YouTube 上奇人不少，比如一位致力于用 3D 打印、等離子切割、點(diǎn)焊、數(shù)控機(jī)床等硬核技術(shù)造點(diǎn)新奇小玩意兒的 Shane Wighton。

在今年 3 月 4 日剛剛注冊油管賬號成為一名博主后不久，Shane Wighton 就憑借一條時長 21 分 06 秒的視頻輕松獲得了 502 萬次觀看。

視頻中，小哥借助蒙特卡羅法暴力求解，設(shè)計(jì)了一款號稱百發(fā)百中的曲面籃板。

今年 5 月，Shane Wighton 又腦洞大開，設(shè)計(jì)了一塊能實(shí)時識別出球方向和速度、立即調(diào)整角度、保證進(jìn)球的平面籃板。

的確看上去更加智能了！

就在網(wǎng)友們大呼 NBA 要大結(jié)局了的時候，小米集團(tuán)副總裁、技術(shù)委員會主席崔寶秋也表示：

為什么不再硬核一點(diǎn)，通過視覺識別技術(shù)+傳動裝置，讓籃筐上下移動并自動調(diào)整角度，使每個投籃都變成空心球？

這周，油管網(wǎng)友們盼星星盼月亮，終于蹲到了 Shane Wighton 的「萬圣節(jié)特輯」：利用機(jī)器人，在南瓜上實(shí)現(xiàn)精細(xì)雕刻。

先來感受一下。

自制機(jī)器人讓 Tony 下崗

這款會刻南瓜的機(jī)器人，靈感實(shí)際上來自于一款剪發(fā)機(jī)器人。

7 月，作為名副其實(shí)的「外國手工耿」，Shane Wighton 通過硬核 DIY 進(jìn)軍美發(fā)行業(yè)。

首先，選擇自己最心儀的一款發(fā)型，點(diǎn)擊 Enter。

接下來只需鉆進(jìn)機(jī)器中，接受機(jī)械臂的 360 度旋轉(zhuǎn)式修剪，就可以重新變回精神小伙了。

不僅如此，剪發(fā)過程中機(jī)器人還會和顧客尬聊幾句，只聊天氣不聊辦卡，用戶體驗(yàn)可以說是滿分了。

硬件上，這款機(jī)器人的主要部分是一個五軸數(shù)控機(jī)床，外加 4 個控制電機(jī)的大型驅(qū)動器、與計(jì)算機(jī)相連的微控制器、一臺通過面部識別和深度數(shù)據(jù)找到人頭確切位置的英特爾 Realsence 深度相機(jī)。

這一過程中，小哥也是再次拿出了看家本領(lǐng)，比如等離子切割、點(diǎn)焊、3D 打印等技術(shù)。

軟件方面，采用 3D 建模，以便機(jī)器人更好地理解顧客的頭型、發(fā)型、不同區(qū)域頭發(fā)的長短差異等。

看上去好像并不復(fù)雜，但 Shane Wighton 的確考慮了很多細(xì)節(jié)。

比如，理發(fā)師在剪頭發(fā)前要先用梳子分出一縷頭發(fā)，小哥起初打算借助攝像頭進(jìn)行觀察，設(shè)計(jì)一個類似的裝置（如下圖）。

但最終，他頗具創(chuàng)新的點(diǎn)子是：用類似吸塵器一樣的軟管把頭發(fā)吸起來進(jìn)行修剪。

只會抓取、修剪頭發(fā)自然是不夠的，Shane Wighton 還有一些巧思：

加入機(jī)器的整體旋轉(zhuǎn)功能，顧客無需一直轉(zhuǎn)頭，機(jī)器人會自行 360 度旋轉(zhuǎn)；

設(shè)定權(quán)限，當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)到額頭部分時改變修剪手法，避免剪出“狗啃式劉海”；

在機(jī)械臂最末端加入一個開關(guān)，每當(dāng)開關(guān)碰到人就會自動往后退一定的距離（距離也是經(jīng)過小哥精密計(jì)算的，不同發(fā)型的頭發(fā)長短設(shè)定也不同），避免傷到人。

機(jī)器人硬核刻南瓜

有了 DIY 理發(fā)機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn)，Shane Wighton 趕在萬圣節(jié)給大家表演了一出刻南瓜。

關(guān)于為什么要用機(jī)器人刻南瓜，視頻一開始小哥就做了解釋：

大家都說我很幸運(yùn)，機(jī)器人沒戳爛我的臉。于是我在想，把腦瓜換成南瓜，用機(jī)器人來戳一戳，是怎樣的一種體驗(yàn)？

為了實(shí)現(xiàn)心中的疑惑，Shane Wighton 打算對理發(fā)機(jī)器人進(jìn)行改造。在他的設(shè)想中，萬物皆可用南瓜雕刻出來。比如。。.。。.妻子瞪自己的樣子。

起初，他的想法是：把理發(fā)機(jī)器人的「剪刀手」卸了下來，換成了一個銑床主軸。

這里解釋一下，銑床是機(jī)床的一種，主要是通過銑刀（一種旋轉(zhuǎn)刀具）對工件的平面、溝槽、分齒零件、螺旋形表面等各種曲面進(jìn)行加工，在機(jī)械的制造、修理上有廣泛的應(yīng)用。

接著，為使系統(tǒng)嚴(yán)格符合數(shù)控銑床的要求，再利用 CAD 在軟件方面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

然而一番操作后，Shane Wighton 發(fā)現(xiàn)了一個殘酷的事實(shí)：僅有圓形軸承還能派的上用場。

于是他決定拆解理發(fā)機(jī)器人，從 0 到 1 進(jìn)行元件重構(gòu)。

他表示：

此次用到的有機(jī)械加工、用光固化打印機(jī) Form 3 進(jìn)行的 3D 打印、 車床加工、焊接、激光切割等等。

建立好硬件后，小哥開始寫軟件——這也是成功的關(guān)鍵。

關(guān)于如何用南瓜刻萬物，小哥覺得只要把一張紙上的圖案映射到南瓜上就好，但要把 2D 轉(zhuǎn)換為 3D 并非如此簡單。

要解決這個問題，方法只有一個：荷蘭地圖學(xué)家 G.Mercator 于 1569 年創(chuàng)立的墨卡托投影。

墨卡托投影是一種正軸等角圓柱投影，百度對其的解釋是：

假想一個與地軸方向一致的圓柱切或割于地球，按等角條件，將經(jīng)緯網(wǎng)投影到圓柱面上，將圓柱面展為平面后，即得本投影。

通俗來講，這是一種在紙上展開球體的方法，我們今天看到的地球的平面展開圖就是以這種投影得來的。

借助這一思路，Shane Wighton 又進(jìn)行了大量的研究、推算、迭代。

最終，機(jī)器人在南瓜上刻出了想要的圖形。比如這樣的南瓜燈。

再比如 Shane Wighton 妻子的頭，畫風(fēng)有點(diǎn)詭異。。.。。.

其實(shí)，不少網(wǎng)友都在贊嘆小哥的創(chuàng)新力和行動力，但如果有人問 Shane Wighton 為什么要費(fèi)這么大工夫制造這些小玩意兒，或許可以用一位微博網(wǎng)友的評論來回答：

技術(shù)大牛們可能會用手機(jī)發(fā)射信號到外太空的衛(wèi)星，再由衛(wèi)星發(fā)射信號回來，只為了控制桌面上一盞臺燈的開關(guān)。而這只是為了證明：我能做到，i made it！
責(zé)任編輯：PSY