Квадратная волна — это сигнал, который выглядит как резкие скачки между двумя уровнями, например, вверх и вниз, как будто кто-то включает и выключает свет с равными паузами. Она часто встречается в электронике, например, в цифровых устройствах, где сигнал должен быть либо "вкл", либо "выкл". Такая волна не плавная, а угловатая, с резкими переходами. Ряды Фурье — это способ разобрать этот сигнал на части, как будто мы раскладываем его на простые волны, похожие на синусоиды. Квадратная волна состоит из множества таких синусоид, но только с определёнными частотами — самой низкой (основной) и её нечётными "родственниками" (в три, пять раз быстрее и так далее). Чем больше этих синусоид мы складываем, тем ближе получаем форму квадратной волны, но из-за её резких скачков идеально точной картинки добиться сложно — около краёв появляются небольшие "колебания", которые называют эффектом Гиббса. Это как пытаться нарисовать острый угол с помощью плавных линий — всегда будет небольшая неточность. Ряды Фурье помогают понять, как квадратная волна устроена, и используются в музыке, электронике и других областях, чтобы анализировать или создавать такие сигналы

ТГ "Познавательное рядом"

Раньше делали мало и дорого.

Попробовали воспроизводить гибкость и ловкость таких биологических конечностей, но с минимальными затратами на производство и управление. В смысле, чтобы подошло массовому потребителю. Тут, в отличие от других экономически-беспомощных работ, сначала разработали матмодель, а потом стали думать, как делать.

Сделали щупальцебота (назвали SpiRob) из 3 частей:

— Тело, оно же щупало или хватало — гнущаяся палка из уменьшающихся блоков, соединённых шарнирами типа позвоночиника. Щупальце и есть, только не из мяса, а скелетное. Внутри эластичный слой, чтобы щупало само разворачивалось, если не прикладывать усилие.

— Кабели — проходят через щупало от начала до конца и закреплены внизу и вверху. Когда натягивается только левый или правый кабель, робот скручивается влево или вправо в плотную спираль.

— Движки — натягивают и отпускают кабели.

Дальше их печатают из термопластичного полиуретана (TPU-95A).

По большей части движения скопировались с осьминога, включая некоторую автономность щупальца. Как и с осьминогом, захват автоматический, то есть просто по факту прикосновения объект уже огибается и удерживается. Осьминог, если что, просто нажимает E на объекте, дальше щупальца сами как-то разбираются.

Контакт с объектом вычисляется аналитически по увеличению усилия на моторы. Так можно почувствовать даже пёрышко на практике. Если прошивка адекватная, робот нежен, как в первую брачную ночь. Ну, по крайней мере, один раз яйцо не разбил.

Что ещё показали:

1. Уменьшенный в 70 раз вариант длиной под сантиметр с диаметром кончика 0,14 мм. Сделан из смолы стереолитографической печатью. Использовался для безопасного захвата и манипуляций с муравьем без мема про полученную кашицу.

2. Трехкабельный однометровый — офигенно, уже можно использовать почти для всего практического, даже кидаться грязью, как слоны. На этой модели учёные впервые получили по щщам от своего робота.

3. Массив щупалец: захват с помощью нескольких роботов, равномерно расположенных по окружности. Там не нужно кросс-датчики, щупальца не перепутываются и не требуют сложного управления, просто сами располагаются как надо.

Ну и всё это можно крепить на дроны. Пока не до конца понятно, зачем, но можно.

Грузоподъемность — до 260 раз больше собственной массы робота (10 кг для щупальца 38,4 г). Захват быстрый, до 60 мс. Ну и эта штука может ловить то, что в него метают или чем его пытаются ударить. Его там, собственно, били палкой и мячиком, он уже способен на самозащиту)

Это ещё один офигенный пример того, как формой можно кодировать способ взаимодействия с объектом — тут от большей части сложных датчиков, моторов и контроллеров избавились, правильно изготавливая спирали. Достаточно для практических применений.

Поэтому теперь просмотр мультиков тоже можно списывать в рабочее время и в расходы на RnD, что даёт налоговый вычет.

Вот другой отличный пример робота с распределённым манипулятором, который почему-то назвали роем нанороботов. Неграмотное быдло эти учёные. Робот там не программируется на взаимодействие, а следует своей физике, и получается правильный захват объектов.

А мы рекомендуем читать про осьминога тут на Пикабу, это один из лучших постов нашей уютной канавы. Потому что осьминог думает головой и щупальцами (и с ними надо договариваться ещё), какает через мозг и вообще сделан не так, как обычные земляне. Почти во всём.

Оригинал у нас в рядах Фурье. Там ещё другие упоротые штуки тоже. Вступайте в ряды Фурье!

Тем кто хочет сделать анализатор спектра посвящается.
Что такое анализатор спектра, кратко и наглядно:

Выводы - любите математику, господа.

P.S. Видео не моё, одно из первых по запросу "спектроанализатор" на ютубе.