星際大戰機器人BB-8 運作原理完全解析

這幾天科技圈除了關注蘋果又要發新產品外,另一項產品也一夕間受到矚目,那就是星際大戰7:原力覺醒的機器人BB-8。不過就是個CG的機器人有什麼好關注的,錯!它是用真的模型製作,而且幾天前製作公司Sphero,還預售星際大戰授權版本BB-8。讓這顆本來就滿熱門的滾球,突然變成全球科技迷,不,應該說是星戰迷的焦點。
 
BB-8是真的不是CG
 
據稱星際大戰電影中的BB-8,用的就是Sphero的技術,而且電影中用的不是CG而是真的模型。在2015年的Star Wars Celebration中,現場除了R2D2外還找來BB-8,影片中可看到當BB-8出場時,影迷都暴動了,想不到這在電影中的角色,竟然是用真的模型拍攝。那好奇心比較重的玩家這時就會想,BB-8到底是怎麼運作的?
 
電影中的BB-8並非CG,而是真的機器人,高度約莫成人小腿左右。
 
Sphero本身就是迪士尼accelerator計畫扶植的新創公司,而星際大戰的盧卡斯影業又是迪士尼的子公司,雙方藉由電影合作也是意料中的事情。星際大戰7:原力覺醒新登場的機器人BB-8使用的就是Sphero的技術,然而電影中的BB-8更大更複雜,但基本運作原理應該相去不遠,我們先從Sphero的小球開始看起。
 
平凡的零件,整合是關鍵
 
Sphero這顆球名為Sphero,最新版本是Sphero 2.0,最近賣的星際大戰BB-8也是相同的技術。然而這並不是什麼新玩意,早在2012年左右,Sphero就已經推出1.0版的產品。最近又被提起的主因還是星際大戰7,以及多了顆頭的BB-8。
 
初代Sphero滾球,內部構造拆解如上圖。圖片來源:technologyreview
 
從Sphero的拆解圖中,我們能了解裡面用的硬體元件,A部件是Sphero用的無線充電。這顆球與BB-8都支援無線充電,畢竟整個球沒有開關也沒有按鈕,只能透過這種方式充電。根據官方數據,充滿電可以玩60-75分鐘,充電時間則是3小時。
 
B部件是Sphero的運動機構,2個獨立的橡膠輪可讓Sphero快速滾動。至於速度有多快呢,最高可達每秒1.2公尺。由於Sphero滾球並不像BB-8有個頭,因此結構比較簡單。C部件只是用來頂住球體的彈性支撐架,在BB-8版本中,則還多了2個滑輪與強力磁鐵,藉此讓頭部轉動。
 
BB-8多可愛呢,來看段影片吧。
 
精密運算掌控運動行為
 
D部件的PCB上有CPU、三軸加速度計、陀螺儀等感應器,這些東西在手機等裝置上也很常見。透過加速度計、陀螺儀可感測球體內機構的傾斜度、加速度等數據,配合CPU運算就能精確掌控前進、轉向等動作。
 
E則是藍牙模組可讓手機與其連線,透過手機遙控它的行為,在BB-8版本中,還有巡邏、AR投影等有趣的功能。可用距離約50公尺,支援Android與iOS系統。
 
F則是滾球版本特有的LED,可發出紅、綠、藍的燈光,至於BB-8版本則沒有這個功能。畢竟BB-8身體是不透明的,裝LED也沒用。當使用或是充電時,Sphero會發出不同的燈光。
 
BB-8多了頭且App更細緻
 
那這麼多年了,BB-8的版本有沒有什麼變化?的確,Sphero先前販售的R001USA BB-8 App-Enabled Droid是基於Sphero的設計修改,國外媒體亦將其拆解,從拆解圖中可看到多了頭部的轉動機構,身體部分則是大同小異。
 
BB-8拆解後可看到內部結構與Sphero版本相似,但多了連接頂部的運動機構,可看到有2個強力磁鐵。
 
頭部是用強力磁鐵連接,身體內原本的C部件便成了裝有2個輪子的轉動機構,頂端有2個強力磁鐵固定頭部的方位。當轉動機構轉動時,就會帶動頂端的頭部轉動或是前傾。
 
重心位於底部,包括電池、雙馬達、無線充電線圈等元件。
 
頭頂的機構可拆卸,BB-8頭部是透過磁鐵連接。
 
從BB-8的展示影片中可以看到它的App有多種模式,手動、自動巡邏、AR模式等。從硬體來看BB-8並沒有使用什麼很特別的硬體,設計難度主要在軟硬體整合上,如何讓感應器取得的資訊即時運算,並操控輪軸等機械結構運動,才是這產品關鍵的地方。
 
完全拆解後零件如上圖,最左側中間那排的是無線充電的線圈,下方是電池,電池右方是2個馬達,馬達右方則是電路板。
 
圖片看不夠,來看一下拆解秀吧!
 
而電影中的BB-8體積更大,約莫有成人小腿的高度。國外也有網站推估它的運作機構,但至於對不對,我想沒人把BB-8鋸開,應該也無從得知內部結構。但Sphero的技術應該大同小異,不至於大顆的就完全不同才是。
 
電影版的BB-8機械結構長怎樣?國外有網友推測長這樣。
這是推測的第二種型態,結構看起來比較簡單。
 
高科技的小玩具
 
Sphero數年前就推出這個產品,在國外也持續有支持的玩家,直到最近搭上BB-8的熱潮,讓這家公司知名度大增,也讓人更想買來玩玩看。畢竟原本Sphero 2.0版本要價129.99美元,BB-8版本也不過149.99美元,而且還多顆頭、App也更精緻,說真的不算很貴。目前亞馬遜與官網都已經開始販售,12月星際大戰電影才要上映,在這之前,你或許可以先買顆BB-8來熟悉一下。

近期推出的BB-8讓星戰迷驚艷,可遙控、巡邏,還能AR投影。

繞S型移動也不是問題,但前提是你操控的好。

搭配螢幕可玩AR擴增實境,算是App附加的有趣功能。

BB-8性能諸元如上圖,充一次電玩60分鐘也滿過癮的,考慮買一顆了嗎?

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