紐約市——隨便你怎麼說速度和力量——是TaeTay優雅的旋轉動作,使得這個鞋盒大小的機器人在紐約市庫珀聯盟科學與藝術促進會的機器人相撲錦標賽上大獲全勝。每次機器人感應到擂臺邊緣時,它都會像陀螺一樣快速旋轉,使其帶有尖牙的前端處於有利位置,從而利用對手的慣性來對抗它。
週一晚上,TaeTay的勝利標誌著教授布萊恩·庫薩克的春季機電一體化課程的14周結束,期間本科生從零開始製造機器人,參加他第10屆年度學期末決戰。為了贏得比賽,這些自主機器人必須將對手推出擂臺——一個每邊幾米的方形——而自己不能離開擂臺。機器人使用感測器根據邊界的顏色來識別擂臺邊緣,並根據其程式設計做出反應。例如,一些會旋轉,而另一些則會沿原路後退。
在本學期初,全班分為八個三人小組,每個小組必須協同工作,設計、建造和程式設計一個可以在相撲墊上定位並與對手交戰的機器人。所有機器人都在同一重量級別中戰鬥——低於2.3公斤——並且其尺寸不能超過大約25釐米的寬度或長度和15釐米的高度。每個機器人的成本必須低於200美元,包括其電機、控制器和感測器。
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“學生們必須根據他們必須花費的資金來決定什麼對他們最有利,”庫薩克說,他是庫珀聯盟的機械工程兼職教授,該學院位於曼哈頓下城,專門為本科生和研究生提供藝術、建築和工程教育。例如,他們必須確定電機的大小,他們是否想使用履帶或輪胎以及他們的攻擊方法。比較常見的方法之一是構建一個楔子並試圖進入另一個機器人的下方,儘管另一種策略是簡單地使用蠻力將對手推出。
庫薩克承認,他的目標不是推動機器人相撲運動的發展,這項運動在國際上很受歡迎,並作為年度RoboGames錦標賽的一部分。相反,“機器人相撲增強了我教學的能力,”他說。機器人是強化庫薩克教授的數字邏輯、計算機體系結構、嵌入式控制器程式設計、系統工程和專案管理等基本原理的一種方式,他補充說。他第一次接觸戰鬥機器人是在2002年,當時他建造了一個直徑兩米的蜘蛛狀機器人,作為他庫珀聯盟碩士論文的一部分,並試圖參加流行的機器人大戰電視節目。儘管他的八足裝置——每條腿都有四個執行器——實際上從未進入擂臺,但庫薩克看到了這種比賽給學習過程帶來的價值。
在週一晚上的比賽之前,庫薩克指出,通常獲勝的機器人是“故障最少的機器人”。他還指出,TaeTay團隊提前一週完成了他們的機器人,並且該機器人在第一次開啟時就可以工作。考慮到庫薩克讓他的學生自己從他提供的微控制器、感測器和其他基本元件中構建所有電子裝置,這絕非易事。他補充說:“他們必須經歷相當多的教育才能讓任何東西工作,這是最具挑戰性的部分。”