卡耐基·梅隆大学最近新开发出了一款交互设计工具。有了它,不论是新手还是专家,都可以利用3D打印制作出的零件和现成的执行器打造可定制的有腿机器人或轮式机器人。
通过一个普通的拖拽界面,用户可以从众多零件中选择合适的部件并把它们用于自己的设计。该工具会向用户推荐一些彼此兼容的零件,能针对设计提出执行器的多种可能性设置,并能自动生成结构部件以连接那些执行器。
设计完成后,该工具会提供一个模拟环境来帮助机器人进行测试。用户可根据测试结果不断改进机器人的外观和动作,方便日后的批量生产和产品迭代。
卡耐基·梅隆大学的助理教授Stelian Coros在谈及这款设计工具时表示:“现如今设计一套新的机器人系统是非常具有挑战性的,既费时,又费力。但是在不远的将来,机器人将会和我们的生活息息相关,到那时,不仅仅是机器人学家,连普通人也会想要定制机器人。而这款交互工具可以助其一臂之力。”
Coros和他的团队利用这个工具设计了许多机器人,其中有两个机器人充分显示了该工具在机器人设计上的可行性。一个是装有机械臂的能执笔绘画的轮式机器人,另一个是既能前进又能侧移的四足机器人小狗。
5月30日,机器人学博士Ruta Desai和她的硕士研究生Ye Yuan在新加坡举办的IEEE国际机器人和自动化大会(ICRA 2017)上共同做了一场关于这个工具的报告。
Desai在报告中提到了Coros团队的设计,并指出在该工具的帮助下,设计人员能轻松测试在各身体比例参数、电机配置条件下机器人执行任务能力的变化,从而推导出有效的影响因素。如Coros在工具中模拟机器人小狗时,发现小狗只能朝前走,无法向侧边移动。后来设计人员针对这个问题进行了优化,最终成型的机器人小狗才完美契合了他们最初的设想。
此外,这个工具的研发团队还设计了一个将执行器、现有支架和3D打印零部件组装成复杂机器人的系统模型。想要对机器人进行迭代设计的用户可以通过更改工具中执行器的位置和数量进行实验,从而调整机器人的外观和结构。同时,该工具具有“自动组装”功能,用户可以通过搜索相关零部件让系统自动组装出一个机器人。
目前看来,这款交互设计工具的主打特色的是低门槛、高效率,它的目标用户不仅限于专业学者和专业玩家,未来,随着机器人在各行各业得到普及,机器人设计也将向普通人张开手臂。对此,Coros表示:“我们的目标是让机器人走入寻常百姓家,这十分重要,因为在打造一个定制款的机器人时,人们的参与度越高,他们就越容易获得积极且高质量的交互体验。而这将加速机器人的推广。