西西河

主题:霓虹灯下 -- 审度

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家园 差不多就是你说的这个意思

自行车,再怎么简化,也是一个大概有十几个到几十个自由度的一个刚体运动问题。 严格来说,这种问题不太可能有理论解。没有理论解,就很难有一个完美的理论平衡模型。 这是前提。

前几个大牛说了,用陀螺原理可以解释自行车的平衡。陀螺是一个有6个自由度的很特殊的刚体。即使不懂物理,也可以想象一下,陀螺的运动和自行车,哪怕是自行车的一个轮子的运动还是有很大差距的。但是这个理论解释的很好,很多地方符合人们的实际认知。

接着又有科学家说了,如果我造一个像自行车的东西,但是消除陀螺原理,我能证明它还是平衡的。又有科学家说了,我造一个像自行车,消除陀螺原理,消除XX原理,它还是平衡的。这首先理论上不奇怪。自行车不是陀螺,比陀螺复杂,有更多可能的平衡状态很正常。这是一个理论问题:一个几十乘以几十的线性方程组能不能有一个比较好的理论解的问题。 一直研究下去也没问题。

但是它和人如何骑自行车有关系吗?基本没有。人骑自行车就是一个建立简单反馈的过程:小的扰动不用管, 大的扰动怎么办?简单:转方向盘,刹车,加速,就这么几个选项。不要反馈太慢(小孩子,一部分运动能力不太强的女同学),不要反馈过度(刚学车的人往往如此)。但如果你的扰动变强,比如红牛那种山地越野,如果边条件变化(冰上自行车),还是会控制不住。

人是根据经验建立反馈,机器人自行车是根据运动方程。方程求理论界,求简化解很难,但是求数值解轻而易举。 所以机器人自行车完全可以完美控制。如果想在真实世界实现还是需要一些软件硬件基础的。在电脑程序里,要多完美有多完美。

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