為贏過老婆打造自動瞄準弓，閉眼也能百發百中，零件電路算法全自制_風聞

　　豐色 夢晨 發自 凹非寺

　　量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

　　油管上一位小哥最近有個煩惱：老婆射箭技術太好，我很菜又想贏怎麼辦？

　　苦練6個月、6年？No No No，不如花時間做一個自動瞄準的弓箭，一勞永逸！

　　這就是這位DIY達人的思考方式該死的勝負欲。

　　不得不説，小哥花了6周還真做出來了，最終這把弓箭就像狗見了肉貓見了耗子兔子見了蘿蔔直奔目標。

　　不看都能射中：

　　換個蘋果，沒問題：

　　運動的靶子也能彈無虛發：

　　小哥一把視頻傳到YouTube上，就引來了數百萬網友的圍觀，“Brilliant”、Incredible”、“Awesome”滿天飛，膜拜之聲不絕於耳。

　　當然，為了贏老婆，小哥也不是沒想過直接買一把自動瞄準的弓箭作弊，可惜網上沒有賣的。

　　作為一名硬核工程師+程序員，完全不能允許2021年還有這種事情，必須自己做！

　　零件電路算法全自制

　　首先買一把輕型的弓，畢竟還要往上加很多零件，太重了就舉不動了。

　　自動瞄準的思路小哥已經想好了：

　　先來一個自動瞄準裝置負責移動弓，再來一個自動釋放裝置，在系統判定的時機自動放箭。

　　瞄準用的視覺系統由8個高速攝像頭組成，每秒鐘可以更新50次的那種。

　　除了弓箭和攝像頭是買來的，其他零件都是自己設計、自己造出來的，電路是自己焊的，連瞄準的算法也是自己用Python寫的。

　　真是全能啊。

　　都做好後，上下、左右方向都能自動調整，發射時機也不用人操心。

　　終於大功告成，上靶測試一下。

　　呃…準不準先不説，因為弓自己移動到合適位置的時機無法預料，猝不及防地自動發射讓拉弓的手總打到自己臉。

　　小哥後續解釋道其實把弓拉滿就可以避免這個問題，但在測試期間為了避免射出去的箭力道太大誤傷到房間裏其他物品，只好選擇拉到半滿犧牲一下自己了。

　　再來看看準頭。

　　有點偏，而且每次都是往左上偏。

　　這種情況雖然有簡單的辦法解決：人為加一個修正，每次都往右下一點瞄。

　　小哥多年的開發經驗告訴他，這樣做會為將來更多Bug埋下伏筆。

　　不過也管不了這麼多了，先臨時加上這個“非常蠢的修正”，把老婆叫來比一場吧。

　　結果是……0：3完敗。

　　他不甘心，一切都正常只是箭有點偏，那一定是代碼的問題。

　　再加上還要馴服移動靶子，與其修改代碼不如全刪了重寫，於是小哥又Coding了一週。

　　好了，再試試。

　　拉好弓，“咳咳，老婆扔靶子”：

　　小哥按下啓動按鈕，剩下的就交給跟蹤系統了：

　　系統每300毫秒檢查一下靶子運動的拋物線軌跡傳給計算機，然後通過一個“乏味”的小計算來確定弓的移動位置，同時考慮到箭頭到達目標的時間以及箭的彎曲路徑。

　　隨着數據的更新，弓不停的移動，終於它瞄準時機，一箭發射：

　　完美錯過……

　　代碼還是有問題，改！

　　説好了只需一分鐘修復，小哥花了一個小時，老婆表示懶得等了。

　　沒人給他發靶子了，不過這也難不住他：再造一個自動投靶器唄。

　　據小哥後來回憶，這個投靶器在整個6周的開發過程中至少投了上千次靶子。

　　好了好了再試！

　　emmm……不是發太早就是發太晚、甚至連靜態靶子都射不中了……

　　Bug Bug全是Bug連投靶器也有Bug。再次修理了一番之後，還是差一點點。

　　小哥一番檢查確定機器和自動瞄準系統都沒有問題，到底哪不對？他打算換個思路。

　　除了科技還有氪金

　　小哥通過慢鏡頭回放箭的飛行過程發現，這箭它咋不是筆直射出去的呢？

　　原來不是自動瞄準系統出了問題，而是他買的這把入門級反曲弓不行。

　　根據反曲弓的原理，用力拉弦時箭身也會受到外力發生輕微彎曲形變，鬆手發射之後箭身受力取消，會在彈性恢復力的作用下有恢復原狀的趨勢。

　　這股力又會讓箭身向反方向彎曲，同時改變箭的飛行方向。反方向彎曲到了一定程度又會再次回彈，又改變飛行方向。

　　小哥參考另一個油管頻道SmartEveryDay的視頻搞明白了這個問題。

　　在這樣的反覆循環中，箭就不是筆直的射向目標，而是不斷搖擺着前進。

　　在專業射箭運動中，箭矢的抗彎曲度程度稱為“撓度(Spine)”，撓度也影響着箭飛行時搖擺的程度，不同磅數的弓要搭配不同撓度的箭才容易射中目標。

　　小哥覺得雖然增強一下算法，把撓度也考慮進去就能解決這個問題，但這不符合他野生鋼鐵俠的風格呀。

　　畢竟鋼鐵俠除了懂技術還有錢。

　　小哥決定氪金！買一把能把箭射直的複合弓。

　　把瞄準裝置挪到複合弓上後，最開始擔心的那個問題還真出現了：整套系統太重了，舉不動。

　　不過這也難不倒他，小哥又給自己做了一套裝甲，用整個上半身的力量支撐弓的重量。

　　這下整套系統可以説從自動瞄準弓進化成了瞄準機器人，留給人的任務就只有拉弓了。

　　再找老婆比賽！

　　為了贏得更穩，小哥還調整到了精準模式，等瞄準裝置完全停止運動再發射。

　　這一回3:0完勝。

　　不過小哥還不過癮，再次挑戰移動靶，成功！

　　再來更難的挑戰，能不能射中樂高小人頭上頂着的超小“蘋果”。

　　有多小呢？直徑還不如箭桿大。

　　從結果來看雖然能射中，就是樂高小人消耗極快。

　　下一步挑戰更遠距離

　　這位小哥名叫Shane Wighton，曾在美國一家3D打印機公司（Formlabs）做了八年工程師，擁有機械工程學士學位和計算機科學碩士學位。

　　畢業學校雖不怎麼有名（北卡羅來納大學夏洛特分校），但從四歲起就開始在老爸的帶領下搗鼓塑料模型焊接了。

　　才華橫溢、熱愛製作的他已經從公司辭職，現在似乎在全職做YouTuber。

　　他的頻道自從去年疫情爆發期間推出以來，不到一年半的時間總訂閲人數已超300萬。

　　應該有不少人看過他的作品吧。

　　就比如這個自動理髮器：

　　還有這種百發百中的籃筐和枱球杆（似乎小哥對自動瞄準這個事有些執念）：

　　最後回到自動弓箭，雖然Shane覺得現在效果已經夠酷了，但他想要的是能和真正的射箭高手同台競技。

　　接下來他要挑戰在45米距離射中樂高小人頭上的蘋果。

　　因為距離會把微小的偏差放大，要達成這個目標就需要開發全新的自動瞄準弓2代。

　　而改進方法在他腦袋裏已經設計好了。

　　原視頻地址：

　　https://www.youtube.com/watch?v=1MkrNVic7pw

　　參考鏈接：

　　[1]https://bowaddicted.com/how-to-properly-tune-a-recurve-bow/

　　[2]https://www.youtube.com/watch?v=O7zewtuUM_0

　　‍[3]https://www.patreon.com/stuffmadehere