近日，美國科(ke)學(xue)家研制出(chu)了截至目前全球(qiu)最(zui)小的(de)光(guang)學(xue)陀螺儀，這種陀螺儀大小和(he)(he)一粒米(mi)差不多。據了解，未來這種光(guang)學(xue)陀螺儀有望運(yun)用到無人機和(he)(he)航天器上。

雖然《頭號玩(wan)(wan)家》已經下映有一段時間了，但(dan)是相信喜(xi)歡(huan)玩(wan)(wan)游(you)戲的(de)(de)(de)讀者(zhe)(zhe)對于電影(ying)中(zhong)那(nei)種可以身臨(lin)其境(jing)體驗游(you)戲世界的(de)(de)(de)未來有所期待，甚至有一些讀者(zhe)(zhe)覺得，VR發展的(de)(de)(de)未來，應(ying)該就像(xiang)電影(ying)中(zhong)那(nei)樣。

事實上(shang)發展(zhan)到(dao)現(xian)在，VR已經可(ke)以(yi)相對精準的(de)模仿我們人體(ti)的(de)一些基本動作(zuo)，甚至可(ke)以(yi)做到(dao)用肢體(ti)動作(zuo)遠程(cheng)操縱機器人行動。而這一切移(yi)不開(kai)一個神奇零件——陀(tuo)螺儀(yi)。陀(tuo)螺儀(yi)的(de)種類有(you)很多(duo)，其功能與原(yuan)理(li)也不盡相同，但大(da)多(duo)數陀(tuo)螺儀(yi)的(de)目的(de)都是為了保持(chi)平衡(heng)和監視物體(ti)的(de)物理(li)狀態(移(yi)動、傾斜等等)。那么今天(tian)小編就來(lai)和大(da)家介(jie)紹(shao)一下陀(tuo)螺儀(yi)。

遠在(zai)(zai)天邊近在(zai)(zai)眼前的陀(tuo)螺儀原理

隨著iPhone將三軸陀(tuo)螺(luo)儀(yi)技術推廣到大眾視野，我相信對于大多(duo)數電子產品愛(ai)好者來說，陀(tuo)螺(luo)儀(yi)并(bing)不(bu)是(shi)什么(me)陌生的名詞。但是(shi)提(ti)及陀(tuo)螺(luo)儀(yi)，不(bu)得(de)不(bu)提(ti)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)的原理。 

關于(yu)(yu)陀螺(luo)儀原理(li)，如(ru)果(guo)你(ni)去查閱(yue)資料，會得到一堆諸如(ru)“角動量守(shou)恒(heng)”、“力矩”、“慣量”等專有詞(ci)(ci)匯，看起來(lai)十分復雜。其(qi)實(shi)對于(yu)(yu)一般人而言，要(yao)認識到陀螺(luo)儀的(de)特點其(qi)實(shi)并(bing)不難(nan)。關于(yu)(yu)陀螺(luo)儀原理(li)的(de)資料中提到的(de)那些(xie)專有名詞(ci)(ci)，其(qi)實(shi)無外乎就是為了講述一個(ge)物體(ti)高速旋(xuan)轉時(shi)(shi)，旋(xuan)轉軸(zhou)會趨于(yu)(yu)穩定(ding)并(bing)且不易受(shou)到影響的(de)道理(li)。如(ru)果(guo)要(yao)用具(ju)體(ti)例子來(lai)說明(ming)，那就是隨處可(ke)見的(de)自(zi)行(xing)(xing)車。眾所周知，當自(zi)行(xing)(xing)車處于(yu)(yu)靜止的(de)時(shi)(shi)候(hou)，他一定(ding)會往(wang)其(qi)中一側(ce)傾倒，但是，當自(zi)行(xing)(xing)車處于(yu)(yu)行(xing)(xing)駛狀態(tai)時(shi)(shi)，卻可(ke)以(yi)保(bao)持兩側(ce)的(de)平衡(heng)。而陀螺(luo)儀原理(li)其(qi)實(shi)就是在這(zhe)個(ge)基礎(chu)上(shang)，根據立(li)體(ti)空間(jian)特點加以(yi)完善的(de)。可(ke)以(yi)說，看似“高大(da)上(shang)”的(de)陀螺(luo)儀，其(qi)原理(li)其(qi)實(shi)隨處可(ke)見。

陀螺儀的主流發展方向(xiang)之(zhi)一——光學陀螺儀

對于(yu)技術(shu)人員而言，機械陀螺儀(yi)的原理自然不難理解，但是隨著技術(shu)的發(fa)展，科(ke)研人員開始(shi)思(si)考(kao)新的陀螺儀(yi)研究(jiu)思(si)路，于(yu)是光(guang)學(xue)陀螺儀(yi)就出現了。

光(guang)(guang)學(xue)陀螺(luo)儀(yi)的(de)(de)(de)運行依(yi)據的(de)(de)(de)是(shi)薩格納(na)克效應，用環形干涉器取代傳統陀螺(luo)儀(yi)中的(de)(de)(de)機械結(jie)構(gou)，位置和狀態的(de)(de)(de)識別也(ye)是(shi)通過監測“光(guang)(guang)敏感(gan)轉動”來(lai)完成。從某種程度上(shang)來(lai)說，光(guang)(guang)學(xue)陀螺(luo)儀(yi)避免了機械陀螺(luo)儀(yi)動態結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)幾(ji)乎所有弊端，做到(dao)了全固態、零(ling)摩(mo)擦、零(ling)噪音、壽(shou)命長(chang)等優點。也(ye)正是(shi)這些優點，讓光(guang)(guang)學(xue)陀螺(luo)儀(yi)可(ke)以更好(hao)的(de)(de)(de)集成到(dao)精密設(she)(she)備和可(ke)穿戴設(she)(she)備上(shang)，可(ke)以說，就目前(qian)的(de)(de)(de)技術發(fa)展而言，光(guang)(guang)學(xue)陀螺(luo)儀(yi)是(shi)主流的(de)(de)(de)技術方(fang)向。

追求極致 小而精難能可貴

如(ru)果不算導讀提到的那(nei)款光學陀螺(luo)儀(yi)(yi)，目前市(shi)場上高性(xing)能光學陀螺(luo)儀(yi)(yi)還(huan)只能做到略大于(yu)高爾夫球的程度(du)。當(dang)然(ran)這并非(fei)說光學陀螺(luo)儀(yi)(yi)不能做小，但做小理論上是要犧牲一定的性(xing)能。試想一下，如(ru)果想像《頭號玩家》中那(nei)樣做一些像后空翻、活動手指、在游(you)戲(xi)里打電子(zi)游(you)戲(xi)的精(jing)(jing)密操作，陀螺(luo)儀(yi)(yi)的過大或者精(jing)(jing)確度(du)不夠都是不行(xing)的。

熟悉電(dian)腦歷史的(de)(de)(de)(de)讀者(zhe)應該知道(dao)，過去的(de)(de)(de)(de)電(dian)腦和現在的(de)(de)(de)(de)比就如同矮人(ren)(ren)族(zu)的(de)(de)(de)(de)愚者(zhe)遇到了精靈族(zu)的(de)(de)(de)(de)天才，對于(yu)電(dian)子科技來(lai)說，做小做精都是(shi)(shi)不易的(de)(de)(de)(de)事，但(dan)同時也是(shi)(shi)發展的(de)(de)(de)(de)必然方向。光學陀螺儀尋求小而精的(de)(de)(de)(de)背后，是(shi)(shi)其在車(che)輛、無人(ren)(ren)機、可(ke)穿(chuan)戴設備等領域美好的(de)(de)(de)(de)未來(lai)，但(dan)更多的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)激(ji)勵科研(yan)者(zhe)在各自領域，向著極致努力前行。