程序员无聊在家琢磨运动技巧,成功吊打运动员(组图)

有些理工天才在参与体育运动时往往会自带外挂，例如工程师兼视频主播Shane Wighton，他为了增加篮球的投篮命中率，给自己设计了一个

100%命中篮板。

不管用什么诡异姿势，哪怕投篮歪到姥姥家，只需要将球投掷到篮板上，就能通过弹射让篮球入网：

（文中图片素材均来自视频频道Stuff Made Here）

估计库里看了都会惊呼：这是什么绝技？



既然是「100%命中篮板」，奥秘自然就在板子上，篮板看似普通，但其实转换视角后，你就会发现它有着明显的弧度：



球就是砸到这些弧度上后，才被弹进框的：



但寻找到合适的倾斜角度并不容易，这不是碰巧运气好，而是Shane Wighton硬生生算出来的。制作过程中不仅用上了数控机床，更是玩起了蒙特卡罗法统计模型法。



这一过程大致描述就是不断模拟投篮，从一个点投篮，球可以砸到篮板的任何地方，然后可能进球的角度也有很多，这就会得到一些数据。



然后换位置，又会得到更多数据，不断换位置不断收集，最后对比不同位置寻找进球时弹射的相似点，而这就是篮板要设置的角度和区域：



这一过程中，大概模拟了上千万次的投篮：



想法很疯狂，小哥的代码写的也很疯狂：



而且代码还需要一遍遍的跑，以此来不断精确、对比、重合出最为理想化的弧度：



最后，他得到了一个这样的模型：



接下来就是手工时间。

有了模型就要想办法给它做出来，Shane Wighton家里的材料只有松木，于是插入松木条，尝试设计零件的造型：



设计好后，利用设计的数据对木条进行加工：



很快，得到了所有零件：



接着动手开拼，尽管大部分木条之间的拼接严丝合缝，但也有些位置存在缝隙：



利用专业泡沫抹平后，「100%命中篮板」就完成了：



从这个角度，看不出篮板被做了手脚：



回想一下制作过程，从产品逻辑设计——再到物理弹射轨道设计——到编程——再到设计模具——最后动手制作，一路步骤繁琐，每一个环节都不容易，如此精妙的工程让人觉得只要使用这个神奇篮板，杀入NBA指日可待。

然而现实无情，一顿操作猛如虎后，一看战绩——一球都没投进。



？？？换做是我，心态就崩了。



但Shane Wighton很冷静，他发现这并不是几个球投不进的问题，而是所有球都投不进，篮板成了「100%投不进篮板」。

你可能觉得情况这不是更糟了么，但他却找到了问题所在：球总会打在篮筐的前缘。



于是他回溯了设计方案，然后很快找到了问题，他在计算的时候，只考虑到把球看做是一个点，忽略了球的半径：



所以他针对问题稍作调整，这次，真正的「100%命中篮板」来了，成功率非常高：



看来掌握物理、编程、还有手工后，开挂就是这么容易....



不过其实这个方案还是有缺点的。

例如如果你砸到的位置是四个角，或者篮板偏低的位置，篮球是没法反弹或者向上逆向反弹入网的。



另外由于设计问题，篮球只有运动轨迹呈现明显抛物线时，篮板才会起作用，直接砸篮板效果不佳：



但即使如此，网友也是看了眼热，有人吐槽NBA可能要完结了：



也有人说球员的危机来了：

不过更多人觉得， Shane Wighton用iPad的方式和我们的不同：



然而没想到，就在大家觉得这个设计颇为神奇的时候，没过多久，Shane Wighton的「100%命中篮板」2.0来了：



这「外挂」还升级了？



的确如此，同样是号称「百发百中」，但这次更厉害，闭着眼睛都能扔进：



神奇的是，在球砸过来的瞬间，篮板自己主动位移，把球引导入网：



如果说1代版本是物理玩法，用物理形状给出进球答案，然后投球者自己投出解题过程，那么2代版本则是智能机械玩法，让篮板自己解题，自己求出答案。



这套设备的优势是足够「智能」，它能够追踪球的轨迹，然后让篮筐做出判断。当然，制作过程同样很有难度。



整套动作分为几个阶段，第一就是让系统学会追踪篮球的运动轨迹：



这里的难点是需要让机器分清楚哪个是人头，哪个是篮球：



其次当球到达一定位置后，才能开始计算抛物线，也就是算出进球的落点：



知道从哪来，将要落到哪后，还需要让篮板据此做出及时的反应，移动调整自身位置，引导球入网：



同时这一切都需要在0.6秒内计算完成，而且是实时计算：



为了达到这种效果，当然又需要搞代码、以及计算让篮板如何倾斜才能够保证球能被正确弹如入篮筐：



这次的机械制造也很有趣，因为零件更多，更复杂，不仅要切割各种金属：



一些特殊的小零件，还用到了3D打印技术：



在结构设计上，篮板拥有三个「触手」，用于调节它的位置，摆动方向，三角结构稳定，而且可动性也足够用：



整套系统中还使用了给力的马达，用于给篮板的移动加速。因为加速够快才能够让篮板在瞬间爆发强大的力量，保证引导的准确率：



接下来就是表演时刻，之前机器反应速度不行的时候，距离这么近都投不进：



现在距离可以拉到这么远，然后随便投：



胯下扔也没问题：



篮板灵活的就像是两个人在一起打「排球」，一个负责传球，一个负责扣杀：



三井寿看了会流泪，绿间真太郎感觉自己被秀了一脸。

还有人大彻大悟，玩篮球，投篮不准原来不是手感的问题，而是篮板的问题（确实）。



看起来就算在篮球方面练习时长没有两年半，只要学会数理化，一样能打球打的贼6：



最有趣的是，系统支持面部识别功能，也就是能够分辨谁在投球。

根据Shane Wighton的设计，如果是他自己投篮，那就是百发百中，但如果是他老婆投，篮板就会帮忙把球推到一边去：



不得不说，虽然这位工程师利用天才般的构思赢得了投篮，但最终，他很有可能因此失去一个老婆。



（危） 阅读原文