Этот миниатюрный самоходный бот создан из подручных

Зловещие учёные придумали ручные
фимо-фракталы и щетинобота
26 декабря 2007
membrana
Этот миниатюрный
самоходный бот создан
из подручных средств,
стоящих считанные
центы, а веселья от
него — целый вагон.
Интересно, пробовал
ли кто-нибудь
устраивать гонки таких
устройств? (фото
Windell Oskay).
Интересы этой весёлой группы изобретателей простираются от электроники и транспорта до
кулинарии, которая, впрочем, непременно отдаёт "безумной наукой". В ход тут идут самые
разные ингредиенты: от батареек, чипов, проводов и светодиодов до углепластика, зубных
щёток, глины, конфет и обычного теста.
Американская "Лаборатория зловещих безумных учёных" (Evil Mad Scientist Laboratories) — это небольшая
группа молодых людей, безумно интересующихся наукой и техникой. Но главное — они с
удовольствием мастерят всяческие необычные штуковины, способные удивлять.
Несколько проектов этой лаборатории привлекли наше внимание. Итак, давайте знакомиться с
авторами этих забавных и необычных вещей: Уинделл Оскей (Windell H. Oskay), Линор Эдман (Lenore
M. Edman) и Кристиан Брукфилд (Christian W. Brookfield), её сын. Кроме того, в составе лаборатории
числятся ассистенты Джеллибин (JellyBean) и Харли (Harley). Об их роли учёные особо не
распространяются, но из снимков и кадров видео ясно, что они работают в лаборатории "бетатестерами".
Штат "Лаборатории безумных учёных". Слева:
Уинделл. Справа: Кристиан и Линор. Внизу
Джеллибин (греется на iMac) и Харли. Любопытно,
что домик для Харли сделан из старого монитора
Apple. Может, в этой лаборатории и MacAquarium
можно отыскать? (фотографии Windell Oskay).
А вот что приходится тестировать хвостатым ассистентам — мы сейчас увидим.
Интерактивные светодиодные кофейный и обеденный столики (Interactive LED Coffee Table, Interactive LED
Dining Table) реагируют на любое движение над своей поверхностью и даже около стола.
Россыпи цветных огоньков превращаются в волны света, они замирают и вновь возникают, откликаясь
на перемещение предметов по столу и даже — проход человека рядом (особенно, если он окажется
между столом и каким-нибудь светильником). Собственно, как работает кофейный столик, можно
увидеть в этом ролике на YouTube.
Конечно, всё это очень похоже на чувствительный iBar, но выполнено по-своему.
Интерактивные столики, разработанные Evil Mad
Scientist Laboratories. Вверху: опытный экземпляр
(обеденный). Внизу: The Wave и The Ripple
(фотографии Windell Oskay,
jillianisaphotographer/flickr.com и с сайта
becausewecan.org).
В первом таком столе, собранном в лаборатории, было 448 светодиодов, а теперь команда Уинделла
разработала целые кит-комплекты для самостоятельного изготовления интерактивных столов,
позволяющие набирать из стандартных блоков "поля" хоть в 480, хоть в 640 (и так далее) бегающих
огоньков.
Устроены эти столы не так уж сложно. В них есть фотосенсоры, "рассыпанные" по всей поверхности,
сеть проводов и "интеграторов" в узлах, которые собирают сигналы и обеспечивают включение группы
соседних огоньков. Никаких особенных "интеллектуальных" микросхем тут нет, нужные реакции стола
обеспечиваются, фактически, аналоговой схемой, подобно паутине скрытой под столешницей.
Джеллибин "при исполнении" (кадр с сайта
youtube.com и фото Windell Oskay).
Интересно, что такие столики теперь можно купить. Есть две модели — The Ripple и The Wave. Они
продаются через партнёра лаборатории по данному проекту, компанию Because We Can,
специализирующуюся на "дизайнерской" мебели и других симпатичных деревянных поделках.
"Снэки-платы" (Circuitry Snacks). Это то, что,
очевидно, едят на завтрак в Evil Mad Scientist
Laboratories. По ссылке — подробный рецепт
(фотографии Windell Oskay).
А вот следующий проект "безумные учёные" предлагают выполнить всем желающим самостоятельно.
Это очень простой и изготавливаемый на раз-два робот. Называется он "Щетинобот" (Bristlebot).
Для его создания вам потребуются зубная щётка, вибратор от пейджера, пара кусочков проволоки и
"часовая" батарейка. От щётки необходимо отрезать головку. Затем на неё нужно приклеить моторчик
с эксцентриком, воспользовавшись клейкой "пенной лентой" (foam tape), ну и добавить батарейку с
проводами. При этом нужно проследить, чтобы вращающийся эксцентрик не задевал за поверхность
щётки.
Этапы изготовления Bristlebot (фотографии Windell
Oskay).
Любопытно, что это очень нехитрое устройство может демонстрировать настоящие "норов" и
"характер". Кстати, посмотрите ролик на YouTube и обратите внимание (в конце), с какой скоростью
носится Bristlebot по столу.
Конечно же, "поведение" этой машинки будет зависеть от формы и жёсткости щетины, частоты
вращения вала моторчика, а главное — от геометрии распределения компонентов. Небольшое
изменение в положении центра тяжести уже приведёт к перемене в характере движения вибробота,
так что с ним можно провести немало забавных минут.
Это сочетание науки и инженерии с игрой, пожалуй, визитная карточка группы. Но следующее их
изобретение — это просто шедевр. Он прост, как всё гениальное. А называется "Итеративная
алгоритмическая пластика" или "Фимо-фракталы" (Fimo Fractals). Для изготовления этого "нечто" вам
потребуется полимерная глина (она же — фимо).
Вот это и есть фимо-фракталы. В данном примере
ещё весьма и весьма скромной размерности (фото
Windell Oskay).
Авторы полимерного фрактала решили воспроизвести в реальности так называемый треугольник
Серпинского. Математики знают, если его построить правильно, точнее — повторить определённую
процедуру "вырезания" треугольников бесконечное число раз, то получится множество всё
уменьшающихся и уменьшающихся треугольников, число которых будет бесконечным.
Но это исключительно умозрительно. Реально же построение можно выполнить конечное число раз,
делается ли оно на бумаге карандашом или просто руками — при помощи пластиковой глины.
Ещё рецепт от Evil Mad Scientist: приготовление
хот-дога при помощи переменного тока. Вам
понадобятся: сосиска, керамическая тарелка, пара
вилок (столовых), штепсель и провода, зажимыкрокодилы, а также кетчуп и светодиоды (по
вкусу). Обратите внимание, светодиоды
втыкаются непосредственно в сосиску. Хотя
напряжение между вилками составляет 120 вольт
(дело, напоминаем, происходит в США), шаговое
напряжение между двумя точками сосиски
получается небольшим. Важно: после экзекуции
сосиски отрезать её кончики, прореагировавшие с
металлом вилок. Приятного аппетита!
(фотографии Windell Oskay).
Последнее действо, как следует из рецепта лаборатории, происходит следующим образом. Из фимо
двух цветов нужно сделать четыре "колбаски" (одну светлую и три тёмных) треугольного сечения
(треугольник — равносторонний), стараясь максимально выдержать одинаковые размеры всех
заготовок по всей их длине. Длина этих полос должна составить несколько десятков сантиметров, а
поперечник — порядка двух сантиметров.
Затем нужно установить тёмные полосы по сторонам светлого треугольника, тщательно пригладив их
так, чтобы исключить перекосы и воздушные зазоры. Это будет первая итерация треугольника
Серпинского, с числом тёмных треугольников — 3.
Построение фимо-фракталов. Шаг первый.
(фотографии Windell Oskay).
Далее идёт сложный этап. Нужно руками медленно растянуть "колбасу" вчетверо, выдерживая
треугольную её форму и равномерную толщину, которая при этом заметно уменьшится. Тут нужно
отрезать ножом перекосившиеся кончики, а оставшуюся "колбасу" поделить поровну на четыре части.
Затем нужно изготовить из светлого фимо треугольник таких же длины и поперечника, как у
полученных только что четырёх кусков. На него надо прилепить по бокам три разноцветные
"колбаски". Получится вторая итерация треугольника Серпинского с числом тёмных треугольников —
9.
Отложенную полоску с тремя тёмными треугольниками нужно снова растянуть вчетверо, повторив все
процедуры. Получится ещё четыре "колбасы" ещё меньшего сечения, три из которых пойдут на
наращивание фрактала, а четвёртая — на следующую итерацию.
Последующие шаги приводят к возникновению
множащихся треугольников (фотографии Windell
Oskay).
Так можно повторять насколько хватит терпения. Правда, тёмные треугольнички на краю фрактала
будут становиться всё меньше и меньше и, в конце концов, начнут сливаться в плохо "читаемую"
массу. Скажем, пятая итерация фрактала даст уже 243 (!) тёмных треугольника, хорошо ещё
различимых, а вот разобрать 729 треугольников после шестой итерации — проблематично.
На ум сразу приходит легенда о мудреце, придумавшем шахматы, о шахматной доске и зёрнах
пшеницы. А ещё почему-то мировой рекорд по складыванию бумаги вдвое несколько раз подряд.
Помнится, там мы посчитали, что если толщину листа бумаги принять равной 0,1 миллиметра, то
сложение его ровно вдвое только лишь 51 раз даст толщину сложенной пачки в 226 миллионов
километров.
От фракталов "веет" такой же бесконечностью, немного жуткой и завораживающей. И очень
непривычно видеть фракталы, созданные не программой в компьютере, а просто — на письменном
столе, из куска эластичного полимера.
Версии фрактала на 243 и 2187 тёмных
треугольников. Внизу: остаётся только нарезать
финальные "колбасы" на плоские куски, поместить
их на некоторое время в печь, и сувенир (вроде
серёжек) готов (фотографии Windell Oskay).
До какой научной шутки додумаются члены Evil Mad Scientist Laboratories в следующий раз — мы не
знаем. Но можем предположить, что это будет непременно что-то весёлое и в то же время —
поучительное.
http://www.membrana.ru/articles/inventions/2007/12/26/192300.html