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本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑 $ v6 o/ t* z' d) R& Q
2 A+ h: a4 V+ \$ N
如果一个正立方体可以随意翻转
' I, z5 M6 x- d5 T6 C f. {还可以单点站立，并保持自我平衡% B E. d/ ^3 G/ {+ _3 P( i
根本推不倒它，是不是感觉好神奇
2 k* A. n' F4 c1 U▼
: o) d* ~. c! R! n+ _+ |: b+ t: o# B[backcolor=rgba(255, 2
8 [. e, U9 q2 R x" R! _瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）
; v# q# W" F4 m5 x! y o* W动态系统与控制研究小组) G+ O; ^4 B! N; {4 j
创造出一个可以随意翻转# J% @$ ^: Y! u. M" t
实现高难度自我平衡的* z( d3 V4 T3 ?6 f: R
正方体机器人Cubli
. m% a0 _ I ^3 p% C" ~9 _! F▼# B1 B' S7 R" W, Z' X o5 Q
Cubli机器人有三个内置的转轮3 R/ j# ]+ y) n
它们沿着不同的轴调整转速和角动量) n$ T5 e6 [- D e; c# H
从而产生足够的动力来保持立方体的平衡
* h& j8 ~3 e5 ?6 [' Y▼
|# y' m( z5 o8 p% l$ K
' i0 l8 }" C1 ]- o- u q1 G∞
1 G. R+ P# s, d1 U& q6 j% O6 U原理简单理解为任何物体在旋转时: b" x0 x# e! B2 I
都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立
/ O2 i4 x' z" m[ba但一旦转起来就能立得稳当，而且越快越稳& h5 F3 F5 V3 E4 K
这就是角动量守恒定律的体现
- N+ h8 f% H- }6 v8 s/ G% K8 @
( g+ Z+ }3 z6 I
6 e7 F/ a! \8 s, ?. y8 r∞5 ?# h3 O% _5 q; C" e( c* N
Cubli机器人中8 j# Q, V9 G6 W7 y
三个垂直表面的法线方向都被飞轮稳定起来
2 a0 ~2 Z) i9 a$ k* a$ y6 J, e于是在三维空间里获得了相当的稳定性。
8 r+ |, w0 L0 j9 {9 B7 ]Cubli机器人主要部件
( G8 D: P# X6 r$ a6 m% e* E反应轮，就是中间那个黄色的大圈圈/ j, W( P- e' \. h
▼
% }! i: V1 `& g8 G. J( w
5 e/ X& b1 F# s) R W∞
- p# w6 [! T; F/ Y4 c4 X反应轮作用是由电动马达连接的转轮) q. g7 {/ M, |# E
根据不同的旋转速度向着惯性的反方向转动+ F+ J* u' A7 A" v2 C2 @
从而达到不倒翁的功能——悬停
/ k8 ]5 d& P' w# D7 q▼' @7 T, G/ r; v' A3 o: D7 {8 K
. l( M) N% o- X- {' U3 U- ?0 J
∞3 P4 p2 o+ j' G* H7 h% x
Cubli机器人走动原理：
# [& G, W( D. @: V9 E反应轮转动使Cubli机器人
" Q. N4 ]9 i! p只有一条边线与底面接触! M3 n( z/ c4 P6 D) \
达到单边平衡的状态
. n" \: t( }, \) d e接着反应轮旋转转动
# C8 f+ r* r W6 T& k使Cubli机器人单点站立平衡
7 {2 D; y r/ [; d2 G这样就达到了走动的目的7 P8 g/ u- F: R! v! v7 o& u
▼5 J, m# }5 F0 y$ P: ^
% c" m; r+ z% u+ `3 y! U' i1 ?
4 S/ X4 k# t i$ V/ I∞
, r" u0 y! u8 ~: \& Q, h% }9 x& ?8 p3 qCubli机器人在
X( E+ [. [: r1 Y% s, D完全不借助外力的情况下自行翻滚
4 r# G4 x1 W; H▼# o; B3 R, u* Z* o
; k2 N: W7 f6 B& u
∞' r3 L' g1 r2 y. E) u0 ]
Cubli机器人的工作原理+ S' |$ L6 Y' i! q0 ?
麻省理工学院（MIT）的一个研究小组; k% t' v7 S+ z8 H
创造出另一种盒子机器人“M-blocks”
6 D& L$ R+ {2 ^7 d它可以自行重组2 H) R( A! p6 n$ i) ?* F5 I- L
[
. W8 K6 o+ m- H, Z; j9 H& Z' c8 q# R
) ?8 t0 q7 i7 k& C! x, y- \) FM-blocks机器人也是个立方体7 \! @4 S, h+ Z' Q
有磁铁嵌入在其侧面和边缘
) D) { P6 H" B它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
8 e2 h: m6 q0 i7 T' H: T& [但它们可以跳到地上到处走来走去
8 @' x8 W; {. c▼0 r/ R' e5 I( }
 % q w9 q) i7 Y2 M
∞
* b( f( f6 w* [M-blocks机器人里含有一个飞轮
6 |. G( N6 P6 l可以达到每分钟20,000转的速度
% u0 v d! i/ q2 y3 S7 {, f3 l每个M-blocks机器人0 E- H5 O& J, E3 z
都可以移动、翻转或进行连跳动作( h( m9 h! E0 E t
▼
/ U# C7 G' Z2 L4 H, O3 w
: W+ U) H! S" s1 ` |∞: E, P0 z/ ^0 H& t( d# `- d K/ R8 j
M-blocks机器人的, V6 N: x2 u& V- J" j ]
每个立方体面包含四对磁铁
% D4 D6 `1 D: ~" A以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接
6 i1 P. w+ i3 D; w" f( ]6 `! [1 C( S并且每个边缘具有一对滚针形磁铁: h; s# I9 v5 F3 N. L
充当M-blocks机器人的枢轴7 {9 q- v. _1 _
▼) R1 c. b1 K% ]% T: X# B
 8 m1 U8 [/ z5 y; m) P
∞/ }8 u$ }5 H) A$ O0 y
接下来，研究人员
7 i5 K2 N& w* J: d8 ]$ i1 [4 [2 j希望能够建立一个可以编程使用的算法
5 s, W }# o' `- }2 |+ n) U而不是手动控制M-blocks机器人0 F1 n6 z! P7 P! E( d$ U( C7 @
“我们希望数以百计的M-blocks机器人% P, I3 s/ J/ x0 v6 n2 _
在地板上随机分布的，他们要能够识别对方
, y& \0 |6 i- _6 U& v' d3 ~: ~' r凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “$ e, {7 b1 ^; x9 ?* ^- X
▼, p. Z5 U" i: l1 M5 w. a
7 L9 O8 A' o' T( {2 |6 |
7 o; K5 b7 C: v% e' ]: w; K# Y) u. i7 m, T
9 V' Q \7 R" j |
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发表于 2017-1-4 18:54:02
