轉載從: Tech News 科技新報
YouTube 奇人不少，如致力用 3D 列印、等離子切割、點焊、數控機床等硬核技術做些新奇小玩意的 Shane Wighton。
今年 3 月 4 日開通 YouTube 帳號後不久，Shane Wighton 就憑著長 21 分 6 秒的影片輕鬆獲得 502 萬次觀看。藉助蒙地卡羅方法暴力求解，設計出號稱百發百中的曲面籃板。
5 月 Shane Wighton 又腦洞大開，設計一塊能即時辨識球方向和速度、立即調整角度、保證進球的平面籃板。
的確看起來更智慧了。
網友大呼 NBA 不用玩了，小米集團副總裁、技術委員會主席崔寶也表示：
為什麼不再硬一點，透過視覺辨識技術＋傳動裝置，讓籃框上下移動並自動調整角度，使每次投籃都是空心球？
這週 YouTube 網友盼星星盼月亮，終於盼到 Shane Wighton 的「萬聖節特輯」：利用機器人，刻好萬聖節南瓜裝飾。
先來感受一下。
這款會刻南瓜的機器人，靈感來自一款剪髮機器人。7 月，Shane Wighton 透過硬體 DIY 進軍美髮業。
首先選擇想要的髮型，點擊 Enter。
接下來只需鑽進機器，接受機器手臂 360 度旋轉式修剪，就可變回帥哥美女了。
不僅如此，機器人還會和顧客尬聊幾句，只聊天氣不聊辦卡，用戶體驗可說是滿分。
機器人硬體主要部分是五軸數位工具機，外加 4 個控制電機的大型磁碟機、與電腦相連的微控制器、一台可臉部辨識和深度資學習找到人頭確切位置的英特爾 Realsence 深度相機。
Shane Wighton 也再次拿出看家本領，如等離子切割、點焊、3D 列印等技術。
軟體方面，採用 3D 建模，以便機器人更理解顧客頭型、髮型、不同區域頭髮的長短粗細差異等。
看起來不複雜，但 Shane Wighton 的確考慮到很多細節。如理髮師剪頭髮前要先用梳子分出一縷頭髮，他起初打算借助鏡頭觀察，設計類似裝置（如下圖）。
但最終頗具創新的點子是：用類似吸塵器一樣的軟管把頭髮吸起來修剪。
只會抓剪頭髮自然不夠，Shane Wighton 還有一些巧思：
- 加入機器整體旋轉功能，顧客無需一直轉頭，機器人會自行 360 度旋轉。
- 設定許可權，當機器轉到額頭部分時改變修剪手法，避免剪出「狗啃式劉海」。
- 機器手臂最尾端加入開關，每當開關碰到人就會自動往後退一定距離（距離也精密計算，不同髮型長短設定也不同），避免傷到人。
機器人硬派刻南瓜
有了 DIY 理髮機器人的經驗，Shane Wighton 趕在萬聖節表演一齣刻南瓜大戲。至於為什麼要用機器人刻南瓜，影片一開始 Shane Wighton 就解釋：
大家都說我很幸運，機器人沒戳爛我的臉。於是我在想，把腦瓜換成南瓜，用機器人來戳一戳，是怎樣的體驗？
為了解答疑惑，Shane Wighton 打算改造理髮機器人。他的設想中，萬物皆可用南瓜刻出來。如妻子瞪自己的樣子。
起初他的想法是：把理髮機器人的「剪刀手」卸下來，換成銑床為主軸。
銑床是工具機的一種，主要是透過銑刀（旋轉刀具）加工平面、溝槽、分齒零件、螺旋形表面等各種曲面，機械製造修理方面都有廣泛應用。接著，為使系統嚴格符合數控銑床要求，再利用 CAD 於軟體層面相應調整。
然而一番操作後，Shane Wighton 發現殘酷的事實：僅圓形軸承還能派得上用場。於是他決定拆解理髮機器人，從 0 到 1 重構元件重構：
此次用到的有機械加工、用光固化印表機 Form 3 的 3D 列印、 車床加工、焊接、雷射切割等等。
建好硬體後，Shane Wighton 開始寫軟體──這也是成功關鍵。
關於如何用南瓜刻萬物，Shane Wighton 覺得只要把紙上圖案刻到南瓜上就好，但要把 2D 轉為 3D 並不簡單。
要解決問題方法只有一個：荷蘭地圖學家 G.Mercator 於 1569 年創立的麥卡托投影法。麥卡托投影法是等角的圓柱形地圖投影法，維基解釋是：
以此投影法繪製的地圖，經緯線於任何位置皆垂直相交，使世界地圖可繪製在一個長方形上。由於可顯示任兩點間的正確方位，航海用途的海圖、航路圖大都以此方式繪製。投影中線型比例尺在圖中任意一點周圍都保持不變，從而可以保持大陸輪廓投影後的角度和形狀不變（即等角）；但麥卡托投影會使面積產生變形，極點的比例甚至達到了無窮大。
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平面展開圖就是以麥卡托投影法得到的。
藉助這方法，Shane Wighton 又進行大量研究、推算、更新。
最後機器人對南瓜刻出想要的圖形。比如這顆南瓜燈。
再如 Shane Wighton 妻子的頭，畫風有點詭異。
不少網友都讚歎 Shane Wighton 的創新力和行動力，但如果有人問 Shane Wighton 為什麼費這麼大工夫做小東西，或許可用某微博網友的評論回答：
技術狂人可能會用手機發射訊號到外太空衛星，再由衛星發射訊號回來，只為了控制桌上檯燈的開關，只為了證明：我能做到，i made it!
（本文由 雷鋒網 授權轉載；圖片來源：影片截圖）
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