球形機器人
球形機器人（Spherical Robot、spherical mobile robot或ball-shaped robot）是外型為球型的行動機器人[1]。一般是用球形的殼作為機器人的身體，透過內部驅動單元（IDU）讓機器人移動[2]。球形機器人一般是用在平面上滾動的方式行動，滾動一般是透過調整機器人的重心（透過單擺驅動系統進行），不過也存在其他的驅動方式[3] [4]。
球形機器人的外殼一般會是固體的透明材料，不過有些為了驅動需要，也會做成不透明的，或是用可撓材料來製作外殼[5]。球形機器人的外殼是密封的，外界環境不會影響其內容，也有可重新配置的球形機器人，可以將球形外殼變成其他形狀，因此除了滾動外，也可以進行其他的任務[6]。
球形機器人可以是自動的機器人，也可以是遙控的機器人 [7]。因為球形機器人的活動特性，以及其封閉的外殼，幾乎所有球形機器人的內部驅動單元和外部控制單元（資料採集或是導航）的通訊都是利用無線通訊。這類機器人的電源大部份會是機器人內部的電池，不過也有些機器人是用太陽能電池供電[7]。球形機器人可以依其應用或是驅動機制來進行分類。
應用
編輯球形機器人的應用[7]包括監視、環境監測、巡視、水下探索、行星探索、復康、兒童發展[9]及娛樂。球形機器人也可以是可以在陸地上或是水中（或水底）行動的兩棲機器人[6][10]。
行動方式
編輯最常見的球形機器人行動方式是透過調整機器人的重心位置來達到[1]。其他的行動方式[7]有利用飛輪的角動量守恆[3]、利用環境中的風、利用外殼形變的方式移動、以及用陀螺儀效應。
商品化的球形機器人
編輯目前已有可販售的球形機器人，例如Sphero、BB-8、GroundBot、Roball及QueBall。其中BB-8是2015年電影《STAR WARS：原力覺醒》中的機器人角色。
相關條目
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參考資料
編輯- ^ 1.0 1.1 Halme, Aarne; Schonberg, Torsten; Wang, Yan. Motion control of a spherical mobile robot. 4th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control (AMC '96-MIE). 1996, 1: 259–264. doi:10.1109/AMC.1996.509415.
- ^ Mukherjee, Ranjan; Minor, Mark A.; Pukrushpan, Jay T. Motion Planning for a Spherical Mobile Robot: Revisiting the Classical Ball-Plate Problem. ASME journal of dynamic systems, measurement, and control. 2002, 124 (4): 502–511. doi:10.1115/1.1513177.
- ^ 3.0 3.1 Joshi, Vrunda A.; Banavar, Ravi N.; Hippalgaonkar, Rohit. Design and analysis of a spherical mobile robot. Mechanism and Machine Theory. 2010, 45 (2): 130–136. doi:10.1016/j.mechmachtheory.2009.04.003.
- ^ Vahid Alizadeh, Hossein; Mahjoob, Mohammad J. Effect of incremental driving motion on a vision-based path planning of a spherical robot. Second International Conference on Computer and Electrical Engineering (IEEE). 2009, 1: 299–303. doi:10.1109/ICCEE.2009.133.
- ^ Ylikorpi, Tomi J; Halme, Aarne J; Forsman, Pekka J. Dynamic modeling and obstacle-crossing capability of flexible pendulum-driven ball-shaped robots. Robotics and Autonomous Systems (Elsevier). 2017, 87: 269–280. doi:10.1016/j.robot.2016.10.019.
- ^ 6.0 6.1 Shi, Liwei; Guo, Shuxiang; Mao, Shilian; Yue, Chunfeng; Li, Maoxun; Asaka, Kinji. Development of an amphibious turtle-inspired spherical mother robot. Journal of Bionic Engineering (Elsevier). 2013, 10 (4): 446–455. doi:10.1016/S1672-6529(13)60248-6.
- ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 Spherical Mobile Robots: Research, Design, Application.
- ^ The Stanford arm. [2018-03-18]. （原始內容存檔於2020-08-12）.
- ^ Michaud, François; Laplante, J-F; Larouche, Hélène; Duquette, Audrey; Caron, Serge; Létourneau, Dominic; Masson, Patric. Autonomous spherical mobile robot for child-development studies. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part A: Systems and Humans. 2005, 35 (4): 471–480. doi:10.1109/TSMCA.2005.850596.
- ^ Vahid Alizadeh, Hossein; Mahjoob, Mohammad J. Quadratic damping model for a spherical mobile robot moving on the free surface of the water. IEEE International Symposium on Robotic and Sensors Environments (ROSE). 2011: 125–130. doi:10.1109/ROSE.2011.6058541.