机器之心报导
参加:张倩
喜爱投篮,但总也投不进,真是令人懊丧。游戏里能凭借各种方式开挂,实际里行得通吗?国外的一位小哥表明,换个篮板就得了。
图上的这个篮板是一位名叫 Shane Wighton 的小哥做出来的。上个月,他在 YouTube 上放出了这段视频,点击量现已超越 437 万。从视频中可以精确的看出,这个篮板简直可以让你「弹无虚发」。
咱们注意到,这块篮板和一般篮板长得不太相同。一般篮板都是平的,要想进球就得让球以适宜的视点、速度打在某些特定的方位,十分需求技巧。但这块篮板是曲面的,并且曲折的弧度经过了精细的核算,即便球技很差的人也能容易进球。
这位小哥表明,做这么一个篮板是他一直以来的愿望,早就列入了「遗愿清单」(bucket list),仅仅最近刚好有空做了出来。
刚开始的主意分外的简略,便是觉得要做一个「曲面」的篮板,让打在上面的球都能被弹到篮筐里,就像下边这张草图:
那么问题来了,这个曲折的弧度怎样掌握?用什么办法算出来?
在实在的日子中,有些问题是很难求解的,要么不或许,要么核算量过大。以「三体」问题为例,假如有三个天体,它们的质量、初始方位和初始速度都是恣意的,那么它们之间在万有引力效果下的运动规则就很难精确地表明出来,由于其前史轨道看起来就像一团乱麻。算不出天体运动轨道也就拟定不了历法,猜测不了头顶几个太阳何时一起呈现,遇上天灾分分钟灭绝,这也是三体人要侵吞地球的原因。
同理,篮球击在篮板上的或许性好像也有无数种,每次视点、速度、在篮板上的落点改变都会发生一种新的轨道。作为一个文娱项目,把每种或许都模仿出来显然是不实际的。也便是说,想做一块弹无虚发的篮板好像不太或许。
在这种情况下,Wighton 专门做了一款软件,尽或许多地模仿投篮进程中的或许性。
他在篮球场的不同方位将球击在篮板的不同部位,然后依据每次投篮的成果修正篮板上相应点的视点,使得击到这个方位的篮球可以落到篮筐里。
在软件中将这一进程重复几千万次,使得篮板的形状越来越挨近「弹无虚发」的方针,这便是蒙特卡罗办法的思维,但作者表明,「我不知道蒙特卡罗是谁」。
蒙特卡罗办法是一类广泛的核算算法,它依赖于重复随机抽样来取得数值成果,由 S.M. 乌拉姆和冯 · 诺伊曼首要提出。他们二人是 20 世纪 40 时代美国在第二次世界大战中研发原子弹的「曼哈顿方案」方案的成员。冯 · 诺伊曼用驰名世界的赌城——摩纳哥的 Monte Carlo 来命名这种办法,为它蒙上了一层神秘色彩。
蒙特卡罗是一类随机算法,在采样不全时一般不能确保找到最优解,但采样越多,越近似最优解。这也是 Wighton 做篮板的基本思维。
在此进程中,Wighton 还使用最小二乘法对核算成果进行了优化,由此得出一个新的曲面篮板:
最终得到的篮板大致长这样:
接下来便是一些「木匠」活儿了。Wighton 凭借数控机床和 3D 打印技能做出了篮板的木质零部件:
一番操作之后,得到的零部件是这样的:
然后将他们拼在一起:
接下来便是见证奇观的时间:
咦?说好的弹无虚发呢?怎样老是碰到篮筐?
Wighton 发现了自己疏忽了一个问题:核算球的半径。
关于这样的一个问题,Wighton 找到了一种分外的简略的解决办法:将篮筐往前移动必定间隔。然后,投球就真的近乎「弹无虚发」了!
这个视频在 YouTube 发布后,引来了 400 多万点击量和 7000 多条谈论。
而点赞量最高的谈论对这个构思不惜奖励:
「你应该为这个规划申请专利,再找一家公司进行批量生产。我必定会买,太有意思了!」
也有网友表明:
「我,一个绝无体育细胞的人,仍是可以找到投篮失利的视点……」
Emmm,很厉害哦,这位网友大概是 Wighton「投篮弹无虚发」之旅的拦路虎吧。
最终奉上完好视频:
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