本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑
6 S2 b1 [; d3 ]
' a6 ]; S6 j+ h2 C4 B9 a如果一个正立方体可以随意翻转
9 Y) @9 y! p7 J' I: u2 K; {还可以单点站立，并保持自我平衡
* x7 b. e: d9 ?# J根本推不倒它，是不是感觉好神奇
0 _5 T5 h8 p1 O: A+ N% \4 J▼
7 T k. g" @4 j; M9 m[backcolor=rgba(255, 2 w) a% |- P# A3 e
瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）
" @ A; i+ }. R9 [ e- P( P动态系统与控制研究小组
. B$ O9 A. Q8 t; T/ |( M/ Y) n创造出一个可以随意翻转
: [- f. h6 U* @4 N+ P4 E! p5 _+ w实现高难度自我平衡的
& x# a4 S- z3 _, ]! Y* E* a- m正方体机器人Cubli
( E8 G( i B, i▼
" L( F/ ?" u8 a, a" M" R; O, c[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] Cubli机器人有三个内置的转轮( f6 |0 Y! B" c/ w
它们沿着不同的轴调整转速和角动量3 ?! ^) h3 |# R3 R3 |$ H& ]
从而产生足够的动力来保持立方体的平衡1 M2 I/ H% S- p: G+ K, [6 d
▼
# ~1 n- M9 L* A. t[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
6 Z* r+ I; s$ H4 @6 |+ X∞
; b% T" s# C. j z原理简单理解为任何物体在旋转时
( N" ?" j& k0 P& W! x/ N; a都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立
# k" E. R* N' e6 G[ba但一旦转起来就能立得稳当，而且越快越稳- e: z' i8 S' P3 p" a ^7 L
这就是角动量守恒定律的体现) Z5 H% _6 ~. L. ~4 u* s, I' J
0 z( P& Z8 @; p4 g1 ]
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] ) [$ y* D3 o# ~# o
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞ ^0 E3 F8 J# V7 _
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人中8 E S, R6 D: G7 W$ u$ `7 @5 q
[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
$ E/ ` @- ~1 \$ U% s6 H: {[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]于是在三维空间里获得了相当的稳定性。9 P4 o$ B/ Z3 e
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人主要部件. c; x7 L7 d3 a" |
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮，就是中间那个黄色的大圈圈
$ X5 {+ ~! x5 n. x3 c w' W Y[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
& n9 d* R z. a6 T& `; _6 Z5 M[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] + U- F* u W( Q- f3 r$ z
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
, O) X' E. z- `' `' g, U) ^* `[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮作用是由电动马达连接的转轮
% K/ |3 Z; T/ S$ \[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
5 {$ B( ~% u; ?+ @# H" h4 r[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]从而达到不倒翁的功能——悬停/ d' o# t, z0 ?, y( ` b7 t' V! K4 n
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
$ b0 \1 q$ ~0 ^[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
- j) I7 ~1 f* Y7 C9 W[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞; v$ L: I# v" N/ p4 t
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人走动原理：
# g$ C! w) [$ `7 W/ |[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮转动使Cubli机器人
% T8 j1 t4 E7 k: g! Z5 ]1 G8 t[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一条边线与底面接触1 u: n7 o7 g. u% C4 Q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]达到单边平衡的状态& O) h+ B/ y I% O$ W! H C
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接着反应轮旋转转动/ s& r( Z8 u. W }* M# ]
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli机器人单点站立平衡
) w0 r/ l0 L2 c" t[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]这样就达到了走动的目的& I7 T) \9 Q; {- G' Y
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
0 c5 J4 \; K2 Z8 b[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 0 j5 u0 M* e. J0 ]: [' i
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] # `$ k9 Q9 I$ _. R' B5 |
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞# w* B+ ^) L' J9 _% p
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人在
5 L! @5 H9 R4 P& ~9 I[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情况下自行翻滚0 q7 ?: p& a5 r: m
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
5 ?! l% a/ Y' x[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 2 ?6 r- T% B: M' U# {- C
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
+ Z) t2 [: v9 h, f# v q[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人的工作原理) k. C$ q* ]& g* M" C
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工学院（MIT）的一个研究小组/ d8 s' d( V: c3 b8 K9 P+ i6 a
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]创造出另一种盒子机器人“M-blocks”
. @" V7 f6 X0 V1 A[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重组1 O ?( h4 u# r( U+ Y
[
6 j& v! p+ `( U p1 X6 x0 r/ p[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] , b$ k* w& _! ~% F: l$ o
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks机器人也是个立方体
" E/ D; B5 @. V* u8 l2 F% x6 f有磁铁嵌入在其侧面和边缘
G6 u# O% r2 t1 a2 _- S+ z8 t它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
q2 P" [( G$ @3 X4 [5 j但它们可以跳到地上到处走来走去. ^) t- x' C7 z# Z" J
▼
8 U, W* t4 ]6 i2 E% m
9 |9 m. ~! A0 O& \4 A: E; b1 D∞
" A3 s" Y; w; ^- n& [# S4 m$ QM-blocks机器人里含有一个飞轮
4 j( c# ^" B5 z9 D3 }可以达到每分钟20,000转的速度
+ [- _! `" i9 `; R: D" k每个M-blocks机器人
! y/ y% \" A4 Q. X0 C1 n) t都可以移动、翻转或进行连跳动作
& }' t9 ~+ \5 T▼
$ V2 D" s5 [4 G9 M 9 _! _ v. C1 U5 d
∞
4 d! {( {+ G# I. r! n4 DM-blocks机器人的" R7 G0 E8 P/ s- w ]
每个立方体面包含四对磁铁3 w( E( l) G; V. {( N# ^, r
以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接+ V: E9 K9 ~% y- U6 ]5 D" t! s* U
并且每个边缘具有一对滚针形磁铁( n7 D5 I W2 a& {
充当M-blocks机器人的枢轴+ S& J* C9 x8 o9 m9 _( x* s
▼
+ k- } \+ Z( C5 T2 k
* D+ }) ~) C4 n/ H∞: K9 _, V& Z& F+ W5 g# o+ h
接下来，研究人员8 H ?7 w2 _% W6 i A
希望能够建立一个可以编程使用的算法; g; w& _! M+ c' O/ U6 V
而不是手动控制M-blocks机器人
9 C5 R3 o" `+ Z) y k ?“我们希望数以百计的M-blocks机器人
d! N# U2 ]2 ^: A* K在地板上随机分布的，他们要能够识别对方
+ O9 P0 q8 s: ^/ R6 K9 i凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “2 J8 D) M6 n' X2 j
▼5 O7 l1 Y4 E% Z$ L8 y
) I0 O0 H$ c$ Y" G
+ F" ?* K/ A6 t6 i* H
) C# x! M/ ]+ S3 T, ?
" x/ e* T" V1 A$ R |
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