Max Home IndustryО, как приятно быть программистом — можно сунуть нос в любую тему и заняться чем-нибудь интересным. В данном случае группа исследователей автоматизировала и улучшила конструкцию заводных игрушек.
Исследователи из Университета науки и технологий Китая, Китайского университета Гонконга и Университетского колледжа Лондона представят свою работу на выставке SIGGRAPH Asia 2017 в Бангкоке в конце ноября.
Они вводят это так:
«Заводной механизм, также известный как часовой механизм, обычно использует заводной ключ для передачи энергии во внутреннюю металлическую пружину. После отпускания пружина приводит в действие прикрепленный вал для вращения и движения частей игрушки через различные механизмы внутри игрушки. Несмотря на огромную популярность как легкие маленькие игрушки, насколько нам известно, это первая работа, в которой представлена вычислительная система для создания механизмов в заводных игрушках «.
Если вы изучили формальный курс информатики, вам, возможно, посчастливилось изучить единицу взаимосвязей — проектирование механических систем для преобразования одного вида движения в другой. Связи — не популярная тема, но она очень важна для таких задач, как создание устройств автоматизации производства и даже роботов.
В этом случае некоторые из тех же принципов были применены к заводным игрушкам. Идея состоит в том, что в наши дни и в эпоху 3D-принтеров можно будет использовать программное обеспечение для создания и оптимизации связей, необходимых для создания движений, которые вы хотите в игрушке.
Я должен сказать, что я думаю, что чайник потрясающий, и каждый, кто занимается компьютерной графикой, должен иметь хотя бы чайник на своем столе, чтобы играть с ним. (Если вы его пропустили, чайник — это значок компьютерной графики.) Кролик, однако, похож на что-то, придуманное нейронной сетью, и должно сопровождаться предупреждением.
Базовый метод использует систему механизмов, которые могут быть собраны вместе для выполнения желаемых движений, а затем этап анализа и оптимизации. Это довольно сложно, но нетрудно понять, поэтому, если вы хотите узнать больше, прочтите статью:
«Во-первых, мы идентифицируем одиннадцать элементарных механизмов, обычно встречающихся в заводных игрушках, и моделируем их геометрию, кинематику и связи с помощью аналитических уравнений. Во-вторых, мы автоматически конструируем концептуальные конструкции, представленные в виде деревьев передачи движения, и инициализируем механизмы, соединяя элементарные механизмы в соответствии с деревья передачи. Наконец, мы итеративно оптимизируем геометрию и компоновку элементных механизмов от грубого к тонкому, так что заводной механизм становится более компактным, а движения его частей напоминают движения, заданные пользователем ».
Предстоит проделать еще большую работу, в частности, анализ крутящего момента, чтобы убедиться, что двигатель может приводить в действие рычажные механизмы, и добавление режима ходьбы.
Есть ли какие-нибудь практические применения помимо улучшенных игрушек?
«Наконец, помимо заводных игрушек, мы планируем изучить возможность использования наших методов на микроботах и механических игрушках, которые работают от батареи с ограниченным зарядом».
Было время, когда для достижения сложного движения вы всегда сначала рассматривали подходящую связь. Все, от улова кейса до шейкера и сортировщика мелких деталей. Сегодня мы просто используем несколько двигателей и позволяем программному обеспечению программировать движение. Возможно, все еще есть случаи, когда умная механика является решением.