本帖最后由 小河HH 于 2017-1-4 18:56 编辑 - O( X @* l% r2 N' a) Q: O* a
. R+ j& E4 ~$ L如果一个正立方体可以随意翻转" f( |4 {) S8 s: ^! P4 U+ W( m
还可以单点站立，并保持自我平衡
9 _; \) `8 _& D3 e+ I( r9 _' x0 g根本推不倒它，是不是感觉好神奇
% b+ q5 a4 C3 l▼
1 \7 P1 X8 d c- P8 c[backcolor=rgba(255, 2 . E2 @% L+ w0 s7 Y- P4 [
瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）0 m, A8 t% L! p; r0 ]
动态系统与控制研究小组 s C& c; q2 v
创造出一个可以随意翻转! K2 M2 j! q1 e, I3 D
实现高难度自我平衡的- l, x4 M9 J; a5 U
正方体机器人Cubli
2 }! |# U6 q- v$ t, F▼1 H! n7 z P/ x
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] Cubli机器人有三个内置的转轮3 d; i' L) F) K3 s8 n
它们沿着不同的轴调整转速和角动量
! t6 }, O' M3 `) N从而产生足够的动力来保持立方体的平衡
( f2 X4 M$ \* c% }6 r▼
- n) \2 z# R4 P* o[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 6 z7 p5 Z G' E8 k: a2 l6 a3 z
∞1 U+ y; S- f, s: z# ]; N
原理简单理解为任何物体在旋转时
) j+ u( I i. A+ G G都会产生一种稳定旋转轴的效例如陀螺静置不能站立; ?1 R$ q; |7 _8 |- n5 S
[ba但一旦转起来就能立得稳当，而且越快越稳& i' ]: q6 [% V% T
这就是角动量守恒定律的体现' b( {9 {! h4 v
7 z+ Q5 q7 m, E% V9 b7 _/ x$ O5 m[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] 8 e R" C7 p4 M9 U9 J1 J
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞7 y+ j: R: ]' n( Z8 O
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人中
/ s! ~- m2 N4 n7 j1 T$ v( L6 Y0 V[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
, V2 ]; A" t7 A[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]于是在三维空间里获得了相当的稳定性。
7 V( }( X! a% f: c. p[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人主要部件
" g" C# m& r# p! a1 C: Z[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮，就是中间那个黄色的大圈圈. G- U9 |$ _+ h1 A; o
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
. B4 m0 d# A& ^: l) y: q[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
! u4 }5 b/ a) \6 Z) R" q[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
1 X- v5 A: f. z9 q( F2 x _[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮作用是由电动马达连接的转轮7 x6 N' D" W1 |( M
[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
- _# U- C G' E+ f3 B+ _[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]从而达到不倒翁的功能——悬停9 ^7 s( g, F8 i) l. {
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
. j, _- j6 T7 e! v) I[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
' J- A% g2 a) a- J[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
) b5 x5 C/ y8 w- f) U0 V[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人走动原理：
6 P( }4 L& q- A4 A' H& t[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]反应轮转动使Cubli机器人
, e5 t5 m+ F4 a4 |, m# Y' J[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]只有一条边线与底面接触
% H# y* y9 a7 k) s" x0 R4 M p[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]达到单边平衡的状态4 }1 D- e: g+ L
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]接着反应轮旋转转动
! v% q y8 L8 ^[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]使Cubli机器人单点站立平衡
' l v3 D9 w- L8 M5 C/ g6 Z[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]这样就达到了走动的目的& J, [. `7 D$ T5 [1 `9 ?
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼
) \9 s, m. p) q( W+ O* ^) K. c4 R[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
- @' o7 G# P' }- l[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)] ' S/ o) p% B, d
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
) z/ X8 D7 j M. O: R& V0 j[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人在; ~0 x1 E3 D3 I
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]完全不借助外力的情况下自行翻滚
1 a) U8 R& S. k. Z' O! |+ g[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]▼8 j: v$ k. a7 X! s
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
6 C4 ^" F& i$ d8 q4 `) o[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]∞
4 d; ~- ^9 a [, }7 a[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]Cubli机器人的工作原理
, b: b$ q& C, D[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]麻省理工学院（MIT）的一个研究小组0 N: U+ Y1 V' D m- T; o
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]创造出另一种盒子机器人“M-blocks”0 c- s7 I9 x( q
[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]它可以自行重组3 a l; p4 ~9 e$ q
[
) Q. }' ], l/ \[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]
7 w" L' r6 P( _: S3 D! l0 Y: w# o[backcolor=rgba(255, 255, 255, 0.298039)]M-blocks机器人也是个立方体' k3 @8 x( w/ \8 N8 S* _2 U
有磁铁嵌入在其侧面和边缘
% c# c1 I9 m8 I- P. M1 x" B它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
6 M4 I3 u, A+ t7 J/ q: _但它们可以跳到地上到处走来走去0 n" N6 q- b" @. }; p m& \' Z+ n8 P
▼
1 x7 G: {* g* ^8 n1 h' E * l U* a6 r" F1 l: G& Q- \
∞5 s2 s% Y6 X& ~# a
M-blocks机器人里含有一个飞轮
! h7 y+ h7 F# B, T% G4 n( p可以达到每分钟20,000转的速度
8 X& ?/ w: J O2 `6 G每个M-blocks机器人
' p* |8 U) Q9 S5 }都可以移动、翻转或进行连跳动作; ^9 c& ]; t4 A) k( }0 h
▼. S- i, g( ~) O( N; f( p; n9 t
 - K6 j% b! @- j- a
∞
+ Y: p+ E7 T) E' h1 QM-blocks机器人的
+ [/ h- u! s4 a& \每个立方体面包含四对磁铁
7 u- m- Z0 h7 m5 Y- k1 q4 o以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接& l# ~# D% B( d d# i* n
并且每个边缘具有一对滚针形磁铁( P& R- s7 e6 h7 o5 E; ]
充当M-blocks机器人的枢轴$ s q+ K5 T9 u4 l) c( {" I8 S
▼
, g5 N! `0 l+ e- ?; q ( L2 I1 t- z1 u5 X
∞
4 @4 s6 a+ ?! n; ~9 A接下来，研究人员
0 [. A" a7 b) Q* F% M5 T. j( W( s希望能够建立一个可以编程使用的算法6 f+ `, @1 x# j: E0 }% L, j* {6 k! g
而不是手动控制M-blocks机器人" H8 T W* l& }- v! A
“我们希望数以百计的M-blocks机器人
: S, r) B0 k; X, [在地板上随机分布的，他们要能够识别对方3 `4 n* B1 ^' Q8 ]/ u
凝聚和自动转变成一个椅子、梯子或桌子等物体 “
* ~5 }/ E ~4 z* o4 f▼4 \" g4 C; h5 {2 ?) G+ W# `% C
) o+ g: c0 `7 R" `8 H
( J- k1 _5 H& B8 s) k$ a1 P2 g& E' s2 t [( I" L; j, Q
* ?. B9 E3 Z+ Y# h |
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