 v7 g. Q$ a: b% J
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工學(xué)院(MIT)的一個研究小組& g' k0 ?; U- _! j& U( R. i
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]創(chuàng)造出另一種盒子機(jī)器人“M-blocks”
: `/ T1 J% u9 ~# ^9 g[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重組
4 i' b0 _& Y' n7 O- L9 w[
) C3 H. h Q. A2 A9 N[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() ; f; n- u; I1 a* r3 J
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks機(jī)器人也是個立方體6 Q* t m$ B" A
有磁鐵嵌入在其側(cè)面和邊緣
) Y; R2 @+ _( d ?9 P% h它們不能像Cubli機(jī)器人那樣保持高度平衡
6 O+ j2 y) j5 B4 `但它們可以跳到地上到處走來走去: Z3 f* D/ r: e. Z( t
▼% \1 W* D7 M# |% J$ \ o
![]()
0 v: U5 ~! O0 O) o1 l/ I* v D∞6 m: }6 j& Q5 Z8 `7 f% D' n
M-blocks機(jī)器人里含有一個飛輪7 S$ H8 X/ s; [8 B/ x( ~
可以達(dá)到每分鐘20,000轉(zhuǎn)的速度, X, P7 p, m# A% B
每個M-blocks機(jī)器人
9 i3 ]7 u- U# f4 g$ E$ q9 f7 i" k都可以移動,、翻轉(zhuǎn)或進(jìn)行連跳動作' F3 Q' A. t z2 y( L- a8 u
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% H1 \6 \2 ?. o: M2 Q![]()
" v( y; f8 Y0 T6 c∞
, S$ o! Y7 M, a2 i7 @M-blocks機(jī)器人的
( d0 y- Q" A* s. Q4 r+ k每個立方體面包含四對磁鐵0 Y3 M0 m# y g" X. `2 _
以幫助M-blocks機(jī)器人彼此排列和連接
, T, W) A7 o, i5 t/ b并且每個邊緣具有一對滾針形磁鐵# k; c' S6 `0 C% U/ i' K G
充當(dāng)M-blocks機(jī)器人的樞軸- D. S3 t( K+ V* L, R
▼7 h/ Y7 n% K l
, i/ ?; `4 D8 ?+ s5 A8 U
∞
! X, `, M) t6 F9 v& _接下來,,研究人員! ?- c0 B- @3 ^' o o V
希望能夠建立一個可以編程使用的算法
" R9 m6 k) ]/ R: P而不是手動控制M-blocks機(jī)器人, T, f( S" }3 @4 x
“我們希望數(shù)以百計的M-blocks機(jī)器人
9 _4 \" R8 D, r7 J7 A在地板上隨機(jī)分布的,他們要能夠識別對方* Z, A: k6 A- v; _' R
凝聚和自動轉(zhuǎn)變成一個椅子,、梯子或桌子等物體 “2 {/ u, f4 a! f1 J
▼8 _6 c/ L- _$ u: R$ t1 S+ \
, C2 i6 u* F- Y6 D4 O$ A2 z" R* n
- m0 {, j5 T, _9 ~- O
' E/ ^. {& g1 E+ B6 C
: l: b7 h0 e: C1 j/ T& Y- C
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