所面臨的挑戰

將人形機器人開發提升至全新水平，創造出親切迷人并常伴左右的高技術機器人。

實施后的效果

• 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
• 創新了用于自閉癥治療的機器人平臺

三維設計 SolidWorks 3D CAD

SolidWorks 3D CAD 軟件除了設計、模擬、成本估算、可制造性檢查、CAM、可持續設計和數據管理等多種功能以外，還包含適用于鈑金，焊件，曲面，模具，產品配置，DFM和CAM的專業工具，同時擁有ECAD/MCAD協作，復雜的零部件庫以及高級真實感渲染。還具有結構和運動分析功能，高級曲面平展，逆向工程以及電纜和管道布線功能。

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。

其實，如果拋開科幻進入現實世界，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 的使命是實現機器人的人性化和商業化。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 機器人開發要求 Aldebaran 的創始人具備遠見卓識、公司員工發揮聰明才智，還要求其具有集成的 3D 開發環境。

創始人兼首席執行官 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。“我們的機器人用于幫助人類，因此它們必須既實用又很酷，”Maisonnier 強調，“我們需要 SOLIDWORKS 這種 3D 解決方案以將創意轉化為真實的機器人。”

Aldebaran 在 NAO 機器人的開發過程中使用了 SOLIDWORKS Premium 設計、SOLIDWORKS Simulation Premium 分析、SOLIDWORKS Plastics 注塑成形分析和 SOLIDWORKS Enterprise 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似人的機器人，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、平穩并與人類相似，其尺寸和優雅的姿態彰顯了安靜、友善且舒適的特性。

“機器人的外形必須友善且美觀，”研發部機械電子經理 Vincent Clerc 解釋說，“我們的設計師使用 SOLIDWORKS 曲面工具創造出了光順、優雅的機器人外形，而且干涉檢查功能可確保內部零部件完美配合。SOLIDWORKS Enterprise PDM 系統使設計師可以專注于創新，同時該 PDM 系統還負責項目的結構。”

“NAO 有 1,400 個零件，這相當于一輛小型汽車的零件數，”機械與設計工程師 Fabien Munier 補充道，“在有限空間（NAO 只有 60 厘米高）內實現所有零件的完美配合頗具挑戰。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化

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，同時還優化了機器人設計。借助 SOLIDWORKS Routing 功能，Aldebaran 設計師節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。

“我們遇到了機器人頭部和軀干過熱的問題，”Munier 說，“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。”

“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，”機械設計工程師 Ludovic Bouchu 補充道，“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。

“無論人們借助 NAO 治療兒童自閉癥，還是通過它來協助老年人的日常生活，有一點可以肯定，”Maisonnier 聲稱。“大家喜歡我們的機器人，他們沒被嚇到，而正是 SOLIDWORKS 幫我們實現了這一目標。”

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