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机(ji)械人仅用24小时将10万块骨牌拼出玛利 li[欧,创下天下纪录!

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分类:科技

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机械人仅用{yong}24小时将十万块多米诺骨牌拼出玛利欧图案,创下天下纪录!

十万块多米诺骨牌倒下是什么样的排场? 十万块?那得排多久啊? 

这事情量算是相当伟大,通俗人的话可能要耗时几个月,就算是找来7个最厉害的多米诺骨牌专家,也要花一个星期的时间。 

万一搭建到一半,一不小心碰倒一块……

那若是让机械人来搭要多久呢? 

谜底是:24小时 

不能思议吧! 

前NASA工程师 Mark Rober最近在YouTube 上公然了他与团队用时两年的最新功效——多米诺骨牌终结者机械人。 

它可以在短短24小时之内将10万多块多米诺骨牌酿成一副玛利欧的图画,铺满整个体育场,还缔造了天下纪录!

若何完成24小时内拼出十万两千块多米诺骨牌? 

Dominator(多米诺终结者),这么霸气的名字,一进场却是个小可爱,大大的眼睛,钢架组成的脸庞,另有个可爱的小尾巴摇来摇去。 

做起事情可是(shi)绝不模糊,它一次可以摆放300多“duo”块小骨牌,完胜人类多米诺大神。 

从【cong】外观来「lai」看,机械人前面有一个大托盘,这是它一次摆放300多块骨牌的要害!

托盘顶部是由3D列印制作的漏斗,下面则是用于放置骨牌的牢靠网格;网格下面带有钢底板(ban),只有在〖zai〗触动底部的机关时,钢底板移动,300多块骨牌就会被整整齐齐地摆放在指定位置! 

当漏‘lou’斗里所有的骨牌摆放好,机械人回到填充站,这是由机械臂和300多个2.7公尺高的轨道组成【cheng】,骨牌会根据颜色用传输带传送上来,机械臂提前根据顺序放在300个轨道里,这样机械人在填充时,只需要滑动底部铁架,300多块骨牌可以一次性完成填充。

弥补完骨牌后,前往下一个目的点继续多米诺骨牌的搭建。 

那么,机械人是若何知道该去那里放骨牌呢? 

团队对十万两千多个多米诺{nuo}的蹊径举行了程式设计,这样机械人一最先就知道自己要去哪,行驶的【de】历程中,使用内(nei)建的GPS举行定位,并用相机辨识地面上的符号,确保机械人每次都能完善摆放。

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总结一下创下天下纪录的历程: 

  1. 提前设置好Dominator机械人; 
  2. 关灯走人; 
  3. 第二天回来,十万两千块、一整个体育场的多米诺骨牌就完成【cheng】了! 

没那么简朴,要解决的三浩劫题 

这项工程,绝对没这么简【jian】朴! 

Dominator 的缔造并非一帆风顺,从最最先的设计到最终的Dominator,一直的最{zui}佳化删改,前前后后共有 11个原型。 

这个历程中,主要面临着三浩劫题〖ti〗。 

团队低估了十万块多米诺骨牌的规模,最初他们设想机械人直接携带“dai”上《shang》所 suo[有骨牌并一块一块地摆放。然则〖ze〗团队举行盘算后发现 10 万块骨牌有 850 公斤重,而且纵然以 3 秒/块的速率摆放也至少需要三天半的时间。

因此他们不得不改变最初的想法,改用托盘装下一部门摆放好的骨牌,再去填充站填充。 

玩过的人都懂,每块骨牌的摆放位置是极其精妙的: 

放置得要【yao】足够近,才气让骨牌倒下后碰倒其他骨牌;然则又不能将骨牌放得太近,否则摆放历程中就有可能把骨牌‘pai’碰倒导致前功尽“jin”弃;同时,机械人自己也必须要有准确的定位,否则也会将已经摆放好的骨牌『pai』碰倒。

团队一最先实验超音波感测器判断骨牌与机械人的相对位置,但厥后被证实是失败的;厥后该团队又实验了 Marvlemind 室内GPS感测器,发现这也达不到想要的效果。 

最终,Dominator 接纳了GPS来定位机械人的大致位置;并在地面上设置了小型红外线反射符号,用于准确定位骨牌的「de」摆放位置,红外线地面摄影时机查看地面上的符号,并将(jiang)其与它们对齐;位置定好后,托盘会被一个步进电机和滚珠丝杆元件降低;Raspberry Pi 4 认真一切,包罗透过 USB 控制电 dian[机和从条记型电脑吸收下令。 

纵然解决了定位问题,若是没有合适的驱动系统让机械人准“zhun”确控制自己的运动,那依然会前功尽弃。 

团队最初实验了步进电机,但无法承载三百多块骨牌,而且 Arduino控制〖zhi〗的机械人速率太慢。随后,换成直流电机的效果更糟,电机速率太快,无法在低速时提供足够的扭矩来很好地控制机械人,甚至导致机械人失控疯狂旋转。

最后,Mark追求了密友的辅助,他们选择了使用ClearPath伺服系统驱动全向 xiang[轮,它能够异常准确并“bing”提供大量扭矩,增添皮带减速器以进一步提高输出扭矩,确保车速的同时也不会让车轮打滑。 

四小我私人,耗时两年 

Mark Rober是何许人也? 

他是Youtube网站上的着名up主,作为美国「guo」国家{jia}航空航天局NASA的前工程师,他以知识科普以及种种有趣的发现和实验著名,有些实验 yan[甚至有些疯狂。

例如,为了打造最强蹦床,从45公尺垂直坠落一台(tai)汽车、为了破除民众对于「鲨鱼嗜血」的迷信,去海上放血吸引鲨『』鱼; 另有使用高压氮气的巨型玩具(ju)水枪、可以连射雪球的「雪仗专用枪」、和用火箭驱动的加速高尔夫球杆……

而这次的Dominator并非 Mark Rober 自己的功效,是四人团队多年岁情的结晶,而团队的连系始于Mark 2019年在旧金山市湾区举行“xing”的一次演讲,他在演讲中说一直想制作一个机械人,行使这个机械人能够在一夜之间将成吨的多米诺骨牌搭起来,并填「tian」满整个体育场,但举行过一些实验后没有乐成。 

这个想法吸引到了 Alex Baucom 的兴趣,他有过开发{fa}机械人的(de)履历,也吸引到了史丹佛机械工程专业的学生 John Luke 和 Josh。四人一拍即合,于是Dominator团队就此降生。

耗时两年,多次失败,11个机械人原型,只是为了一个疯狂的想法,这种精神着实是太了不起了! 

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