機器人僅用24小時將10萬塊骨牌拼出瑪利歐，創下世界紀錄！

機器人僅用24小時將十萬塊多米諾骨牌拼出瑪利歐圖案，創下世界紀錄！

十萬塊多米諾骨牌倒下是什麼樣的場面？ 十萬塊？那得排多久啊？ 

這工作量算是相當巨大，普通人的話可能要耗時幾個月，就算是找來7個最厲害的多米諾骨牌專家，也要花一個星期的時間。 

萬一搭建到一半，一不小心碰倒一塊……

那如果讓機器人來搭要多久呢？ 

答案是：24小時 

不可思議吧！ 

前NASA工程師 Mark Rober最近在YouTube 上公開了他與團隊用時兩年的最新成果——多米諾骨牌終結者機器人。 

它可以在短短24小時之內將10萬多塊多米諾骨牌變成一副瑪利歐的圖畫，鋪滿整個體育場，還創造了世界紀錄！

如何完成24小時內拼出十萬兩千塊多米諾骨牌？ 

Dominator（多米諾終結者），這麼霸氣的名字，一出場卻是個小可愛，大大的眼睛，鋼架構成的臉龐，還有個可愛的小尾巴搖來搖去。 

做起事情可是毫不含糊，它一次可以擺放300多塊小骨牌，完勝人類多米諾大神。 

▲ 從外觀來看，機器人前面有一個大托盤，這是它一次擺放300多塊骨牌的關鍵！

托盤頂部是由3D列印製作的漏斗，下面則是用於放置骨牌的固定網格；網格下面帶有鋼底板，只有在觸動底部的機關時，鋼底板移動，300多塊骨牌就會被整整齊齊地擺放在指定位置！ 

當漏斗裡所有的骨牌擺放好，機器人回到填充站，這是由機械臂和300多個2.7公尺高的軌道組成，骨牌會按照顏色用傳輸帶傳送上來，機械臂提前按照順序放在300個軌道裡，這樣機器人在填充時，只需要滑動底部鐵架，300多塊骨牌可以一次性完成填充。

補充完骨牌後，前往下一個目的點繼續多米諾骨牌的搭建。 

那麼，機器人是如何知道該去哪裡放骨牌呢？ 

團隊對十萬兩千多個多米諾的路線進行了程式設計，這樣機器人一開始就知道自己要去哪，行駛的過程中，使用內建的GPS進行定位，並用相機辨識地面上的標記，確保機器人每次都能完美擺放。

總結一下創下世界紀錄的過程： 

1. 提前設置好Dominator機器人； 
2. 關燈走人； 
3. 第二天回來，十萬兩千塊、一整個體育場的多米諾骨牌就完成了！ 

沒那麼簡單，要解決的三大難題 

這項工程，絕對沒這麼簡單！ 

Dominator 的創造並非一帆風順，從最開始的設計到最終的Dominator，不停的最佳化刪改，前前後後共有 11個原型。 

這個過程中，主要面臨著三大難題。 

第一個挑戰，是多米諾骨牌規模太龐大

團隊低估了十萬塊多米諾骨牌的規模，最初他們設想機器人直接攜帶上所有骨牌並一塊一塊地擺放。但是團隊進行計算後發現 10 萬塊骨牌有 850 公斤重，並且即使以 3 秒/塊的速度擺放也至少需要三天半的時間。

因此他們不得不改變最初的想法，改用托盤裝下一部分擺放好的骨牌，再去填充站填充。 

第二個挑戰，是骨牌的擺放位置要極其精準 

玩過的人都懂，每塊骨牌的擺放位置是極其精妙的： 

放置得要足夠近，才能讓骨牌倒下後碰倒其他骨牌；但是又不能將骨牌放得太近，否則擺放過程中就有可能把骨牌碰倒導致前功盡棄；同時，機器人本身也必須要有準確的定位，否則也會將已經擺放好的骨牌碰倒。

團隊一開始嘗試超音波感測器判斷骨牌與機器人的相對位置，但後來被證實是失敗的；後來該團隊又嘗試了 Marvlemind 室內GPS感測器，發現這也達不到想要的效果。 

最終，Dominator 採用了GPS來定位機器人的大致位置；並在地面上設置了小型紅外線反射標記，用於精確定位骨牌的擺放位置，紅外線地面攝影機會查看地面上的標記，並將其與它們對齊；位置定好後，托盤會被一個步進電機和滾珠絲桿元件降低；Raspberry Pi 4 負責一切，包括透過 USB 控制電機和從筆記型電腦接收命令。 

第三個挑戰，選擇合適的驅動系統 

即使解決了定位問題，如果沒有合適的驅動系統讓機器人正確控制自己的運動，那依然會前功盡棄。 

團隊最初嘗試了步進電機，但無法承載三百多塊骨牌，並且 Arduino控制的機器人速度太慢。隨後，換成直流電機的效果更糟，電機速度太快，無法在低速時提供足夠的扭矩來很好地控制機器人，甚至導致機器人失控瘋狂旋轉。

最後，Mark尋求了好友的幫助，他們選擇了使用ClearPath伺服系統驅動全向輪，它能夠非常準確並提供大量扭矩，增加皮帶減速器以進一步提高輸出扭矩，確保車速的同時也不會讓車輪打滑。 

四個人，耗時兩年 

Mark Rober是何許人也？ 

他是Youtube網站上的知名up主，作為美國國家航空航天局NASA的前工程師，他以知識科普以及各種有趣的發明和實驗聞名，有些實驗甚至有些瘋狂。

例如，為了打造最強蹦床，從45公尺垂直墜落一台汽車、為了破除大眾對於「鯊魚嗜血」的迷信，去海上放血吸引鯊魚； 還有使用高壓氮氣的巨型玩具水槍、可以連射雪球的「雪仗專用槍」、和用火箭驅動的加速高爾夫球桿……

而這次的Dominator並非 Mark Rober 自己的成果，是四人團隊多年工作的結晶，而團隊的結合始於Mark 2019年在舊金山市灣區舉行的一次演講，他在演講中說一直想製作一個機器人，利用這個機器人能夠在一夜之間將成噸的多米諾骨牌搭起來，並填滿整個體育場，但進行過一些嘗試後沒有成功。 

這個想法吸引到了 Alex Baucom 的興趣，他有過開發機器人的經驗，也吸引到了史丹佛機械工程專業的學生 John Luke 和 Josh。四人一拍即合，於是Dominator團隊就此誕生。

耗時兩年，多次失敗，11個機器人原型，只是為了一個瘋狂的想法，這種精神實在是太了不起了！ 

• 資料來源：Domino Robot Design Journey