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本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 編輯
# J) P, ~- K- G9 ^& V% H9 F9 ?& B) {8 j+ u# x& Q$ u( }
如果一個(gè)正立方體可以隨意翻轉(zhuǎn) m- W, A. M# ]% E: k
還可以單點(diǎn)站立,并保持自我平衡
5 }7 J# i1 Z, o" l2 w0 R+ i( `根本推不倒它,是不是感覺(jué)好神奇2 e. I G6 U# e8 _) V0 P
▼
; B; G! n* @4 b+ q3 p2 {8 R[backcolor=rgba(255, 2![]() " X! y- A6 T; l" O& Y
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)
" |# Q7 B, G* O# S動(dòng)態(tài)系統(tǒng)與控制研究小組
5 z% C K$ m* T4 ~創(chuàng)造出一個(gè)可以隨意翻轉(zhuǎn)2 O2 S& V3 V9 V4 i
實(shí)現(xiàn)高難度自我平衡的
2 L3 m' L$ y6 W, P6 k正方體機(jī)器人Cubli
/ s$ m4 d: O* ]$ ]▼
- @% f k1 }0 ~8 @3 R[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() Cubli機(jī)器人有三個(gè)內(nèi)置的轉(zhuǎn)輪
' R9 p) O" b9 M- f9 G, q" B7 @3 m它們沿著不同的軸調(diào)整轉(zhuǎn)速和角動(dòng)量
1 M/ C* [ v9 ~6 |) {; |0 B% u從而產(chǎn)生足夠的動(dòng)力來(lái)保持立方體的平衡' W% z" f' o+ r/ z) m0 g* z
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5 m' }0 l1 D: G, x* Z, G1 b[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 9 D$ Z8 F" E; [2 ~! g5 ~
∞
, B- w L* f9 Q, U$ Y6 V原理簡(jiǎn)單理解為任何物體在旋轉(zhuǎn)時(shí)# G. y: }8 T" o. z( c+ X
都會(huì)產(chǎn)生一種穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)軸的效例如陀螺靜置不能站立
3 ]( [+ \- k0 g2 q[ba但一旦轉(zhuǎn)起來(lái)就能立得穩(wěn)當(dāng),而且越快越穩(wěn)
% S! M( i- k/ @, f3 j這就是角動(dòng)量守恒定律的體現(xiàn)7 d, X# i- T% s3 R* R
1 m" e+ |( v# i- _8 Y8 u7 }
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 2 e" D$ P9 G' I/ Y, P: H
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞; s8 d3 t, ] H8 o) h8 P" J" A' f& H
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人中( p9 t. d j$ }
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]三個(gè)垂直表面的法線方向都被飛輪穩(wěn)定起來(lái)
$ ~( x' I' P0 V+ H6 q[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,。8 o% T& x4 j0 P, I) `& I1 d: S
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人主要部件
; r" a+ W8 |6 Q- _[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反應(yīng)輪,就是中間那個(gè)黃色的大圈圈8 s' H- c/ j8 ?" _
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼$ M* S8 g: h( b2 T+ G: O
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
5 r) R1 Z/ ?8 B' S! m% k0 {[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
, a1 [7 G5 u! K- W[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反應(yīng)輪作用是由電動(dòng)馬達(dá)連接的轉(zhuǎn)輪
& [/ w' O9 a) w2 X4 \: }[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(dòng)
' @/ ?" _1 r& F& I' c# i5 k1 l[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]從而達(dá)到不倒翁的功能——懸停, o7 p5 W! c3 @ o& Y
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼7 j# F; d* `* S* j
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
; x$ X3 M. k4 Q) {9 K' g- d" K[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞, D0 w; F P e7 K; C: s7 T0 w
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人走動(dòng)原理:8 F$ B8 l/ r/ v; P
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反應(yīng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)使Cubli機(jī)器人
! t2 r V$ h' J" p$ B[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一條邊線與底面接觸$ w9 c2 u% L0 |" z4 e
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]達(dá)到單邊平衡的狀態(tài). h8 U6 k7 j( H9 G2 ?! A
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接著反應(yīng)輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
! J+ h, ], \$ F |; ^( s[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli機(jī)器人單點(diǎn)站立平衡
( T5 G% }& ^! V. |[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]這樣就達(dá)到了走動(dòng)的目的& C- U7 q( l! g6 z( ]: M
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
* w8 \- V$ r% j[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() . Z3 C, B0 {! ]) V+ C+ \4 I* n
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() ! u0 G- y1 B; b) q3 W& f u0 {
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
" o+ x% N. x! Z2 K* j[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人在/ Y; f; k' l8 r& x
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情況下自行翻滾+ v9 o. @# Y; g: f0 f
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼2 G% J. v8 I, S7 `, ?$ l U
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]() 9 {3 H) s& j$ S7 B0 O
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
3 N7 r4 L! ?2 [5 n ][backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli機(jī)器人的工作原理. a6 R" L3 j6 A( ]
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工學(xué)院(MIT)的一個(gè)研究小組+ q0 u8 s: v F" P0 ]
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]創(chuàng)造出另一種盒子機(jī)器人“M-blocks”
! e5 M2 F$ ~' s: G% w[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重組
& r1 Y Y9 Q- d ^% A+ }[$ y: `2 ~7 @) m0 X/ P
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]![]()
* h2 l* a3 z; O% t! P5 w N[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks機(jī)器人也是個(gè)立方體
0 A0 s3 X. ]6 j. S% T2 w5 r有磁鐵嵌入在其側(cè)面和邊緣! D6 f) J: H) }% ]2 l! C5 |
它們不能像Cubli機(jī)器人那樣保持高度平衡6 [. @2 M }2 U1 g1 ^
但它們可以跳到地上到處走來(lái)走去* }/ |% Q) u( @ I4 K" ^) X
▼# | d7 s) ^8 A
![]()
" n1 Y8 U' q$ Z7 |5 ^∞: j, D4 T% a% Q- ]3 l
M-blocks機(jī)器人里含有一個(gè)飛輪
) @- Y+ z& A: p" C* ^* T可以達(dá)到每分鐘20,000轉(zhuǎn)的速度
A; l# D) Y" Y- f1 s! j, T' H, c, W每個(gè)M-blocks機(jī)器人' c, a3 F* U$ u! g# @" @
都可以移動(dòng),、翻轉(zhuǎn)或進(jìn)行連跳動(dòng)作
. C! Y& L* Y. @# m0 _3 O▼" h; f: ~' B* R5 R f
$ f* Y0 q7 t) {
∞
& X; p" d" y% p- h9 zM-blocks機(jī)器人的
4 [1 S& z! |1 Y9 e每個(gè)立方體面包含四對(duì)磁鐵" \4 a s' A; k* j! f/ o
以幫助M-blocks機(jī)器人彼此排列和連接8 P8 ~, l; x3 ^$ Q8 m
并且每個(gè)邊緣具有一對(duì)滾針形磁鐵
6 f7 w' x$ |9 U! G* A5 Q充當(dāng)M-blocks機(jī)器人的樞軸
" ~, @; l. I$ ~6 q; x. K+ y+ ^; {▼
! o G ]2 v% O: l9 U![]()
. M6 u8 k( Z' _4 o& B/ e E∞
% j% y1 l- _5 A, K0 X7 X接下來(lái),,研究人員1 G* [) J) n7 L/ Q. D& Z- F) w8 [8 D
希望能夠建立一個(gè)可以編程使用的算法
9 b; D9 ~- }% Q% u6 b而不是手動(dòng)控制M-blocks機(jī)器人 R- W3 X; s3 s% M' ~1 K
“我們希望數(shù)以百計(jì)的M-blocks機(jī)器人# N4 Z$ H) e( F" i3 g
在地板上隨機(jī)分布的,他們要能夠識(shí)別對(duì)方9 J% t& m1 q* u0 J
凝聚和自動(dòng)轉(zhuǎn)變成一個(gè)椅子,、梯子或桌子等物體 “
}9 M3 U# p* r" y, I# K" q" }$ r▼( m7 u& O: O1 e/ }; G4 `
![]()
/ G$ l4 t# E7 r" A" [/ s% H
) q( `- i- ~( Z2 c; u
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