机器人仅用24小时将十万块多米诺骨牌拼出马里奥，创下世界纪录

十万块多米诺骨牌倒下是个啥场面？

等等，十万块？那得搭多久啊？

这工程量可是相当巨大了，普通人的话可能要耗时几个月，就算是凑齐7个最牛的多米诺专家，也要花一个星期的时间。

万一搭建到一半，一不小心碰倒一块……

那如果让机器人来搭要多久呢？

答案是：24小时

不可思议吧！

前NASA工程师 Mark Rober最近在YouTube 上公开了他与团队用时两年的最新成果——多米诺终结者机器人。

它可以在短短24小时之内将10万多块多米诺骨牌变成一副马里奥的图画，铺满整个体育场，还创造了世界纪录！

▍如何完成24小时内拼出十万两千块多米诺骨牌？

Dominator（多米诺终结者），这么霸气的名字，一出场却是个小可爱，大大的眼睛，钢架构成的脸庞，还有个可爱的小尾巴摇来摇去。

干起活来可是毫不含糊，它一次性可以摆放300多块小多米，完胜人类多米诺大神。

从外观来看，机器人前面有一个大托盘，这是它一次性摆放300多块“小多米”的关键！

托盘顶部是由3D打印制作的漏斗，下面则是用于放置“小多米”的固定网格；网格下面带有钢底板，只有在触动底部的伺服机关时，钢底板移动，300多块“小多米”就会被整整齐齐地摆放在指定位置啦！

当漏斗里所有的“小多米”摆放好，机器人回到填充站，这是由机械臂和300多个2.7米高的轨道组成，骨牌会按照颜色用传输带传送上来，机械臂提前按照顺序放在300个轨道里，这样机器人在填充时，只需要滑动底部铁架，300多块“小多米”可以一次性完成填充。

“喂”饱自己后，前往下一个目的点继续多米诺骨牌的搭建。

那么，机器人是如何知道该去哪里放“小多米”呢？

团队对十万两千多个多米诺的路线进行了提前编程，这样机器人一开始就知道自己要去哪，行驶的过程中，使用内置的GPS进行定位，并用相机识别地面上的标记，确保机器人每次都能完美摆放。

总结一下创下世界纪录的过程：

提前设置好Dominator机器人；

关灯走人；

第二天回来，十万两千块、一整个体育场的多米诺骨牌就完成了！

▍没那么简单，要解决的三大难题

这项工程，绝对没这么简单！

Dominator 的创造并非一帆风顺，从最开始的设计到最终的Dominator，不停的优化删改，前前后后共有 11个原型。

这个过程中，主要面临着三大难题。

第一个挑战，是多米诺规模之庞大。

团队低估了十万块多米诺骨牌的规模，最初他们设想机器人直接携带上所有“小多米”并一块一块地摆放。但是团队进行计算后发现 10 万块骨牌有 850 公斤重，并且即使以 3 秒/块的速度摆放也至少需要三天半的时间。

因此他们不得不改变最初的思路，改用托盘装下一部分摆放好的“小多米”，再去填充站填充。

第二个挑战，是‘小多米’的摆放位置要极其精准。

玩过的人都懂，每块骨牌的摆放位置是极其精妙的：

放置得要足够近，才能让骨牌倒下后碰倒其他骨牌；但是又不能将骨牌放得太近，否则摆放过程中就有可能把骨牌碰倒导致前功尽弃；同时，机器人本身也必须要有准确的定位，否则也会将已经摆放好的骨牌碰倒。

团队一开始尝试超声波传感器判断骨牌与机器人的相对位置，但后来被证实是失败的；后来该团队又尝试了 Marvlemind 室内GPS传感器，发现这也达不到想要的效果。

最终，Dominator 采用了GPS来定位机器人的大致位置；并在地面上设置了小型红外反射标记，用于精确定位“小多米”的摆放位置，红外地面摄像机会查看地面上的标记，并将其与它们对齐；位置定好后，托盘会被一个步进电机和滚珠丝杠组件降低；Raspberry Pi 4 负责一切，包括通过 USB 控制电机和从笔记本电脑接收命令。

第三个挑战，选择合适的驱动系统。

即使解决了定位问题，如果没有合适的驱动系统让机器人正确控制自己的运动，那依然会前功尽弃。

团队最初尝试了步进电机，但无法承载三百多块骨牌，并且 Arduino控制的机器人速度太慢。随后，换成直流电机的效果更糟，电机速度太快，无法在低速时提供足够的扭矩来很好地控制机器人，甚至导致机器人失控疯狂旋转。

最后，Mark寻求了好友的帮助，他们选择了使用ClearPath伺服系统驱动全向轮，它能够非常准确并提供大量扭矩，增加皮带减速器以进一步提高输出扭矩，确保车速的同时也不会让车轮打滑。

▍四个人，耗时两年

Mark Rober是何许人也？

他是Youtube视频网站上的知名up主，作为美国国家航空航天局NASA的前工程师，他以知识科普以及各种有趣的发明和实验闻名，有些实验甚至有些疯狂。

比如，为了打造最强蹦床，从45米垂直坠落一台汽车、为了破除大众对于“鲨鱼嗜血”的迷信，去海上放血吸引鲨鱼；

还有使用高压氮气的巨型玩具水枪、可以连射雪球的“雪仗专用枪”、和用火箭驱动的加速高尔夫球杆……

而这次的Dominator并非 Mark Rober 自己的成果，是四人团队多年工作的结晶，而团队的结合始于Mark 2019年在旧金山湾区举行的一次演讲，他在演讲中说一直想制作一个机器人，利用这个机器人能够在一夜之间将成吨的多米诺骨牌搭起来，并填满整个体育场，但进行过一些尝试后没有成功。

这个想法吸引到了 Alex Baucom 的兴趣，他有过开发机器人的经验，也吸引到了斯坦福机械工程专业的学生 John Luke 和 Josh。四人一拍即合，于是Dominator团队就此诞生。

耗时两年，多次失败，11个机器人原型，只是为了一个疯狂的想法，这种精神实在是太了不起了。