星戰電影中的機器人已經成了一個文化符號，它賣萌能力天下無雙。昨晚上映的《星球大戰：原力覺醒》中，J·J·艾布拉姆斯給我們帶來了一位新朋友球形機器人BB-8，這個新的賣萌神器不知道又奪走了多少觀眾的心。
據稱《星際大戰7：原力覺醒》新登場的機器人BB-8使用的是Sphero的技術，而且電影中用的不是CG而是真的模型。Sphero本身是迪斯尼accelerator計劃扶植的新創公司，而星際大戰的盧卡斯影業又是迪斯尼的子公司，雙方藉由電影合作也是意料中的事情。BB-8和Sphero基本運作原理應該相去不遠，我們先從Sphero的小球開始看起。
Sphero內部零件整合的關鍵
Sphero這顆球名為Sphero，最新版本是Sphero 2.0，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組件，A部件是Sphero用的無線充電。這顆球與BB-8都支持無線充電，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。
D部件的PCB上有CPU、三軸加速度計、陀螺儀等傳感器，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則是藍牙模塊可讓手機與其聯機，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，支持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機器人暴力拆解那麼最新的BB-8版本有沒有什麼變化？實際上BB-8多了頭且App更細緻。 BB-8頭部可拆卸，搭載了全新的充電底座且噴漆工藝不俗。BB-8機器人直徑7.4釐米左右，高11.5釐米左右，淨重不到200克。下面就和小編一起來看看拆解結果。
切割開Sphero BB-8的聚碳酸酯外殼
打開它的外殼後就能拿出其內部硬體，只是一個小小的塑料框架，但其中囊括了電路板，馬達，驅動齒輪，電池和充電線圈。
移除Sphero BB-8的內部硬體
BB-8的內部設計與Sphero此前的產品一樣，都是從中心架構中延伸出一根杆子，杆子頂端則裝配兩枚磁鐵，而這兩枚磁鐵就是BB-8機器人腦袋活動的奧秘。為了仔細分析其內部結構，要移除了這根杆子。擰下了飛利浦的螺絲後，就可以拆掉系統主板。
在主板上有BB-8的大腦，也就是那塊ST STM32 F3微控制器，它擁有一個72MHz的32-bit ARM Cortex-M4處理核心。它的藍牙晶片為CSR 1010，另外還搭載了ST M24512-R 512 Kbit系列的只讀存儲器，HUATAI HT6292充電器，陀螺儀和速度計等。
移除Sphero BB-8的系統主板
接著拆掉塑料部件，其中包括馬達和電池，BB-8靠兩塊3.7V 350毫安的鋰電池進行供電。BB-8搭載的兩臺FP13-KT電動馬達則負責機器人的驅動。扯掉用來充電的接收線圈，拆解就能完成。
BB-8的詳細拆解圖
機器人BB-8機械原理
在驚嘆之餘，BB-8的工作原理也得到了外界激烈的討論。有人認為其兩個內部齒輪為機器人提供動力，通過對配重塊的調整保持平衡，當頭部使用磁性單元和球內的傳感器進行接觸交互之後，能夠知道哪個位置是向上哪個位置是前進，BB-8全局能夠自動調整頭部且不會脫落。
Techcrunch在最新的一篇報導中曝光了Sphero 的一份專利，從而揭露了BB-8的工作原理。與外界認為BB-8的兩個球之間是相互獨立工作不同，這份專利透露它們實際上是一體的。
在這份名為「磁性耦合的自走式裝置」專利中，球體的內部會有一個重力裝置，由兩個軸輪馬達與一個保存垂直的桅杆組成。軸輪馬達在運動的過程中，會讓球體重心發生偏移，從而影響球體的運動。
其實簡單來說，它的工作原理就是和太空球類似，當有物體進入時，通過改變位置會導致球體的重心變化，最後會導致球的旋轉和向前運動。
說到頭的部分，很多人以為它是在不斷地向後運動來讓自己保持向上的狀態。實際上它是採用了磁懸浮的技術，在BB-8身體內部的桅杆上面裝有磁鐵，所以它始終能與球體重心保持在同一個水平線上，所以我們可以看到，在BB-8運動過程中，它通常是傾斜的，這是由於重心在行進過程中總是傾斜的。
另外BB-8的頭部旋轉部分，則可以通過添加電動機、傳感器來實現。
BB-8可以由終端設備進行遠程操控，結合手機APP控制它在房間內的動作和方向。它甚至還能依靠語音控制，開啟巡邏模式。它會像一個寵物機器人一樣，在家裡自動尋找路線行走。
現實版的BB-8並非那些知名玩具公司的作品（如樂高，美泰），而是一臺Sphero公司生產的由應用控制的微型機器人。不過能戰勝一幹大公司拿到BB-8的訂單，也算是該公司的緣分。Sephro去年加入了迪士尼的科技發展加速器項目，該項目旨在利用迪士尼的現有資源幫助小公司擴大業務規模，而項目開始第二天，與迪士尼CEO Bob Iger的會面就徹底改變了Sephro的發展軌跡。
「當輪到我們與Bob會面時，辦公室裡只剩下Sephro的兩位創始人，我和Bob，他拿起自己的iPhone開始播放《原力覺醒》的樣片，這打了巨大水印的樣片我們都還是第一次看到。」Sphero的CEO Paul Berberian說道。隨後Bob問他們，是否能打造出樣片中的BB-8機器人。
而BB-8的存在可不是一般人能獲知的，就Sphero的導師們都對其一無所知。「確實，如果不是喬治·盧卡斯的死黨或者迪士尼的高管，又怎麼會知道這種最高機密，這個角色可是新的大殺器。」Berberian說道。
Sphero在11月順利獲得了星球大戰劇組的許可，並在隨後的十個月裡開足馬力進行研發，它們要趕在「原力周五」玩具首賣會前拿出最終的產品。
儘管BB-8在外型上與它們之前研發的機器人有幾分相似，但整個研發過程依然困難重重。為了提高續航能力，它們改用了藍牙連接，但這一改不要緊，整個內部電子元器件都要進行更換。因為技術限制，BB-8的活動範圍只能達到100英尺。而且因為設定中BB-8的頭部是懸浮在身體上的，Sphero不得不使用一種「偽逆平擺傳動機制」來模擬這種效果。
真正讓BB-8顯得那麼與眾不同的，可能就是它專屬的應用了。在iOS和安卓平臺上你可以利用該應用驅動BB-8，發出語音指令，甚至像星戰電影中的橋段一樣控制它。BB-8搭配獨家應用上的星戰原聲音樂和動畫，令人印象深刻了。
整理自雷鋒網、CNET、癮科技，各內容版權歸原作者所有。
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