• Как работает дроид Sphero BB-8

    Дроид BB-88 (бибиэйт) — это робот-космоход, впервые показанный в седьмом эпизоде «Звездных войн» и воплощенный ныне в материале компанией Sphero. У ВВ-8 шаровидное тело и куполообразная голова, подобно корпусу роботов серии R2, наиболее известным из которых является R2-D2.

    Корпус дроида вращается независимо от его головы, которая привязана к вертикальной оси устройства, и в движении визуально отклоняется от нее максимум на 30 градусов. Тут стоит оговориться, что эта его способность помимо функционального предназначения позволяет оживить устройство, снабдить его порой недостающей игрушкам эмоциональной составляющей.

    Подобно серии R2, BB-8 сохраняет совместимость с гнездом подстыковки роботов на боевых космолетах «старфайтер» с X-образным крылом. В частности, на истребителе Т-70, используемом в Сопротивлении в течение 30 лет после битвы при Эндоре. Впервые BB-8 был замечен на пустынной планете Якку. В противоположность мнению большинства, несколько источников предполагают, что BB-8 принадлежит пилоту Сопротивления По Деймерону.

    Концепт

    Оригинальная трилогия «Звездных войн», на съемках которой изначально были использованы реальные декорации и реквизит, обладала особой аурой, утраченной в следующих фильмах киноэпопеи из-за замещения декораций компьютерной графикой. При создании фильма «Пробуждение силы» Джей Джей Абрамс (режиссер седьмого эпизода «Звездных Войн») решил отдать предпочтение традиционным методам визуализации фантастических персонажей и части декораций. Абрамс хотел, чтобы Эпизод VII был более органичен, осязаем, и был бы ближе по духу к первой трилогии. Чтобы достичь этого, при съемках использовалось как можно больше реальных эффектов и реквизита, и BB-8 не стал исключением.

    «Было много разговоров по поводу того, что гораздо легче было бы реализовать BB-8 в компьютерной графике, но мы также знали: и для фильма, и для актеров, и для реквизита, и для общего впечатления от самого робота — будет лучше, если его воплотить в материале.»

    Джей Джей Абрамс

    Первый известный эскиз BB-8 был показан публике во время празднования юбилея «Звёздных войн» в мае 2015 года. Он был исполнен не Ральфом Маккуори, но концепция все же могла принадлежать ему. Достоверно известно, что отцом BB-8 стал Джей Джей, изобразив на салфетке пару окружностей с глазом в одном из них. Если кому интересно, c подробной историей появления BB-8 можно ознакомиться на starwars.com.

    В интервью журналу «Star Wars Insider» этот художник, создавший художественную концепцию оригинальной трилогии, отец Чубакки и Вейдера, заявил, что первоначально рисовал в своем воображении R2-D2 именно как «катающегося робота». Со слов продюсера Эпизода VII Кэтлин Кэннеди, съемочная группа просмотрела достаточно много материалов с художественными работами Маккуори, заложившим основу, концепцию визуальных образов фильма первой трилогии, и некоторые не использованные ранее идеи вошли в «Пробуждение силы».

    Идея катающегося робота конечно захватывает, но вот как воплотить ее в жизнь? Логичным шагом было бы пойти по пути компьютерной графики, но Джей-Джей пожелал использовать реальный реквизит. За сложную задачу реализации взялся цех «Pineapple Studios’ Creature» и, наконец, добился результата: BB-8 был построен и «оживлен» для съемок фильма.


    R2-D2 (кр. Арту)

    «Помнится, Арту был описан просто как небольшой робот. Я представил его передвигающимся на гигантском шарикоподшипнике — типа шара, обоймы, вроде колеса. У него должны были быть гироскопы, чтобы на этом шаре-подшипнике он мог перемещаться в любом направлении.»

    — Ральф Маккуори

    Технология

    Итак, как же работает BB-8? Наиболее близким проектом является Sphero 2.0, и, как оказалось, это один из 10 проектов, оплачиваемых из программы поддержки новых бизнес-идей корпорации «Дисней» в 2014 году. Главный управляющий этой корпорации Боб Айгер лично курировал проект Sphero внутри компании. Узнав о BB-8, Боб тут же подключился к процессу и помог найти нужных людей для такой работы. Очевидно, BB-8 использует очень близкую Sphero идею внутреннего устройства. Известно, что уже есть домашние умельцы, выполнившие тюнинг своих вариантов шаров Sphero так, чтобы они напоминали BB-8.

    В этом робо-шаре с дистанционным управлением используется гироскоп — для определения направления уклона, и два внутренних ролика, заставляющие вращаться сам шар. Основание, где, кроме прочего, установлены аккумуляторы, служит противовесом, заставляющим ролики взаимодействовать с нижней половиной шара. Кроме того, имеется вертикальный подшипник, позволяющий роликам поддерживать контакт со стенками.

    А что насчет «плавающей» головы? Ведь это действительно элемент, при виде которого у зрителя отваливается челюсть. Группа разработок Disney’s Imagineering держит патент на это изобретение, и он проливает немного света на механику головы. На удивление, патент зарегистрирован в 2010 году, двумя годами раньше, чем Дисней приобрел права на компанию Lucasfilm, и за четыре года до того, как Lucasfilm вложился в создание Sphero. Так что, похоже — Дисней «вошел в тему» катающихся роботов ранее, чем кто-либо мог предполагать.

    Патент

    • Магнитный самобалансирующийся сферический привод робота
    • Номер: US 8269447 B2
    • Авторы: Лэнни Смут, Дирк Стеллинг
    • Первый владелец: Disney Enterprises, Inc.

    Из патента следует, что двигательный механизм спроектирован по принципу так называемой голономной системы. Наземные голономные роботы — это такие механизмы, которые готовы мгновенно менять направление движения в горизонтальной плоскости. Это дает им возможность чрезвычайно быстро реагировать на смену обстоятельств.

    Патент представляет несколько примерных эскизов изобретения, но один из них подозрительно похож на BB-8. В этой конфигурации мы видим, что тело состоит из приводной системы, которая постоянно поддерживает относительное положение по отношению к объемлющей сфере. Система использует полноколесную схему, обеспечивающую свободное качение сферы в любом направлении. Каждое из рабочих колёс приводится в движение двигателем. Этот роба-шар использует гироскопы и акселерометры для определения положения и параметров движения. Для совершения маневра приводная система отрабатывает команды дистанционного управления. Основание (монтажная плата) действует как противовес и обеспечивает низкое положение центра тяжести относительно земли. Это способствует хорошему контакту внутренних колесиков с внутренней оболочкой корпуса робота.

    Основное различие Sphero BB-8 со Sphero 2.0, это «динамическая мачта», описанная в патенте. Она тоже относится к системе управления, к ее подсистеме балансировки. При этом задача системы — все время удерживать мачту в вертикальном положении. Если припомнить, где вы это видели, то получается, что в сущности — это миниатюрный сегвей. Эта мачта может вращаться относительно своей оси и, согласно описанию, «магнитно взаимодействовать с внешними элементами». Это означает, что голова BB-8, скорее всего, управляется посредством магнитных сил. Магниты закреплены на конце мачты, а в основании головы — магнитные ролики.

    Первый механизм

    Это наша наиболее блестящая догадка о «сокровенном», насколько мы могли судить по тому, как BB-8 перемещается в фильме. Вместо вертикальной мачты, упоминаемой в патенте, данный механизм имеет некий каркас в виде стула (основанный на механике четвероногого шагающего робота AT-AT), что позволяет свободно перемещать магнит в верхней части шара. Мы предполагаем, что приводная система использует четыре всенаправленных колеса с шариковыми подшипниками. Такая схема позволяет перекатывать сферу в любом направлении. Вы можете цеплять модель мышкой и рассматривать её под разными углами.

    Второй механизм

    Это решение описывает наиболее популярную в интернете версию. Первым, кто выполнил набросок этой схемы, был Джейсон Торчинский. Эта теория больше соответствует описанию патента. Снабженная приводом «мачта-позвоночник» имеет шаровой шарнир, который позволяет ей отклоняться в любом направлении. Двигатель, вращающий голову, вероятно, установлен на верхнем конце мачты. Сама голова, очевидно, имеет небольшую массу и снабжена магнито-роликами, установленными в её основании. Это позволяет ей плавно вращаться по поверхности сферического тела.


    Источник — www.howbb8works.com
    Перевод с английского — Валерий Кумин