🦾

Роботика та Кінематика

Від FABRIK зворотної кінематики до RRT* планування шляху — вивчайте алгоритми роботики через 3D симуляції у браузері.

6 симуляцій Canvas 2D · Three.js IK · Пошук шляху · Маятник

Симуляції категорії

Механізми, планування руху та керування маніпуляторами

Роботика — це прикладна геометрія — представлення ланцюгів шарнірів матрицями обертання, ітеративне розв’язання обмежень положення та планування шляхів без зіткнень через простір конфігурацій. Та сама математика рухає як промислові маніпулятори, так і анімовані скелети персонажів в іграх.

📡
★★★ Складна Нова
LiDAR-сканування
Обертовий 2D LiDAR випускає промені до стін, будуючи зашумлену хмару точок і log-odds сітку зайнятості. Перетягуйте сенсор кімнатами й коридорами.
LiDARХмара точокСітка зайнятостіCanvas 2D
⚙️
★★☆ Середнє
Механізми та важелі
Чотириланкові механізми, комірка Поселльє, механізм Уатта та механізм Чебишова. Перетягуйте шарніри, щоб побачити шатунні криві — основи машинобудування.
Canvas 2D Кінематика Обмеження
🗺️
★★☆ Середнє
Пошук шляху
A*, Дейкстра та BFS, візуалізовані на інтерактивній сітці. Малюйте стіни, задавайте старт/ціль і спостерігайте, як межа пошуку розширюється в реальному часі.
Canvas 2D A* Dijkstra
🔗
★★☆ Середнє
Подвійний маятник
Хаотичний дволанковий маятник, розв’язаний методом RK4. Сліди кількох маятників демонструють метеликоподібну чутливість до початкових умов.
Canvas 2D RK4 Лагранжева механіка
🎯
★★☆ Середнє
Зворотна кінематика (FABRIK)
Клацніть будь-де, щоб задати ціль, і спостерігайте як ланцюг дотягується за допомогою алгоритму FABRIK. Три режими: Одиночний, Дзеркальний, Павук.
Canvas 2D FABRIK IK Solver
🚁
★★★ Складне
Рій дронів
Рій дронів на основі алгоритму Boids з чотирма режимами формацій: Зграя, Коло, Сітка, Клин.
Canvas 2D Boids Рій
🐜
★★★ Складне
Гексапод
Шестиногий робот з 2-ланковою IK для кожної ноги та тріподною або хвильовою ходою. Рівний і горбкуватий рельєф.
Canvas 2D Планування ходи IK

Ключові концепції

Математика машин, що рухаються

FABRIK IK
Зворотна кінематика з прямим і зворотним досяганням (Forward And Backward Reaching Inverse Kinematics). Чергуються: прямий прохід витягує ланцюг від кореня до цілі; зворотний прохід знову закріплює корінь. Збігається за O(ітерацій × N) — без обернення матриць. Працює для розгалужених ланцюгів.
Чотириланковий механізм
Опора + три рухомі ланки, що утворюють замкнений чотирикутник. Шатунна точка викреслює шатунну криву: майже прямі лінії (Уатт), вісімки тощо. Фундаментальний будівельний блок механічних годинників, двигунів та шарнірних роботів.
Пошук шляху A*
Пошук із чергою з пріоритетами, що сортує вузли за f(n) = g(n) + h(n): фактична вартість + евристична оцінка. Допустима евристика (яка ніколи не завищує) гарантує оптимальний шлях. Евклідова відстань h для сіткових роботів, попередньо обчислені ієрархічні карти для ігор.
Лагранжева механіка
L = T − V (кінетична мінус потенціальна енергія). Рівняння Ейлера-Лагранжа дають рівняння руху для будь-якої системи з ланцюгом шарнірів. Уникає векторного аналізу сил Ньютона — потрібні лише скалярні вирази енергії. Стандартний вивід для роботів і подвійних маятників.

Навчальні ресурси

Статті та посібники про алгоритми роботики

Стаття IK FABRIK: з нуля на JavaScript Повний розбір: ланцюг ланок, прямий прохід, зворотний прохід, обмеження кутів, розгалуження. З живим демо на canvas. →
Усі статті →

Ключові Концепції

Теми та алгоритми, які ви досліджуєте в цій категорії

Інтерактивна МодельБраузерна симуляція реального часу з живими параметрами
WebGL / Canvas 2DАпаратно-прискорений рендеринг у браузері
Математична ОсноваДиференційні рівняння та чисельне інтегрування
Відкритий КодMIT-ліцензія — вивчайте, змінюйте та використовуйте
Без ВстановленняПрацює у Chrome, Firefox, Safari, Edge
Освітній ФокусПобудовано для чіткого пояснення науки

🤖 Перевір свої знання з робототехніки

П'ять швидких запитань для перевірки розуміння робототехніки та автономних систем

Вікторина з робототехніки

Часті Запитання

Поширені запитання про цю категорію симуляцій

Чи потрібне встановлення для симуляцій?
Ні. Кожна симуляція працює повністю у браузері за допомогою WebGL та Canvas 2D. Нічого встановлювати або завантажувати — відкрийте сторінку і симуляція запуститься негайно.
Чи можна використовувати ці симуляції для навчання?
Так — усі симуляції розроблені як освітні та не потребують облікового запису. Вони широко використовуються на університетських лекціях та уроках природничих наук.
Які пристрої підтримують симуляції?
Усі симуляції працюють у браузерах на комп'ютері (Chrome, Firefox, Edge, Safari). Багато працюють і на мобільних пристроях.

Про Симуляції Роботики та Кінематики

Пошук шляхів, кінематика, рійне управління та автономні агенти

Симуляції роботики моделюють алгоритми, що керують автономними машинами. Від кінематики маніпуляторів та обернених задач до рійного управління та планування шляхів.

Моделі SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) демонструють побудову карти невідомого середовища. Симуляції рійної робототехніки показують емерджентну координацію.

Кожна симуляція побудована з акцентом на практичність. Алгоритми ідентичні тим, що використовуються в ROS та промисловій автоматизації.

Інші категорії