MIT開發(fā)出可讓普通人快速設(shè)計(jì)出3D打印機(jī)器人的交互式系統(tǒng)Robogami

dy1993   2017-08-24 15:21:40

據(jù)悉,基于古代日本的折紙工藝,麻省理工學(xué)院(MIT)計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室(CSAIL)的一組研究人員開發(fā)出一種名為“交互式Robogami”的系統(tǒng),以簡化機(jī)器人的整個(gè)設(shè)計(jì)過程,從而讓普通人能在相對較短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)和3D打印出自己的機(jī)器人。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在了《International Journal of Robotics Research》上。

由于使用折紙概念,該系統(tǒng)提供的設(shè)計(jì)過程比當(dāng)前許多虛擬設(shè)計(jì)工具提供的更直接和直觀。實(shí)際上,傳統(tǒng)的折紙方法被用來完成最后一個(gè)制作階段。機(jī)器人設(shè)計(jì)先被3D打印成平面的2D面,各個(gè)部分之間用接頭相連,完成打印后以折紙方法折疊起來,組裝成機(jī)器人的最終3D形狀。

“3D打印可以打印復(fù)雜、剛性的結(jié)構(gòu),而2D制作能實(shí)現(xiàn)輕便但結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)可以快速生產(chǎn),”研究人員解釋說說,“通過3D打印2D結(jié)構(gòu),我們可以結(jié)合兩種方法的優(yōu)勢,用輕質(zhì)材料制造出強(qiáng)大而復(fù)雜的設(shè)計(jì)。”

Robogami的一個(gè)關(guān)鍵特征是它給設(shè)計(jì)人員提供了選擇,去決定機(jī)器人的運(yùn)動(“步態(tài)”)和形狀(“幾何”)。在其他設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,這兩個(gè)方面通常是分開的。使用Robogami,用戶能在幾分鐘內(nèi)設(shè)計(jì)好機(jī)器人,然后用少至4小時(shí)的時(shí)間來3D打印。由于該軟件用算法來仿真和交互式反饋,用戶不需要花心思去考慮機(jī)器人更復(fù)雜和精細(xì)的機(jī)械特征。軟件可以分析速度和穩(wěn)定性等因素,以在設(shè)計(jì)過程中提供建議,這保證了機(jī)器人的實(shí)際可行性。

因此,用戶只需從概念層面上關(guān)注整體設(shè)計(jì)。他們可以從一個(gè)模型庫中進(jìn)行選擇,里面有50多種不同的身體、輪子、腿部、“外圍設(shè)備”以及各種不同的“步態(tài)”。

在Robogami的初步測試中,8個(gè)測試者分別有二十分鐘的練習(xí)時(shí)間,然后去執(zhí)行兩項(xiàng)任務(wù)。一個(gè)任務(wù)是在10分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)可移動、穩(wěn)定的汽車設(shè)計(jì)。在第二個(gè)任務(wù)中,測試者拿到一個(gè)機(jī)器人設(shè)計(jì),然后去創(chuàng)建一個(gè)軌跡來引導(dǎo)機(jī)器人以最少的時(shí)間通過一個(gè)障礙通道。

在測試中,一共有六個(gè)機(jī)器人被制造出來,每個(gè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)時(shí)間在10到15分鐘之間,打印時(shí)間在3到7個(gè)小時(shí)之間,組裝時(shí)間在30到90分鐘之間。MIT團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),他們的3D打印-折疊方法將打印時(shí)間縮短了73%,將使用材料量減少了70%。這些機(jī)器人還能進(jìn)行各種不同的運(yùn)動。

Robogami的當(dāng)前版本主要集中在可以行走的設(shè)計(jì)上,但團(tuán)隊(duì)希望在將來這款軟件能設(shè)計(jì)出會飛的機(jī)器人。

延伸閱讀:比利時(shí)安特衛(wèi)普大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出會翻譯手語的3D打印機(jī)器人手臂

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