用樹莓派手搓《星際穿越》同款機(jī)器人，馬斯克都忍不住點(diǎn)贊
電影照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
2013 年，「實(shí)拍狂魔」諾蘭拍了那部著名的《星際穿越》。
為了這部電影，諾蘭不僅在加拿大北部開荒種出三千畝玉米地，還造出了一架真實(shí)大小的飛船和一臺(tái)名為 TARS 的機(jī)器人。
這個(gè)酷炫機(jī)器人平時(shí)長得神似高科技冰箱，一旦遇到危險(xiǎn)，它就能各種變形。
比如遭遇大海浪時(shí)，它能變成螺旋槳在海洋中穿梭：
在奔跑時(shí)，它四條腿又像筷子般交錯(cuò)前進(jìn)：
不僅如此，TARS 還「油嘴滑舌」，滿肚子冷笑話。
別看電影中的 TARS 機(jī)智勇敢，現(xiàn)實(shí)中它就是一個(gè)重達(dá)九十公斤、帶有運(yùn)動(dòng)輔助裝置的木偶。
后面的特技演員一邊操作木偶，一邊念臺(tái)詞。
早在 2023 年，一位名叫 Charles Diaz 的國外小哥，就用樹莓派復(fù)刻了一個(gè) TARS，并將其開源。
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這款迷你版 TARS，外觀和電影中的機(jī)器人幾乎是一個(gè)模子刻出來的，都是一個(gè)軀干外加兩條腿。
它不只是一個(gè)靜態(tài)模型，而是可以向前移動(dòng)，并且側(cè)身轉(zhuǎn)向。
就連馬斯克都在視頻底下評論：「這玩意太可愛了，也許特斯拉該做點(diǎn)這個(gè)。」
據(jù)小哥介紹，在過去的兩年里，他一直在努力制作《星際穿越》中機(jī)器人 TARS 的微型復(fù)制品，使其盡可能地忠實(shí)于電影中的行走方式。
截至目前，他已經(jīng)制作了三個(gè)版本，從一個(gè)功能齊全但不太可靠的概念驗(yàn)證原型，發(fā)展到一個(gè)更加精致且高度可靠的原型，能夠連續(xù)行走數(shù)小時(shí)。
在最新版本中，他還給這個(gè)機(jī)器人配備了雙機(jī)械臂，用來與周圍環(huán)境互動(dòng)。
如何用樹莓派手搓一個(gè)TARS？
Charles Diaz 在電影院看到 TARS 的那一刻，就萌生了復(fù)刻它的想法。
乍一看，TARS 似乎是一個(gè)相當(dāng)簡單的行走機(jī)器人，只有兩條腿，每條腿有一個(gè)關(guān)節(jié)。
不過仔細(xì)觀察后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在腿關(guān)節(jié)附近有一個(gè)隱藏的平移自由度，可以讓腿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)卡住軀干。
在第一次嘗試制作 TARS 時(shí)，他沒有考慮到 TARS 腿部的升降機(jī)制，結(jié)果做出來的 TARS 不能正常走路，腿會(huì)在接觸地面時(shí)卡住。
于是，他在 TARS 的主軸旋轉(zhuǎn)的方形孔中銼入了更大的矩形槽，讓軸和兩條腿相對于中心軀干模塊上下移動(dòng)，提供了旋轉(zhuǎn)腿向前所需的垂直間隙，讓 TARS 邁出了第一步。
后來，他嘗試制作了第一版 TARS。
他用一臺(tái)裝著 Raspbian 系統(tǒng)的 Raspberry Pi 3B + 作為主控單元。
為了驅(qū)動(dòng)腿部，他選用了四個(gè)高扭矩的金屬齒輪伺服電機(jī)，這些電機(jī)全部安裝在軀干內(nèi)部。
其中兩個(gè)電機(jī)用于控制兩條腿的旋轉(zhuǎn)，另外兩個(gè)則用于控制軀干的上下移動(dòng)。
控制這四個(gè)伺服電機(jī)的是一臺(tái) Adafruit PCA-9685 伺服驅(qū)動(dòng)器。
伺服電機(jī)的動(dòng)力來自兩個(gè)并聯(lián)的 8 節(jié)（7.2V）鎳氫電池包。樹莓派 3B + 則由一個(gè) 5V 的 USB 手機(jī)充電器供電。
顯示器是他從亞馬遜購買的一個(gè) 5 英寸 HDMI 顯示器，便于用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作 TARS。
為了讓外部設(shè)備控制 TARS，他還配備了一個(gè) 8BitDo Zero 2 藍(lán)牙控制器，用戶可以通過藍(lán)牙遠(yuǎn)程控制 TARS 的行走和其他動(dòng)作。
第一版 TARS 的底盤采用了鋁合金擠壓成型的「脊柱」作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，然后在上面安裝了 3D 打印的聚碳酸酯部件。這些零部件構(gòu)成了 TARS 的整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
最后，使用鋁板作為外殼，頂部有聚碳酸酯屏幕保護(hù)罩，雖然鋁材質(zhì)不像電影中的鋼制材料，但它給這個(gè)版本增添了一種電影般的真實(shí)感。
在測試過程中，TARS 走路顯得很笨重，步伐又重又猛，這主要是因?yàn)殒嚉潆姵卦黾恿瞬簧僦亓浚瑫r(shí)也受到重量分布不合理（所有重組件都位于軀干內(nèi)）和行走程序不成熟的影響。
這些過于沉重的步伐導(dǎo)致許多 3D 打印的驅(qū)動(dòng)部件在碰撞時(shí)損壞，使得第一版 TARS 在需要修理或更換部件之前，最多只能走四步。
在為第二版 TARS 制定改進(jìn)計(jì)劃時(shí)，他首先想到的就是把鎳氫電池?fù)Q成更輕的鋰電池包，比如鋰聚合物電池。