ETH(瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院)動態(tài)系統(tǒng)與控制研究小組創(chuàng)造出一個可以隨意翻轉,實現(xiàn)高難度自我平衡的正方體機器人Cubli。該機器人的邊長大概約15厘米,可以通過不斷翻轉自己走動;還可以單邊、單點站立平衡在平面以及斜面上。

▲自動調整平衡姿態(tài)
Cubli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保持立方體的平衡。原理為任何物體在旋轉時,都會產生一種穩(wěn)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(wěn)當,而且越快越穩(wěn)——這就是角動量守恒定律的體現(xiàn)。Cubli機器人三個垂直表面的法線方向都被飛輪穩(wěn)定起來,于是在三維空間里獲得了相當?shù)姆€(wěn)定性。反應輪作用是由電動馬達連接的轉輪,根據不同的旋轉速度向著慣性的反方向轉動,從而達到不倒翁的功能——懸停。

Cubli原理:反應輪轉動使一條邊線與底面接觸,達到單邊平衡的狀態(tài),反應輪旋轉轉動,使單點站立平衡,達到了移動。