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機器人。
解決方案
實施SOLIDWORKS Premium設計、SOLIDWORKS Simulation Premium分析、SOLIDWORKS Plastics注塑成型分析和SOLIDWORKS Enterprise PDM產品數據管理軟件。
應用效果
● 制造出的機器人具有類人運動能力
● 解決了結構、熱力和注塑成型問題
● 自動線路布局和步路
● 用于自閉癥治療的創(chuàng)新機器人平臺
圖1 Aldebaran機器人
在早期科幻時代，正如HAL 9000不祥的紅色眼睛和《終結者》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。
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，它們在教育培訓領域可以發(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。
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。
創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Bruno Maisonnier說，Aldebaran選擇了SOLIDWORKS?軟件來開展設計、曲面、仿真、注塑成形分析、產品數據管理(PDM)和可視化等方面的工作，因為該軟件直觀且集成的設計和工程平臺中的工具可將自己的人形機器人愿景轉化為實際產品。Maisonnier強調：“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)意轉化為真實的機器人。”
Aldebaran在NAO機器人的開發(fā)過程中使用了SOLIDWORKS Premium設計、SOLIDWORKS Simulation Premium分析、SOLIDWORKS Plastics注塑成形分析和SOLIDWORKSEnterprise PDM產品數據管理軟件。
曲面工具有助于讓機器人更加類人化
借助SOLIDWORKS設計工具，Aldebaran成功地設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，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習。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。
研發(fā)部機械電子經理Vincent Clerc解釋說：“機器人的外形必須友善且美觀，我們的設計師使用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部零部件完美配合。SOLIDWORKS Enterprise PDM系統(tǒng)使設計師可以專注于創(chuàng)新，同時該PDM系統(tǒng)還負責項目的結構。”
機械與設計工程師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。在有限空間（NAO只有60分米高）內實現(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計要求。”
設計自動化和性能優(yōu)化
圖2 通過使用集成的SOLIDWORKS仿真工具，Aldebaran優(yōu)化了零件性能以及注塑零部件的生產
通過利用SOLIDWORKS設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)化了機器人設計。借助SOLIDWORKS Routing功能，Aldebaran設計師節(jié)省了為機器人進行線路布局的時間。工程師借助SOLIDWORKS Simulation結構和熱力學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。
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。”
機械與設計工程師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、準確且經濟高效地生產塑料零件。”
研發(fā)自閉癥的機器人療法
Aldebaran將機器人NAO作為開放平臺推出后，這款機器人在其他領域也得到了廣泛認可。例如，印第安納州圣母大學的研究人員正在使用NAO研究自閉癥療法。
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。”
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