小學生的科學：左扭右扭 關節要合拍
【明報專訊】機械人要做動作、跳舞，與人一樣需要關節，即是靈活移動的結構，數學、音樂科教師曾致豪說：「Marty的關節多，尤其是腿部，可以設計多種動作。」原來機械人通過編程成為「跳舞Guy」並不容易。
◆前後擺動：Marty的每條腿上有3個關節，分別負責不同功能，梁銘杰圖中所指位於上腿後部關節位置，便是負責前後擺動。(圖)
◆左右移動：上腿前部的關節負責左右移動。(圖)
◆轉動方向：下腿關節負責轉動方向。(圖)
以上3部分的腿部關節能讓Marty做出走路、轉彎、擺動等動作，在MV中，同學安排兩隻Marty機械人「拍擋」一起跳舞(圖4)，最具挑戰的是「關節合拍度」，負責控制的梁銘杰及王彥熹說：「要掌握一致的時間，默契很重要。」因二人各控制左或右，並且要一致。曾老師說，單是一秒的跳舞畫面，從鋪排場景，兩隻Marty一致的動作，要花近一小時才有「完美」效果，而且Marty做出「跳舞」或「踢球」動作，屬「高難度」表演，因為要協調機械人身體多個關節，讓它們保持平衡不會跌倒。●
靈活度不佳 難做「一字馬」
同學設計的舞蹈主要有左右移動、前後擺動等，為Marty「排舞」時，曾想過設計超高難度動作「一字馬」，可惜不成功，因為該動作需要的柔軟度和關節靈活度始終不如人。
■知多點
機械人關節類別
機械人關節與人體關節並不相同，主要分為「旋轉關節」(如髖)、「線性關節」(如膝、肘)兩大類，這些關節組合起來能幫助機械人像人一樣站立、走路、彎曲，甚至跳舞。機械人的關節有旋轉力(扭矩)，衡量單位為牛頓米(Nm)，一般而言，如髖等旋轉關節需達147至250Nm才能做出靈活的舞蹈動作。
牛頓米
舞蹈涉及轉動動作，旋轉力是機械人靈活跳舞的關鍵。旋轉力又稱「扭矩」，量度單位是「牛頓米」(Nm)，可以量度機械人關節的推動力，以及能轉動身體零件的重量，因此扭矩愈大，推動力愈強，可作更多高難度舞蹈動作。「Unitree H1/H1-2」機械人有360牛頓米，屬於大扭矩，能駕馭更多舞蹈動作。
文：鄭惠霞
圖：賴俊傑
(科學、科技、工程與社會)
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[科學小學堂 第001期]
