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來自法國Aldebaran Robotics公司的NAO機器人,,這個僅有59厘米高的可愛小家伙精通19種語言,,可以與人類聊天,,還會唱歌跳舞,,主要作為自閉癥兒童的輔助治療手段,。
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挑戰(zhàn) 將人形機器人開發(fā)提升至全新水平,創(chuàng)造出親切迷人并常伴左右的高技術(shù)機器人,。1 n6 R% e- ~7 q2 V
解決方案
2 t! ?+ A4 m X7 g+ O" [" { 實施SOLIDWORKS Premium設(shè)計,、SOLIDWORKS Simulation Premium分析、SOLIDWORKS Plastics注塑成型分析和SOLIDWORKS Enterprise PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件,。+ I9 s2 w2 _( I- s; ^
應(yīng)用效果( Y- d, V, O* s( f$ T0 g+ x
•制造出的機器人具有類人運動能力
' `3 R# x u( r4 q: |3 ]! L- k* N, ? •解決了結(jié)構(gòu),、熱力和注塑成型問題5 K( h2 p0 p! [
•自動線路布局和步路0 t. ]0 J& r& _, B% g
•用于自閉癥治療的創(chuàng)新機器人平臺% H0 ?( h3 U! C7 `) c% k: I( Y. R
在早期科幻時代,正如HAL 9000不祥的紅色眼睛和《終結(jié)者》猙獰面孔等當時流行的文化意象造成的恐懼一樣,,機器人一直籠罩在令人毛骨悚然的陰影下。
; d8 s9 s" u; ~9 ~* C3 G 然而,,如果拋開科幻進入現(xiàn)實世界,,人類可以利用的機器人技術(shù)潛力則無比巨大。機器人可以充當助手,,也可以是人類的伴侶和朋友,,它們在教育培訓(xùn)領(lǐng)域可以發(fā)揮獨一無二的作用。但是,為了幫助人類克服其以娛樂為驅(qū)動的心理,,機器人必須可愛,、友善并且有趣,它們還需在外觀和行為上與人類相仿,。
( _- n, ^ K! @/ ? Aldebaran Robotics的使命是實現(xiàn)機器人的人性化和商業(yè)化,。這家法國的機器人制造商推出了NAO®機器人,這是目前為止世界上最先進的人形機器人,,它代表著機器人技術(shù)的量子飛躍,。NAO機器人開發(fā)要求Aldebaran的創(chuàng)始人具備遠見卓識、公司員工發(fā)揮聰明才智,,還要求其具有集成的3D開發(fā)環(huán)境,。
$ Y Q8 M# n$ o( H 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Bruno Maisonnier說,Aldebaran選擇了SOLIDWORKS®軟件來開展設(shè)計,、曲面,、仿真、注塑成形分析,、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)和可視化等方面的工作,,因為該軟件直觀且集成的設(shè)計和工程平臺中的工具可將自己的人形機器人愿景轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。Maisonnier強調(diào):“我們的機器人用于幫助人類,,因此它們必須既實用又很酷,,我們需要SOLIDWORKS這種3D解決方案以將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為真實的機器人�,!�
/ A" U4 L* x8 K& S6 Y; c/ m9 w Aldebaran在NAO機器人的開發(fā)過程中使用了SOLIDWORKS Premium設(shè)計,、SOLIDWORKS Simulation Premium分析、SOLIDWORKS Plastics注塑成形分析和SOLIDWORKSEnterprise PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件,。
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借助SOLIDWORKS設(shè)計工具,,Aldebaran成功地設(shè)計出了有史以來最類人的機器人,這是一個重要里程碑,。NAO機器人裝有觸覺傳感器,、攝像頭、揚聲器,、LED和麥克風(fēng),,它能感知周圍環(huán)境并與其交流,還能在與其主人的互動過程中學(xué)習(xí),。這款機器人移動時非常安靜,、平穩(wěn)并與人類相似,其尺寸和優(yōu)雅的姿態(tài)彰顯了安靜,、友善且舒適的特性,。
8 v% w& ^+ n% K 研發(fā)部機械電子經(jīng)理Vincent Clerc解釋說:“機器人的外形必須友善且美觀,,我們的設(shè)計師使用SOLIDWORKS曲面工具創(chuàng)造出了光順、優(yōu)雅的機器人外形,,而且干涉檢查功能可確保內(nèi)部零部件完美配合,。SOLIDWORKS Enterprise PDM系統(tǒng)使設(shè)計師可以專注于創(chuàng)新,同時該PDM系統(tǒng)還負責(zé)項目的結(jié)構(gòu),�,!�# o0 s8 p3 l- V/ e8 m' x3 t, Z k# G
機械與設(shè)計工程師Fabien Munier補充道:“NAO有1,400個零件,這相當于一輛小型汽車的零件數(shù),。在有限空間(NAO只有60分米高)內(nèi)實現(xiàn)所有零件的完美配合頗具挑戰(zhàn),。SOLIDWORKS在這方面讓我們頗為受益,該軟件讓我們能夠進行性能仿真并檢查每個零部件是否存在碰撞,,確保配合度和功能性都符合設(shè)計要求,。”
' B+ J2 G: {7 X1 u 通過利用SOLIDWORKS設(shè)計自動化和仿真工具,,Aldebaran避免了因大量原型制作耗費的時間和成本,,同時還優(yōu)化了機器人設(shè)計。借助SOLIDWORKS Routing功能,,Aldebaran設(shè)計師節(jié)省了為機器人進行線路布局的時間,。工程師借助SOLIDWORKS Simulation結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)分析工具解決了性能問題,尤其是機器人手部和頭部的性能問題,。Aldebaran通過SOLIDWORKS Plastics軟件解決了制造塑料零件時的模具填充問題,。9 y* I) J: x7 m; c+ v {1 j
Munier說:“我們遇到了機器人頭部和軀干過熱的問題,我們需要保持一定扭矩來確保機器人能夠行走或拾取物品,,當這么多零部件緊密地聚集在一起時,,仿真工具的作用將無比巨大�,!�
8 u6 i4 n6 Z: Z 機械與設(shè)計工程師Ludovic Bouchu補充道:“SOLIDWORKS Simulation可確保零件既足夠堅固又十分輕便,。鑒于NAO需要搬動其自身的重量以及電池和馬達,這一點尤其重要,。即使減輕一克,,這對我們也非常重要,SOLIDWORKS Plastics注塑成型分析軟件確保了快速,、準確且經(jīng)濟高效地生產(chǎn)塑料零件,。”
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, s% ^3 B8 i. J X研發(fā)自閉癥的機器人療法
4 X% O# S3 Q* O# h0 C Aldebaran將機器人NAO作為開放平臺推出后,,這款機器人在其他領(lǐng)域也得到了廣泛認可,。例如,印第安納州圣母大學(xué)的研究人員正在使用NAO研究自閉癥療法,。9 S7 Z6 \3 }, g9 @9 C# @ H# m( K5 y
Maisonnier聲稱:“無論人們借助NAO治療兒童自閉癥,,還是通過它來協(xié)助老年人的日常生活,有一點可以肯定,,大家喜歡我們的機器人,,他們沒被嚇到,而正是SOLIDWORKS幫我們實現(xiàn)了這一目標,�,!�; { y& g3 {2 b. }- M
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