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协作机器人弥合了数字制造和物理制造之间的差距

欧特克研究机器人实验室的高级研究科学家埃文·阿瑟顿(Evan Atherton)说:“我们的假设是,如果我们为设计环境创造更好的软件工作流程,我们就可以做出非常疯狂、复杂的结构。”这一理论以阿罗约大桥(Arroyo Bridge)的形式得以实现,这是一座几何结构复杂的钢制人行桥,长70英尺(约合30米),由500多个独立部件组成。作为南加州大学和欧特克公司的合资企业,阿罗约大桥项目是人类和机器的一次成功合作——在这种情况下,是焊工大师和一个巨大的机械臂。这证明了协作机器人可以有效地将人类工艺与机器人的精度结合起来。观看视频了解更多信息。

(视频记录)

R. Scott Mitchell,项目设计师,制作总监,南加州大学副教授:它非常复杂。没有两个部分是相同的。它有超过500个独立的部分,里面没有一个直角。

David C. Martin,美国建筑师协会,纪录建筑师:这门课的任务是设计一座人行天桥。这是一个非常有趣的项目,因为跨度有70英尺。我认为,学生们进化出了四个简洁而又引人入胜的概念。我们选出了我们最感兴趣的一个。

南加州大学建筑专业毕业生,工作主管Adan Macias:作为一名学生,你永远不会想,“这个项目将会建成。”我们总是被教导去思考,“这个项目有可能建成;你会怎么建造它?要考虑到所有的网站环境和诸如此类的东西。”但我认为对于这座桥来说,在某种意义上有点不同,因为大卫有一种心态,他就像,“我们要建造这个东西。”从某种意义上说,这激励我们在设计阶段更加努力。

Alex Weisfeld,计算设计师,南加州大学建筑学毕业生:所以阿罗约大桥是关于完全数字化设计的,通过一个行业,一个团队完成整个制造过程。这在AEC(建筑、工程和建筑)行业中并不常见。

米切尔:这是纯粹的结构。这是学生们不常得到的东西。他们在研究一些纯粹的结构上的东西同时也在研究结构美学。它的几何方面非常复杂,但它使它更自由。真的很抢眼。当时人们对此反应热烈。

马丁:传统的方法肯定是劳动密集型的。但是在这个过程中,我们利用现有的工具,我们说我们要预制它;我们要预涂;我们要在旁边有最小的建筑场地,这样就能把它们搭在一起。直到我们真正开始进行工程设计,我们才对其复杂性有所了解。斯科特一头扎进去。他来找我们,他说,“我们真正应该做的是使用机器人。”

米切尔:我们必须和熟练的焊工一起工作,这是整个过程中非常重要的一部分。我第一次接触Autodesk是这样的:“我想做点什么。我想做的协作机器人.我希望在这个过程中保留非常传统的焊工师傅。”但我也想从根本上减少很多成本负担,把他们解放出来。因此,将新技术逐步引入商店——我想让机器人出现在这样的商店里;我想要一个机器人在角落里,当他们需要做非常具体的几何时,他们可以把它拉出来。[我想]创造一个工作流程,像这样的商店可以在角落里有一个机器人,当他们需要它的时候把它拉出来。

欧特克机器人研究实验室首席研究科学家希瑟·克里克:当我第一次看到这座桥的设计时,我真的很兴奋,因为它给了我们一个机会去探索我们一直在实验室研究的一些主题。但不是在实验室环境中,我们要把它们放到现实世界中。

欧特克研究机器人实验室高级研究科学家埃文·阿瑟顿:所以我们实验室的研究一直在试图研究……我们有所有这些非常复杂的设计,这些设计在历史上我们都无法做出来。我们能否借助一些现有的技术,创建一些软件工作流程,以帮助弥合数字复杂性和物理制造技术之间的差距?

Weisfeld:协作机器人是指人类可以与机器人进行相同的工作流程交互。在我们的例子中,我们有一个机器人,字面上,做重物和精确定位。然后人类可以参与进来,做更灵活、更精确的事情,比如沿着复杂的曲线焊接。虽然从技术上讲,你可以用机器人来编程,但在这一点上,由人类来解决这个问题要简单得多,速度也快得多。

那天:任何类型的自动化系统通常都很脆弱。一旦有任何事情不正常或出乎意料,整个系统就会崩溃。这个行业经常采取的应对措施是尽量减少任何混乱的来源,这就像六西格玛,试图让一切都尽可能完美和精确。而这个项目所做的是,它允许这种混乱,然后依靠人类来帮助适应,并从容应对这种混乱。

Macias:一旦你熟悉了机器人,我认为控制它是非常容易的,并且能够做任何你想做的事情。

马丁:当Autodesk参与进来时,我们开始说:“哦,我的天哪。他们在这里看到了我们只能想象的东西。”那就是在未来,计算机将与工艺一起使用来创建项目。

阿瑟顿:我认为,通过让设计师、艺术家和建筑师更容易使用机器人等工具,我们将会看到在现实世界中可能看到的不同类型的东西的爆炸式增长。这些人对世界的看法在很多方面都不一样,所以他们将能够以一种他们以前无法做到的方式将其中一些想法实例化。

Weisfeld:很多人看到这个项目会说:“嗯,他们用机器人做的。”当然。但我认为人们应该思考的是,“他们是怎么用机器人做到的?”

Macias:机器人技术将为建筑领域的创造力打开更多的大门,也有助于促进或更有效地建造建筑物或任何设计的建造。

米切尔:我认为这个项目证明了对于这种规模的机器人来说,有一种非常实用的装备。许多公司使用它们进行铣削和不同形式的工作,而我们则使用它们以较低的成本创造出令人难以置信的精确。

阿瑟顿:对我们来说,当我们进入这个项目时,我们想要探索它的原因之一是我们有一个假设,如果我们创建一个更好的软件工作流程到设计环境,我们可以做出真正疯狂的,复杂的结构。我认为我们做到了。

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