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AllbetGmaing手机版下载(www.aLLbetgame.us):100000块多米诺 nuo[骨牌拼成超级马里奥,这款机械人1天就完成了「liao」

admin2021-07-3153

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智器械(民众号:zhidxcom)

编译 | 王健恩

编辑 | 高歌

智器械7月30日新闻,美国工程师兼YouTube博主Mark Rober缔造出了一个可以自动摆放多米诺骨牌的机械人。这个机械人被命名为Dominator,它可以在短短24小时之内将十万多块骨牌变为一幅马里奥的图画。这项事情若是让人来做的话,至少需要7小我私人破费一周的时间。

固然,Dominator机械‘xie’人并非Mark Rober自己的功「gong」效,他谈道这是他们一个四人团队多年岁情的结晶,其中履历了多次的失败才有了现在的Dominator。

这也不是Mark Rober的第一个脑洞大开的作品,他曾缔造过一〖yi〗块可以自动追踪飞镖的镖盘,以及一个可以凭证篮球航行轨迹自动调整篮板角度的篮球架,让你投飞镖或投篮时能够百发百中。这些作品让他在YouTube上走红。

一、四小〖xiao〗我私人要用多米诺骨牌填满体育场

Dominator的故事“shi”是从2019年最先的。

那时Mark Rober在旧金山湾区举行了一次‘ci’演讲。演讲中他谈到他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,并填满整个体育场 chang[。然则他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,他有过开发机械人的履历,而且平时最大的兴趣 qu[就是制作机械人,因此马上与Mark Rober取得了联系。

另外这场演讲也吸引到了斯坦福机械工程专业的学生John Luke和Josh。四人一拍即合,于是一个多米诺机械人团队就此降生。

▲John Luke(左一)、Josh(左二)、Alex Baucom(左三)、Mark Rober(左〖zuo〗四)

二、出师晦气,三大挑战亟待解决

Dominator的缔造并非一帆风顺,团队刚最先事情就发现实现这个创『chuang』举要面临三大挑战。

第一个挑战是这项创举的规模太大,以至于超出了最初的设想。

Mark Rober希望机械{xie}人能够放置至少10万块多米诺骨牌,最初他们设想机械人直接携带上所有骨牌并一块一块地摆放。然则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「jian」。因此【ci】他们不得不改变最初的思绪,改用一个‘ge’托盘装下一部门摆放好的骨牌,再将这些骨牌摆放到准确的位置。

▲最初设想的机械人草图

第二项挑战是机械人的定位〖wei〗要做到极其精准。

机械人要能够将多米诺骨牌摆放的足够近,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碰倒导致前功尽弃。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碰倒。

团队最初想使用超声波传感器判断骨牌与机械人的相对位置,但厥后被证 zheng[实是失败的。厥后该团队又实验了Marvlemind室内“GPS”传感器,发现这也达不到想要的效果。

第三项挑战是要让机械人能够保持准确的移动蹊径。

机械人定位的问题即便能够解决,但若是它控制不了自己的运动,仍然无法足够准确的放置多米诺骨牌,同时也更容易将骨牌给碰倒。团队决议使用一种全向驱动系统来简化这个问题,行使这个系统可以让机械人执行小幅度的矫正运动来和多米诺骨牌对齐。

他们购置了一个麦卡纳姆轮(Mecanum wheel)套件来举行测试,并制作了第一个小型机械人{ren}原型机,发现这个想法能够起作用。然则团队很快发现制作的第一个原型机太小了,并起不‘bu’到什么实质性的辅助作用,于{yu}是他们又制作了一个较大{da}的机械人,并将麦卡纳姆轮换成了真正的全向轮(Omni wheel)。

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这个新的原型机辅助他们开发了第一个运动系统和控制回路,并完成了许多基础部门的事情。

三、从原型机到真正的机械人『ren』,选择电机成了浩劫题

当团队决议从原型机过渡到真正的机械人时,发现仍有几个难题在等着他们。

首先他们基本不知道若作甚机械人选择准确的电机。该团队一最先实验的是步进电机(stepper motors),效果证实这种电机的尺寸过小,无法承载所需要的负载,也无法让让‘rang’机械人以较快的速率移动。

之后他们又实验了直流电机(DC motors),发现这种电机无法提供足够的扭矩来控制机械人,有时机械人的(de)轮子会打滑,导致机械人疯狂旋转。

▲机械人失控打滑

Mark Rober只好联系了其他人追求辅助,最后在专业人士的指导下,他们『men』选择了ClearPath伺服电机(servos motors)来驱念头器人。行使这种电性能够精准地提供大量扭矩来更好的控制机械人的移动,保证车轮不会打滑。

在选择电机的同时他们也决议将“jiang”机械人的主盘算机从Arduino换为树莓派(Raspberry Pi)。使用树莓派可以让传感器的延迟变得更低,然则也让代码变得庞大起来。

团队在移植机械人所需的软件时遇到了一些挑战,好比整个系统变得加倍庞大、需要重“zhong”新学习若何用C++来构建系统等。但最终他们照样完成了主盘算机的替换。

上面的问题解决后,机械人终于可以在新的软件系统的驱动下实现稳固可控的行驶,下一步该团队需要把一个托盘添加到机械的前面,用于摆放多米诺骨牌。

他们编写了一个简朴的程序,来控制机械人放置骨牌和归位‘wei’的动作,然后这个装置竟异常顺遂的最先事情了。Alex Baucom称这是这一整个项目中为数不多的没有泛起过重大问题的部门之一。

▲正在摆放骨牌的托盘

四、摆放多米诺骨牌,还要买通“最后一厘米”

凭 ping[证早期原型机的测试效果,团队设计使用Marvelmind传感器来为「wei」机械人定位,由于它的精度已经到达了亚厘米级。若是现实效果不够好的话,他们还设计添加超声波传感器来辅助检测多米诺骨牌。

但这里依旧没那么顺遂,他们发现这两个设计仍然行不通,多米诺骨牌太小,以至于传感器有时无法有用地检测到它们。

经由几天的实验,他们决议放弃超声波传感器,并对Marvelmind传感器的位置举行调整,之后他们又在机械人上添加了朝向地面的摄像头,来检测地面的符号。经由测试和调试后,证实这一方案是有用的。

五、一天摆放10万块多米诺骨牌,还打破了天下纪录

终于机械人的所有部件都已准备到位,可以最先骨牌的摆下班作了。

从外观来看,这个机械人的主体由带有钢底板的框架组成,驱动系统安装在底板上。机械人前面有一个大托盘,能够一次性放置300多块多米诺骨牌。托盘顶部是由3D打印「yin」制作的漏斗,用于让骨牌更容{rong}易地落入响应的网格中。机械人背部被添加了很大的配重,以确保后轮与地面之间能发生足够的摩擦力而阻止打滑。

▲机械人的外观及各硬件

在多米诺骨牌摆下班作最先之前,该团队还向多米诺骨牌艺术家〖jia〗、YouTube博主Lily Hevesh提议了挑战。最终机械人仅仅用了24个小时就完成了所有的事情,将10万块骨牌摆在了准确的位置。Alex Baucom称这缔造了新的天下纪录。

结语:为一个疯狂的梦想奋斗两年,太酷了!

由于一个用多米{mi}诺骨牌填满体育场这样疯狂的梦想,Mark Rober与其他三位同伴为之奋斗了两年,最终缔造出了Dominator这样一个机械人。

虽然这项事情看起来并不庞大,只是让机〖ji〗械人搬运骨牌,然后再摆放到准【zhun】确的位置,但这一〖yi〗历程实现起来却异常 chang[艰难“nan”。实现这项事情,不仅需要机械人能够精准定位,还要保持准确的行走蹊径,而且摆放历程要保持绝对稳固,否则任何一个稍微的发抖都市使已经摆放好的骨牌“三军尽没”。

Mark Rober的团队在这两年中碰着了一个又一个的难题,又将他们逐一解决,在这个历程中他们收获到《dao》的不仅{jin}是梦想被实现的知足,还著名贵的实战履历。这些实战履历,也能为已应{ying}用于工厂、仓储物流等领{ling}域的搬运机械人提供借鉴的价值。

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