“扔瓶子”有套路？日本高中生开发机器人，手残党们有救了 - 好文

作者 | 琥珀

出品 | AI科技大本营（ID:rgznai100）

没想到始于 2016 年的一款扔瓶子游戏，竟到如今还流行在（视频中的）街头巷尾，得到不少年轻人的追捧。

如果你还没尝试过这项活动的话，那么我相信你一定玩过去年国内火爆一时的微信“跳一跳”小游戏，或者说育碧的 Bottle Flips。

虽说都是人们无聊之时打法时间的一种休闲方式，但是不是有种欲罢不能的感觉？尽管这股流行风潮已经过去了，但年轻人们总是在乐此不疲地寻找新玩法。

在去年日本举办的 RoboCon（Robot contest
缩写，亚太广播联盟机器人大赛）全国高中机器人大赛中，扔瓶子的艺术被提升到了一个新的高度。表演者：机器人。它完美抛出了人类扔瓶子时的精彩画面，毫不迟疑，直击目标！

先来看看以下一段视频：

从视频中可以看到，从测试目标位置，到最终做出抛掷行为动作时，机器人手臂基本不受人类实验者的直接控制。看来，仅仅是摆动两下，拿起放下物体，早就无法满足人类对机器人手臂的想法了。

VICE表示：“团队成员为年龄大概在 15 到 20 岁之间的少年，但他们制造出的机器人抛掷水瓶的精确度却让人难以置信！”

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有的设法以精准的角度将瓶子从桌上弹开，以便瓶子正面朝上。

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还有快速连续发射多个瓶子，甚至移动时也可以做出这些动作。

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最令人印象深刻的是，机器人设法将水瓶抛掷到蹦床上，然后再将其弹掷到高处，并稳稳站立。

这一举动也得到了网友们的称赞：“这些学生们非常棒！看起来可以尝试到不同的应用中去。”

比赛最终由日本 National College of Technology Kumamoto
团队获胜。他们所制造的机器人可在旋转过程中释放瓶子，然后在空中旋转并平稳落地。如下：

不过，还有人认为瓶子里装的不是水，反而降低了操作难度。那么将一个装有一点水的水瓶，扔起翻转几圈后立在桌子上，究竟隐藏着怎样的科学原理呢？

那么我们来简单科普下：在物理学中，这被称为角动量守恒（conservation of angular momentum）。

物体的角动量取决于其角速度（旋转时的速度）和惯性矩。当没有外部扭矩作用在物体上时，必须保持其角动量。

想象一下，投掷硬物如硬币。重力会将硬币拉回地面。因为物体是实心的，所以它的质量分布不会随着它在空中飞行和旋转而改变，并且它的惯性矩和角速度保持不变。这使得很难预测硬币是否会落在头部或尾部，因为它随着它的下落而不断旋转。然而，水瓶是不同的。它含有液态水，可以在瓶内自由晃动，改变质量分布。液体（或网球）的重新分配会减慢瓶子的旋转速度，使其立即着陆。

总结来讲，就是使用适量的液体来减缓瓶子的旋转，瓶子失去旋转速度会看起来像在某个水平位置静止。然后，确保以接近垂直的方式下落，最后顺利着陆。当然，还需要考虑到流体动力学、抛射物运动、向心力和重力等因素。

实际上，2018 年，美国的物理学家们将扔瓶子这一现象通过物理学原理进行了解释，并发表在美国物理学杂志（American Journal of
Physics）上。

传送门：https://aapt.scitation.org/doi/10.1119/1.5052441

为什么人们都痴迷于这项活动？反正我这位老阿姨已经搞不懂了。自己特意尝试了下，没有一次成功，但又不服输，继续玩了好久……可能这就是这项活动的乐趣所在吧~

值得一提的是，堪称机器人赛事 20 多年历史的亚太广播联盟机器人大赛 Robocon，并非只在日本才有，在中国内地也已经举办了 18
届。去年以“飞龙绣球”为主题的赛事中，一台机器人到放球区拿起绣球，交给另一台机器人，颇具有娱乐性，又考察了参赛者的技术各项能力。

除了 Robocon 之外，像Robotac、以及由大疆资助举办的 Robomaster
等机器人赛事，也一度受到了不少高校学生及老师的欢迎。面向青少年的，还有 FIRST 系列机器人比赛、VEX
机器人比赛以及官方主办的国内机器人比赛。正所谓，这是一场科技界的机器人竞技平台，也是年轻人将理论与实战相结合的宝贵舞台。

最后，推荐一篇来自大疆RboMaster技术总监YY硕的分享大疆RoboMaster技术总监：我是如何成为一名机器人工程师的
<https://blog.csdn.net/dQCFKyQDXYm3F8rB0/article/details/80205014>
，希望对正在奔向机器人学习的朋友们有所帮助。

加油吧，骚年们！

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