一只刚做完赛博义体植入手术,还没缝合装甲的金属怪物。
江临拿起第一片薄膜压力传感器,小心翼翼地垫在左前足的po底。
压紧,贴上极薄的3468双面胶,走线。
用镊子引导着极细的漆包线,沿着铝合金连杆的内侧,绕过所有可能发生干涉的摆动死角。
最后,用一点点热熔胶和小线夹固定。
一套标准的高密度组装操作,看起来毫无破绽。
于是启动电机。
“滴——”
电调发出清脆的上电提示音。
他轻轻推下启动开关,启动主轴电机。
G-01的机械齿轮开始咬合,发出低沉而规律的咔嗒声。
它慢慢抬起左前腿,迈出第一步。
很稳健。
第二步,右中腿跟上。
没问题。
第三步刚抬起来,然后毫无预兆地,迎来了整个项目最喜闻乐见的翻车环节。
左前腿那根顺着连杆固定的极细的足端线束,在腿部摆动到最高点时,因为连杆的相对运动,产生了一个不到两毫米的微小外凸。
就是这微小的两毫米,让线束的绝缘皮被旁边的主传动杆轻轻擦了一下。
真的只是像羽毛一样擦了一下。
可就是这微不足道的一点点摩擦阻力,让左前足在往下落的瞬间,由于被线扯了一下,慢了半个节拍。
电脑屏幕上,上位机实时滚动的压力曲线上,立刻冒出一个刺眼的假峰值。
日志窗口无情地输出一行红字。
【Error code 0x1A】左前足端压力异常,标记为疑似提前触地。
江临盯着屏幕,没动。
此时,机器的电机还在转,它继续往前走,左中腿结结实实地接住了整个机身的载荷,机身姿态平稳,没有任何要摔倒的迹象。
但在数据世界里,数据已经脏了,这台机器已经死了。
江临关掉电机电源。
左前足根本没有提前触地。
是那根用来探测触地的线束,像一只有形的手,在半空中拖住了它。
传感器没有记录到失败的真相。
相反,传感器用它自己的物理实体,制造了一次失败的影子。
江临面无表情地拿起螺丝刀和斜口钳。
把那根线拆下来,重新规划走线路径,用游标卡尺测量了间隙,从连杆的外侧改到了不会发生摩擦的内侧,又用新近购买的3d打印机临时打了一个倒角平滑的限位线夹。
再试。
这一次,线完美避开了所有干涉区,没有扫到连杆。
但墨菲定律永远不会缺席。
新的bug如期而至,且更加隐蔽。
由于之前担心硬胶会改变足底摩擦,他采用的传感器保护胶稍微软了那么一点点。
当G-01的足端踩上测试用的斜向尼龙障碍条时,薄膜传感器和保护层之间,发生了肉眼无法察觉的微小滑移剪切。
上位机的数据曲线里,出现了一个异常优美平滑的缓慢上升段。
系统判定:“载荷平滑转移,步态极佳。”
“神仙数据啊。”
江临笑叹,在这种刚性机械结构里,根本不可能存在这么平滑的受力曲线。
他调出正对着足端的高速摄像头,将帧率拉满到240fps,开始一帧一帧地转动鼠标滚轮进行回放。
画面在漆黑的屏幕上缓慢跳动。
停在第九十七帧。
画面里,金属足端早已死死地压住了尼龙障碍条,足底的po料甚至发生了微小的弹性形变。
然而,旁边同步显示的压力曲线,却像个刚睡醒的树懒,还在慢吞吞地往上爬升,根本没有达到触地阈值。
延迟。
还是足足14帧。
以当前240fps的帧率换算,14帧意味着58毫秒。
对一个在b站刷着擦边舞蹈视频的观众来说,58毫秒连眼皮眨一下的时间都算不上。
但对于一台依靠内部棘爪正时逻辑,在失衡边缘疯狂试探来活命的机械六足虫来说,58毫秒的物理信号延迟,足够把整条纯机械的动力链送进火葬场。
58毫秒,棘爪早就错过了最佳的咬合时机,齿轮会在错误的位置卡死,电机瞬间过载烧毁。
江临在记录本上写——
【G-01踩坑记录:传感器安装方式及材料力学引入假柔顺。保护层剪切滑移与FSR迟滞共同引入读数延迟,当前安装方式下延迟约58。不能直接用于判断触地时刻,必须先改安装结构,再与电流、I和视频帧做交叉校验。】
【G-01第一课:给身体接上神经,不等于身体真的会说实话。】
第一只虫子的难点,是攻克机械加工精度,让它在复杂的相位中走起来。
第二只虫子的难点,是攻克系统工程,让它说真话。
而在这个充满摩擦,温度,噪声的现实物理世界里,让一台由无数零件拼凑起来的机器说出真话,比让它走起来,难上百倍。
……
下午两点,吃过午饭小睡了一觉的江临开始收拾比足端压力更让人抓狂的东西。
I。
如果说足底的压力传感器是个喜欢用物理滑移来撒谎的骗子,那I就是个患有神经衰弱的敏感肌。
敏感本来是它的本职工作。
通过内部微机械结构,它能精准记录机身在三维空间里的横摆、俯仰、微小的震动,以及每一次跌倒时的瞬时冲击G值。
可问题在于,如果你把这个敏感的神经元固定在错误的位置,它就会把主轴电机的电磁高频振动,某颗螺丝没拧紧的松动,甚至是某根数据线在风中拍打机架的震颤,统统误认为是机身的姿态变化。
江临在这个小小的硅片上,经历了三次痛苦的迭代。
V1.0方案(中置底盘直贴)。
他遵循了物理学中最直观的逻辑,把I贴在机身的几何中心,也就是底盘的正中央。
位置绝对准确。
可是那个功率高达150w的直流无刷主轴电机,就在它旁边不到五厘米的地方。
主轴一通电开始旋转,哪怕机器还没落地,上位机里的数据波形直接炸裂。
高频的电磁噪声和电机的机械共振,顺着刚性底盘全传了过来。
机身明明稳如老狗,屏幕上的姿态曲线已经疯得像在跳迪斯科。
V2.0方案(上层柔性支架)。
秉着惹不起躲得起的原则。
他用3d打印机打了一个尼龙小架子,把I挪到了远离底盘和电机的上层空间。
电机噪声确实小了,波形平滑了不少。
但江临还没来得及高兴,一落地测试就原形毕露。
尼龙支架太薄,悬臂太长,机器只要迈开腿走路,整个机身带动的低频晃动,让那个小支架自己开始产生共振颤抖。
最终,I记录下来的根本不是真实的机身整体姿态,而是那个破支架在空中疯狂的帕金森抖动。
V3.0方案(加厚金属配重块)。
江临动了真火。
他用6061硬质铝合金搓出了一个极厚、硬的固定底座,然后攻了几个极紧的螺纹孔,把I锁在上面。
这一次,刚性绝对足够,数据瞬间干净得像教科书里的示例。
然后就是这块沉重的实心铝块,增加了机身上半部分的质量分布。
机器的整体重心被凭空拔高了12毫米。
当这台机器再次爬上那些非重复间距板时,因为重心的改变,侧倾风险明显增加。
记录系统,再一次无情地改变了被记录的物理对象。
江临冷静地把这三次测试、三组截然不同的数据图表并排放在屏幕上。
第一组:被电机高频噪声污染的假姿态。
第二组:被支架低频自振污染的假姿态。
第三组:很干净,却让机器变得更容易摔倒的假数据。
三条路,每一条都不完美。
但这就是工程学,不用在真空球形鸡的假设下寻找一个完美的解析解。
而是在一堆糟糕透顶的选项里,通过无数次的权衡,妥协,压榨材料的极限,挑出一个错得最少的。
最终,他配置了一个复合滤波方案。
机械层面,将I移到了靠近机身重心,但不在主轴正上方的侧边。
用一块短小精悍的标准化铝座固定,然后在铝座和机架之间,垫入一层极薄的高密度丁腈橡胶片,用来做物理层面的低通滤波。
连续测试了四次不同厚度不同邵氏硬度的垫片,再配合软件层面的卡尔曼滤波算法,才勉强把噪声压到了边缘计算板能够处理的阈值范围以内。
……
傍晚时分,江临放在一旁的手机屏幕不断亮起,低熵工坊b站后台正在发送疯狂涌入的消息提示。
这很正常。
一个没有历史投稿的新账号,突然靠一条硬核机械视频冲进科技区推荐池,又正好踩着非周期这个热词,必然会招来一堆乱七八糟的东西。
有人在耐心等低熵工坊的第二期技术解析。
有人在冷嘲热讽,认定他江临已经江郎才尽,不敢继续往下做,生怕暴露理论的缺陷。
有人像催债一样在评论区刷屏催他放出详细的Solidworks图纸。
有人直接开口:【Up主,我是学生,cAd发我一份,我想学习一下。】
江临拿起第一片薄膜压力传感器,小心翼翼地垫在左前足的po底。
压紧,贴上极薄的3468双面胶,走线。
用镊子引导着极细的漆包线,沿着铝合金连杆的内侧,绕过所有可能发生干涉的摆动死角。
最后,用一点点热熔胶和小线夹固定。
一套标准的高密度组装操作,看起来毫无破绽。
于是启动电机。
“滴——”
电调发出清脆的上电提示音。
他轻轻推下启动开关,启动主轴电机。
G-01的机械齿轮开始咬合,发出低沉而规律的咔嗒声。
它慢慢抬起左前腿,迈出第一步。
很稳健。
第二步,右中腿跟上。
没问题。
第三步刚抬起来,然后毫无预兆地,迎来了整个项目最喜闻乐见的翻车环节。
左前腿那根顺着连杆固定的极细的足端线束,在腿部摆动到最高点时,因为连杆的相对运动,产生了一个不到两毫米的微小外凸。
就是这微小的两毫米,让线束的绝缘皮被旁边的主传动杆轻轻擦了一下。
真的只是像羽毛一样擦了一下。
可就是这微不足道的一点点摩擦阻力,让左前足在往下落的瞬间,由于被线扯了一下,慢了半个节拍。
电脑屏幕上,上位机实时滚动的压力曲线上,立刻冒出一个刺眼的假峰值。
日志窗口无情地输出一行红字。
【Error code 0x1A】左前足端压力异常,标记为疑似提前触地。
江临盯着屏幕,没动。
此时,机器的电机还在转,它继续往前走,左中腿结结实实地接住了整个机身的载荷,机身姿态平稳,没有任何要摔倒的迹象。
但在数据世界里,数据已经脏了,这台机器已经死了。
江临关掉电机电源。
左前足根本没有提前触地。
是那根用来探测触地的线束,像一只有形的手,在半空中拖住了它。
传感器没有记录到失败的真相。
相反,传感器用它自己的物理实体,制造了一次失败的影子。
江临面无表情地拿起螺丝刀和斜口钳。
把那根线拆下来,重新规划走线路径,用游标卡尺测量了间隙,从连杆的外侧改到了不会发生摩擦的内侧,又用新近购买的3d打印机临时打了一个倒角平滑的限位线夹。
再试。
这一次,线完美避开了所有干涉区,没有扫到连杆。
但墨菲定律永远不会缺席。
新的bug如期而至,且更加隐蔽。
由于之前担心硬胶会改变足底摩擦,他采用的传感器保护胶稍微软了那么一点点。
当G-01的足端踩上测试用的斜向尼龙障碍条时,薄膜传感器和保护层之间,发生了肉眼无法察觉的微小滑移剪切。
上位机的数据曲线里,出现了一个异常优美平滑的缓慢上升段。
系统判定:“载荷平滑转移,步态极佳。”
“神仙数据啊。”
江临笑叹,在这种刚性机械结构里,根本不可能存在这么平滑的受力曲线。
他调出正对着足端的高速摄像头,将帧率拉满到240fps,开始一帧一帧地转动鼠标滚轮进行回放。
画面在漆黑的屏幕上缓慢跳动。
停在第九十七帧。
画面里,金属足端早已死死地压住了尼龙障碍条,足底的po料甚至发生了微小的弹性形变。
然而,旁边同步显示的压力曲线,却像个刚睡醒的树懒,还在慢吞吞地往上爬升,根本没有达到触地阈值。
延迟。
还是足足14帧。
以当前240fps的帧率换算,14帧意味着58毫秒。
对一个在b站刷着擦边舞蹈视频的观众来说,58毫秒连眼皮眨一下的时间都算不上。
但对于一台依靠内部棘爪正时逻辑,在失衡边缘疯狂试探来活命的机械六足虫来说,58毫秒的物理信号延迟,足够把整条纯机械的动力链送进火葬场。
58毫秒,棘爪早就错过了最佳的咬合时机,齿轮会在错误的位置卡死,电机瞬间过载烧毁。
江临在记录本上写——
【G-01踩坑记录:传感器安装方式及材料力学引入假柔顺。保护层剪切滑移与FSR迟滞共同引入读数延迟,当前安装方式下延迟约58。不能直接用于判断触地时刻,必须先改安装结构,再与电流、I和视频帧做交叉校验。】
【G-01第一课:给身体接上神经,不等于身体真的会说实话。】
第一只虫子的难点,是攻克机械加工精度,让它在复杂的相位中走起来。
第二只虫子的难点,是攻克系统工程,让它说真话。
而在这个充满摩擦,温度,噪声的现实物理世界里,让一台由无数零件拼凑起来的机器说出真话,比让它走起来,难上百倍。
……
下午两点,吃过午饭小睡了一觉的江临开始收拾比足端压力更让人抓狂的东西。
I。
如果说足底的压力传感器是个喜欢用物理滑移来撒谎的骗子,那I就是个患有神经衰弱的敏感肌。
敏感本来是它的本职工作。
通过内部微机械结构,它能精准记录机身在三维空间里的横摆、俯仰、微小的震动,以及每一次跌倒时的瞬时冲击G值。
可问题在于,如果你把这个敏感的神经元固定在错误的位置,它就会把主轴电机的电磁高频振动,某颗螺丝没拧紧的松动,甚至是某根数据线在风中拍打机架的震颤,统统误认为是机身的姿态变化。
江临在这个小小的硅片上,经历了三次痛苦的迭代。
V1.0方案(中置底盘直贴)。
他遵循了物理学中最直观的逻辑,把I贴在机身的几何中心,也就是底盘的正中央。
位置绝对准确。
可是那个功率高达150w的直流无刷主轴电机,就在它旁边不到五厘米的地方。
主轴一通电开始旋转,哪怕机器还没落地,上位机里的数据波形直接炸裂。
高频的电磁噪声和电机的机械共振,顺着刚性底盘全传了过来。
机身明明稳如老狗,屏幕上的姿态曲线已经疯得像在跳迪斯科。
V2.0方案(上层柔性支架)。
秉着惹不起躲得起的原则。
他用3d打印机打了一个尼龙小架子,把I挪到了远离底盘和电机的上层空间。
电机噪声确实小了,波形平滑了不少。
但江临还没来得及高兴,一落地测试就原形毕露。
尼龙支架太薄,悬臂太长,机器只要迈开腿走路,整个机身带动的低频晃动,让那个小支架自己开始产生共振颤抖。
最终,I记录下来的根本不是真实的机身整体姿态,而是那个破支架在空中疯狂的帕金森抖动。
V3.0方案(加厚金属配重块)。
江临动了真火。
他用6061硬质铝合金搓出了一个极厚、硬的固定底座,然后攻了几个极紧的螺纹孔,把I锁在上面。
这一次,刚性绝对足够,数据瞬间干净得像教科书里的示例。
然后就是这块沉重的实心铝块,增加了机身上半部分的质量分布。
机器的整体重心被凭空拔高了12毫米。
当这台机器再次爬上那些非重复间距板时,因为重心的改变,侧倾风险明显增加。
记录系统,再一次无情地改变了被记录的物理对象。
江临冷静地把这三次测试、三组截然不同的数据图表并排放在屏幕上。
第一组:被电机高频噪声污染的假姿态。
第二组:被支架低频自振污染的假姿态。
第三组:很干净,却让机器变得更容易摔倒的假数据。
三条路,每一条都不完美。
但这就是工程学,不用在真空球形鸡的假设下寻找一个完美的解析解。
而是在一堆糟糕透顶的选项里,通过无数次的权衡,妥协,压榨材料的极限,挑出一个错得最少的。
最终,他配置了一个复合滤波方案。
机械层面,将I移到了靠近机身重心,但不在主轴正上方的侧边。
用一块短小精悍的标准化铝座固定,然后在铝座和机架之间,垫入一层极薄的高密度丁腈橡胶片,用来做物理层面的低通滤波。
连续测试了四次不同厚度不同邵氏硬度的垫片,再配合软件层面的卡尔曼滤波算法,才勉强把噪声压到了边缘计算板能够处理的阈值范围以内。
……
傍晚时分,江临放在一旁的手机屏幕不断亮起,低熵工坊b站后台正在发送疯狂涌入的消息提示。
这很正常。
一个没有历史投稿的新账号,突然靠一条硬核机械视频冲进科技区推荐池,又正好踩着非周期这个热词,必然会招来一堆乱七八糟的东西。
有人在耐心等低熵工坊的第二期技术解析。
有人在冷嘲热讽,认定他江临已经江郎才尽,不敢继续往下做,生怕暴露理论的缺陷。
有人像催债一样在评论区刷屏催他放出详细的Solidworks图纸。
有人直接开口:【Up主,我是学生,cAd发我一份,我想学习一下。】