神奇！蘇黎世聯邦理工學院自我平衡的立方體機器人Cubli

神奇！蘇黎世聯邦理工學院自我平衡的正方體機器人Cubli

假設一個正立方體可以隨意翻轉，還可以單點站立，并堅持自我平衡，根本推不倒它，是不是覺得好神奇！

▲正方體機器人Cubli

瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH）動態系統與控制研討小組創造出一個可以隨意翻轉，完成高難度自我平衡的正方體機器人Cubli。該機器人的邊長大約6英寸（約15厘米），它可以經過不時翻轉自己走動；還可以單邊、單點站立平衡在平面以及斜面上。

▲觸碰它時，會自動調整平衡姿態

Cubli機器人有三個內置的轉輪，它們沿著不同的軸調整轉速和角動量，從而產生足夠的動力來堅持立方體的平衡。

原理簡單理解為任何物體在旋轉時，都會產生一種穩定旋轉軸的效果，例如陀螺靜置不能站立，但一旦轉起來就能立得穩妥，而且越快越穩——這就是角動量守恒定律的表現。Cubli機器人中，三個垂直表面的法線方向都被飛輪穩定起來，于是在三維空間里獲得了相當的穩定性。

▲Cubli機器人（來源：ETH Zurich）

Cubli機器人主要部件：反響輪，就是中間那個黃色的大圈圈。

▲Cubli機器人（來源：ETH Zurich）

反響輪作用是由電動馬達銜接的轉輪，根據不同的旋轉速度向著慣性的反方向轉動，從而抵達不倒翁的功用——懸停。

Cubli機器人走動原理：反響輪轉動使Cubli機器人只需一條邊線與底面接觸，抵達單邊平衡的狀態，接著反響輪旋轉轉動，使Cubli機器人單點站立平衡，這樣就抵達了走動的目的。

▲Cubli“走動”（來源：ETH Zurich）

▲Cubli機器人“走動”演示

Cubli機器人在完好不借助外力的情況下自行翻騰！

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麻省理工學院（MIT）的一個研討小組創造出另一種盒子機器人“M-blocks”，它可以自行重組。

▲MIT自我組裝的M-blocks機器人

M-blocks機器人也是個立方體，有磁鐵嵌入在其側面和邊緣，它們不能像Cubli機器人那樣堅持高度平衡，但它們可以跳到地上四處走來走去。

▲MIT自我組裝的M-blocks機器人

M-blocks機器人里含有一個飛輪，可以抵達每分鐘20,000轉的速度，每個M-blocks機器人都可以移動、翻轉或中止連跳動作。

M-blocks機器人的每個立方面子包含四對磁鐵，以輔佐M-blocks機器人彼此排列和銜接，并且每個邊緣具有一對滾針形磁鐵，充任M-blocks機器人的樞軸。

▲M-blocks機器人

接下來，研討人員希望能夠樹立一個可以編程運用的算法，而不是手動控制M-blocks機器人。 “我們希望數以百計的M-blocks機器人，在地板上隨機分布的，他們要能夠識別對方，凝聚和自動轉變成一個椅子、梯子或桌子等物體 “。

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德國牛人也設計了一個平衡裝置，不只可以自動把鐵球移動到中心位置，還能經過手動操控，自由定位鐵球的位置。

平衡算法和機械組裝必需求一定程度上的圓滿精準別離才干有如此效果，所以不得不信服德國人的精深制造技術！

▲平板上放置一個鋼球

恣意推進鋼球都可以平衡

▲將鋼球拖到平板一角

松手后鋼球回到中心平衡位置

▲將鋼球扔到平板上

馬上停到平衡位置

▲這個平衡裝置可以遙控控制面板的起伏角度

▲無論面板角度如何改動

最終鋼球都會停到平衡的位置