「#不管怎麼投都會進的籃球」來了!這可是物理界的大事!

#話都給我講就好系列-173-20200426
疫情肆虐,沒事別出門!可是...「#教練我想打籃球...」怎麼辦呢?
沒關係,「#不管怎麼投都會進的籃球」來了!這可是物理界的大事!
YouTube頻道「Stuff Made Here」在 4 月 16 日上架了一段影片「How I made a basketball hoop that always goes in」(連結在留言處),將本來是平面的籃板改為曲面,讓所有「擦板」的球,都能順利反彈回籃框中,進球得分。
這個東西看起來商機無限,不過商機不在於可以練習籃球,而是當作「#抒壓玩具」,就算你不是「#灌籃高手」中的神射手 #三井壽,也能百步穿楊,怎麼投都進,想起來就很爽!
這是怎麼做到的呢?當然是物理啦!只要利用粒子與平面的碰撞「入射角=反射角」的原理,找出籃板上每個點適當的位置(要離本來的平面多遠)與曲率就行了。

說起來簡單,不過由於籃球撞擊籃板時,即使打到同一個點的速度與角度並不固定,所以作者寫了程式模擬各種可能的狀況,讓球能夠進籃得分的機率極大化。算出這個曲面後,仔細的加工就完成啦!
除了抒壓之外,也可以進行其他有趣的比賽,例如「要打到籃板但是不可以進籃」,這個條件反而變得比較難,這當然也是靠物理!只要讓球適當的旋轉,利用籃球接觸籃板時的橫向摩擦力的作用,就可以讓球改變方向了。
這個設計結合了物理理論、電腦模擬以及實作,超讚的!
追申:有版友質疑由於球的速度、旋轉、摩擦力、彈性係數等因素,不可能達到百發百中的程度,確實如此,只是在科普文中我們就沒講這麼詳細。下一個版本真的要做到百發百中,籃板上可能就要搭載攝影機與 #人工智慧,利用 #電腦視覺 抓出球的動向,再即時調整籃板(要變成多片拼接)的角度讓球能夠投進。最後一個步驟可以使用傳統的 #物理引擎 來模擬,也可以採用 #機器學習 的方式...不過這個版本會不會太豪華了一點...
圖一:教練我想打籃球...(來源:井上雄彥/集英社)
圖二:怎麼投都會進的籃框(來源:Stuff Made Here)
圖三:連續動作(來源:Stuff Made Here)

疫情肆虐,沒事別出門!可是...「#教練我想打籃球...」怎麼辦呢?沒關係,「#不管怎麼投都會進的籃球」來了!這可是物理界的大事!YouTube頻道「Stuff Made Here」在 4 月 16 日上架了一段影片「How I...

東海大學應用物理系發佈於 2020年4月25日 星期六

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