本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑
" m! o @# A- N2 O$ m* o( v, t n. t4 a9 g0 c% u: C: v
如果一个正立方体可以随意翻转
0 t' N8 s* D3 Z$ `还可以单点站立，并保持自我平衡
! u- U: z; A) x根本推不倒它，是不是感觉好神奇7 j0 J2 y8 G% c3 K! n' O: ^/ ?" L
▼* Y* g0 l+ {4 |6 m% L9 Y0 B9 b5 {1 d
[backcolor=rgba(255, 2 9 Z4 c( }$ N4 H* L3 n
瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）
8 S* e! ^) ]* X3 }% L: ?& K+ C$ F动态系统与控制研究小组
8 `2 |3 `' ~: W0 L9 n* L创造出一个可以随意翻转
; H c5 x! T- z: l- w5 l0 n实现高难度自我平衡的
0 |6 ^6 T" |4 W7 c9 _ D正方体机器人Cubli
- f) n' K# b4 b! G/ M/ M. \▼- w5 O* _3 a; Z% `: O) U
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] Cubli机器人有三个内置的转轮
A' @. v0 B- ~# ~7 Q它们沿着不同的轴调整转速和角动量
" I' w* @1 g3 z( t7 C, K2 Z从而产生足够的动力来保持立方体的平衡
4 E) O7 I( {* `▼
5 {# y' b4 H- @4 H- ^[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 3 [* ]0 w* @+ l/ j& l% J2 \
∞
8 W# q1 U" t1 D: Z( b e. J9 ?原理简单理解为任何物体在旋转时* m0 W1 ~3 N, |, ~- ]+ L; Y, g
都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立. y* X/ I5 \2 H/ h. j$ E
[ba但一旦转起来就能立得稳当，而且越快越稳
9 }1 T* W O) w7 Q( s6 Z这就是角动量守恒定律的体现3 J% F% {9 F# ~( n) e
0 V, R6 L" E! ?7 r/ m( W9 ^; ][backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 6 m0 g2 O" O: I8 z8 m- }
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
* Z7 ^' N$ s* ?, Y[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人中
" M" A* w7 }( Z$ i8 a' ~% `4 A+ 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
Z/ I9 Q2 u4 @* g3 K" F. K/ K[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]于是在三维空间里获得了相当的稳定性。2 F# E, P% n- r1 t8 A$ ]. R' S+ s
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人主要部件
5 B* q7 N& ~9 N" G+ K' x4 I3 x[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮，就是中间那个黄色的大圈圈
: r& [ j) a' E% r3 d( h[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
4 u. f, N" ^ q: {3 a" n$ o[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 2 l2 q7 l; ^4 w/ F3 _/ x0 U8 q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞' [0 I& |# m3 [+ Y9 d0 G+ n
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮作用是由电动马达连接的转轮
8 I9 U" n& C' ?8 y2 } f8 O, e[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7 A# Y8 g( E1 ]) R
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]从而达到不倒翁的功能——悬停
b9 U% ^7 U. R/ \ O9 J[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
( N( C2 Q( Z" T5 p[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] - N0 [# G2 ]5 [# y. r
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
$ d! |+ F# r( }* _[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人走动原理：5 }" @- A+ T/ ?6 b) F1 |; z
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮转动使Cubli机器人6 u/ s; c. A9 l$ a
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一条边线与底面接触
3 l, b- `8 Q7 A, |* H/ [- @% n- S0 e[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]达到单边平衡的状态' u! ~ Q) j& ?/ n& N1 s( B1 t/ H
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接着反应轮旋转转动: |$ t: h8 p" x8 X/ L& [5 e
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli机器人单点站立平衡9 l$ w$ R+ @0 _6 a' q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]这样就达到了走动的目的
* C0 m2 P" w! {- P, ~[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
3 _1 R6 U, t: s5 @[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
6 p9 C4 N- M7 z+ z6 T3 ]7 K[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
% p. G; x Y$ @0 d( ?' _4 ?[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
5 b, c [ e7 A' T7 w: L[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人在
; {7 [6 H$ b) L7 c4 Y[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情况下自行翻滚
" Y) m& Q! }. c4 e a8 D1 n! p[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
2 p! [9 G- @% F8 V7 t[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
! r3 o6 O6 G, }' I% l+ e9 t. F. @[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞+ Z, C+ b" e. z0 Z/ ^! L3 e' h7 G
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人的工作原理
" L' N O1 N8 \) v" C1 \[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工学院（MIT）的一个研究小组/ _8 o( {. k* T6 m
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]创造出另一种盒子机器人“M-blocks”
5 S7 `& `4 L. o4 t3 P4 E! S[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重组; u% x( _! O) c- J) p6 f5 B4 c
[9 q$ z$ Q# s5 ^$ y8 z' V) O
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
9 s8 O4 U( Y/ V[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks机器人也是个立方体, L! h1 W. @+ L3 ^) r& J
有磁铁嵌入在其侧面和边缘# h; f5 {& E! k y- Y
它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
2 ^8 c/ x3 s- ]* D0 j( V* P: P; }. l但它们可以跳到地上到处走来走去; s6 w7 \& ^6 p, O
▼/ E8 ^4 x4 E5 a! y( t
 * w9 y! r/ l8 l7 F3 W
∞$ v1 y7 P8 q* T% D; y( h
M-blocks机器人里含有一个飞轮/ ]/ j4 A8 Q: B) d- e
可以达到每分钟20,000转的速度
$ P7 R6 }3 e9 @; ^4 x每个M-blocks机器人
( ~* P H% K% \0 Q; l% a3 J- `# F都可以移动、翻转或进行连跳动作
- @* m6 O- U, v% b4 @. k▼
. k, A% M8 R& m+ {1 l
! R! S# c+ c! }* C) l# R∞$ }1 N9 N2 P) A
M-blocks机器人的/ n! G0 K! J" O5 { T! q
每个立方体面包含四对磁铁+ m8 q7 T* v q4 U( M
以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接
% R! M+ w+ f1 H2 w并且每个边缘具有一对滚针形磁铁
( u6 K# G; c8 d( h3 p. |充当M-blocks机器人的枢轴
8 L. T0 q+ s# ~/ u6 Z* ]▼
, b% q& \% H) { M% V1 u/ t3 z$ ^ * {6 X T2 B. s" F E
∞! r5 U; B+ [: r/ Q( G: N( A
接下来，研究人员 e4 v3 A: o4 O
希望能够建立一个可以编程使用的算法' H* w+ _' k. ~" N
而不是手动控制M-blocks机器人 }) p9 t0 i; R' m. W; D7 @3 e/ m7 _
“我们希望数以百计的M-blocks机器人
! H$ k* U" m7 n7 I! ?" c0 N1 Q# \在地板上随机分布的，他们要能够识别对方$ k6 M+ A" Q3 b' t7 ^! r& o
凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “
# ^$ \( B# J: F) `* g6 Q▼
% }4 h! g6 O+ _ V7 I
6 x1 K( ]; f1 G3 u5 p7 U
) Y; c: ^. I) b3 B: p- z3 \. O; }# g2 H
1 |4 U, U# o6 e7 h! `
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发表于 2017-1-4 18:54:02
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