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本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑 8 @2 K3 c; h% ?2 w+ Q* F! n
( T- r3 H$ k, W# S+ D2 Y
如果一个正立方体可以随意翻转
6 O# w: ?9 m; ]6 w4 l还可以单点站立，并保持自我平衡
" b3 a) y- X7 n H3 W5 b6 p根本推不倒它，是不是感觉好神奇
- i4 J# v" \ ]$ O9 Y; @( u▼
" P, D7 o3 t9 ?2 U1 `" i. a1 r[backcolor=rgba(255, 2 # I% P! r2 q& f* j8 f% b
瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）
- c \( A7 m# K8 l动态系统与控制研究小组. _. k" U2 A6 r: w* v8 ^' G
创造出一个可以随意翻转# r3 V3 W& j/ i" f7 N
实现高难度自我平衡的
- k) ? @! L' t正方体机器人Cubli
% W* w: D9 W5 e▼% h% V1 _2 F1 O5 A; [$ U
Cubli机器人有三个内置的转轮
7 x2 e: ^& M8 y% ?" w d. g* V它们沿着不同的轴调整转速和角动量3 z. A% f. a, q+ C+ J8 o; M& M/ z
从而产生足够的动力来保持立方体的平衡+ v' b# p8 E: B! E& ^+ Z- r
▼$ U2 g3 O& b& X: P) v2 `; c0 e# Z$ i
" S2 s, U: p- |3 C/ ^. ~3 ~' x/ u
∞4 n9 j3 W6 \4 U* X8 A8 \, D
原理简单理解为任何物体在旋转时
3 q0 L* O: X @0 P都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立) D, A& a! s& }3 x# l
[ba但一旦转起来就能立得稳当，而且越快越稳" C* |8 [* o8 g P/ a' A0 R
这就是角动量守恒定律的体现
) v& O$ U- b' U) ~$ F. P) A% U8 w! S7 p" o1 A
1 S* p7 q& `- B, M( |5 P S; A- b∞1 `5 H+ E( {7 n5 G- J' q1 E
Cubli机器人中5 P }+ w* U5 s `) Z+ y: C
三个垂直表面的法线方向都被飞轮稳定起来
2 ~7 ], F( e9 V于是在三维空间里获得了相当的稳定性。
( `) N* K0 V& n6 SCubli机器人主要部件2 ^# z) G& M8 z- l; c J
反应轮，就是中间那个黄色的大圈圈
2 e* p1 `) e( v▼; H e9 L$ E* Q j4 b2 [
) U5 |0 P% Q. `& N0 L∞. k+ v4 \4 S4 A7 G/ q5 l
反应轮作用是由电动马达连接的转轮$ P4 j s3 m, p. P
根据不同的旋转速度向着惯性的反方向转动
' G- Y. ?7 W# d- c/ N, ?从而达到不倒翁的功能——悬停
4 a4 C% S+ c. m▼7 t! k1 d* q& _& l4 M6 P/ ?
a& ?% s+ |- a, a: U6 i* u
∞& H% V/ Y) U" B
Cubli机器人走动原理：
; W( U1 C( g8 c; E6 g L+ k0 s" f反应轮转动使Cubli机器人
8 r) L6 C' k' A( y8 J7 @只有一条边线与底面接触
0 n; n8 d4 G; s% r( o' l达到单边平衡的状态$ n6 Z* Y: t( n. X
接着反应轮旋转转动
9 a; q8 C/ F' b4 H4 ^- A使Cubli机器人单点站立平衡 \! \; @! \/ R5 b1 c* }4 e
这样就达到了走动的目的: I' P& F- C1 I4 E) ]
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( Z1 p7 j! u9 ?, l* x( E9 [0 \+ v- i, ?
2 n7 p; U) F$ Y* u* B∞4 M8 }5 d n: u3 n% D
Cubli机器人在) K/ g6 \# R5 |$ j3 N6 b* H
完全不借助外力的情况下自行翻滚) W# H' i) K: Q1 m
▼$ s6 |3 I8 _& |! g3 B, b
) x) h/ O2 J, D" o' ^) T4 o
∞3 \5 s6 t* _% b# C
Cubli机器人的工作原理
3 Z. x9 z6 ?, W' ^麻省理工学院（MIT）的一个研究小组1 h4 m' U2 n* ~( b0 Y
创造出另一种盒子机器人“M-blocks”
) M& ?4 _ O1 h8 S它可以自行重组5 @9 E5 w* `7 W" ?
[& U5 z8 G n, b: d7 A
1 g* s& I" s2 w: }3 j$ L
M-blocks机器人也是个立方体8 S0 O! U1 X8 p7 ]* V& A. Q
有磁铁嵌入在其侧面和边缘' ~ r9 X4 J/ F* N, d
它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
$ ]- i6 e5 w( }5 P9 N! Y- Z但它们可以跳到地上到处走来走去; l" f% t; C, O
▼% [! r8 D, }9 h5 |
7 y& q! h3 a; R8 j6 }! ~/ K∞" T2 P, Z+ E, J6 S: k, {
M-blocks机器人里含有一个飞轮
; @, W' S! i2 J3 P6 J6 A2 v1 l可以达到每分钟20,000转的速度
2 y2 ~* k, L* U' H2 K每个M-blocks机器人 X9 F: N+ C$ K$ Q! O
都可以移动、翻转或进行连跳动作% h/ n, v$ _7 {' A( @
▼8 ]) h0 R6 m0 y4 R. c" A! k3 Z
% @2 K7 ~% M, o" Z∞
! L/ B5 S1 b U l/ j- _$ dM-blocks机器人的
6 E8 [2 z6 H- M5 L x) `6 O# ~1 j每个立方体面包含四对磁铁" o% v9 w9 G' F3 v: H/ o5 M+ [. J) z
以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接
) a4 [& D/ v: m1 l. h6 y并且每个边缘具有一对滚针形磁铁2 X/ z; p8 \1 u, `5 z& J
充当M-blocks机器人的枢轴
9 T0 e* h0 |: O▼/ J3 P4 b* R1 n
9 U3 @9 J { j" S, b∞
, v- b, u. ?/ Q; d+ L' g* Q接下来，研究人员
6 z5 Q. K% X6 A( q% H8 Z# {6 v希望能够建立一个可以编程使用的算法
8 o( `- s# S5 a- S; C, w而不是手动控制M-blocks机器人
0 |8 x, u: h' l2 y" S, S“我们希望数以百计的M-blocks机器人
/ Y- L6 e. _$ y; J% B( ~4 H% R在地板上随机分布的，他们要能够识别对方/ I6 Q+ U: g% T3 e
凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “6 |2 M/ e6 A& f
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4 H* Y( S. R, k6 U# N # ?& A2 N" L: W, Q
! X; \ E$ k: W6 e+ e( I% L
/ P: ]9 X) k4 y# a5 |) I4 v0 i! j& x* j# J1 ^: j/ |) ^+ p
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发表于 2017-1-4 18:54:02
