2014-03-29

Danny EV3新書的暴王龍機器人(T-R3X)

      Danny (Daniele Benedettelli)在去年底(2013)出了一本教導以Lego Mindstorms EV3市售版(L31313)製作五個機器人專案的書:The Lego Mindstorms EV3 Laboratory
      Danny的書一向內容紮實、言之有物,這本書也不例外,無論是對EV3硬體、軟體的導引說明,亦或是機器人專案中的機構設計與程式技術,詳讀研究必定能獲益良多,作為工具書也非常合適。
   本書所採用的EV3市售版(L31313)相較於教育版(L45544),雖然少了陀螺儀(Gyro)超音波感應器(Ultrasonic sensor),不過多了IR SensorIR Beacon發射器,這兩者的組合可以提供EV3具有遙控障礙迴避以及偵測IR信號源方位(Heading)與迫近程度(Proximity)等功能,而這些功能在本書的各個專案中都有相關的應用範例,這也是值得一提的內容特色。
在封面上的威猛機器暴龍(T-R3X)正是本書的五個專案之一,這是一種利用重心移位方式邁步的雙足步行機器人(Weight-shifting biped walker)

下面的影片是它完成後的運作情形:


  從影片的00:40開始,可以觀察到控制T-R3X邁步的方式為:
(1)
身體向右傾斜,
(2)
以著地的右腳為支點抬起左腳向前
(3)再將身體向左傾斜,
(4)
以著地的左腳為支點抬起右腳向前。
  01:30處開始,當T-R3XIR Sensor偵測到前方有障礙物時,先以Sound Block撥放恐龍吼叫的聲音檔案,同時張合上下顎作出嘶吼的動作,接下來以IR Sensor判斷應該轉彎的方向,由影片可以看到T-R3X開始往它的左側轉彎。
  01:40起到01:59可以看到T-R3X如何進行向左轉彎的動作,這裡需要一點想像力,據Danny在書中說明的原理和方法是這樣的:
(1)
將身體向右傾斜,讓重心支點落在右腳,
(2)
當正在移動左腳的同時突然再向右傾斜,這時基於角動量守恆定律,下半部的足部因重量較輕,所以會往左偏轉。