Ross Robotics首席執行官 Philip Norman用紙筆煉就了出色的繪圖技能。作為一名前藝術(shù)家，他現在用Siemens PLM Software提供的Solid Edge來(lái)進(jìn)行設計，并且取得了多項設計專(zhuān)利。

1898年，在設計科洛尼亞古埃爾教堂時(shí)，安東尼·高迪用細繩做了一個(gè)倒置模型，用鉛垂壓低，以便看到懸鏈線(xiàn)形拱。這是已知最早、最杰出的參數化設計經(jīng)典之一。

Philip Norman不僅是著(zhù)名的藝術(shù)家和發(fā)明家，也是Ross Robotics的創(chuàng )始人。他現在設計的不是一個(gè)倒置大教堂，也不使用細繩。不過(guò)，他與高迪一樣精于參數化設計，并且像高迪一樣，他的設計將帶來(lái)顛覆性影響：機器人。

盡管他使用計算機輔助設計（CAD）軟件 – Siemens PLM Software公司提供的Solid Edge – 不過(guò)，很長(cháng)一段時(shí)間，他不使用細繩，而是使用鉛筆和紙張，甚至有一次還用到了木頭和鑿子。作為一個(gè)藝術(shù)家，一切看起來(lái)順利成章。

Philip Norman曾經(jīng)當過(guò)建筑工、漫畫(huà)家、陶藝師和兒童讀物插畫(huà)師，現任Ross Robotics研發(fā)總監。他的創(chuàng )造力如泉水般涌現，不斷追求完美設計，為了追求夢(mèng)想，他放棄了在法國南部的舒適生活 – 當然，追求夢(mèng)想的道路上布滿(mǎn)了荊棘。

他不僅擁有很多項專(zhuān)利，而且還打造了一臺機器人（該機器人正在位于CERN的世界最大粒子物理學(xué)實(shí)驗室運行），設計典雅簡(jiǎn)潔，數年的反復試驗充分肯定了他的不懈努力；隨著(zhù)遠程傳感器和蓄電池技術(shù)的發(fā)展，他的模塊化、可重新配置、即插即用的機器人平臺顯得越發(fā)具有先見(jiàn)性。

泉涌般的創(chuàng )造力 – Ross Robotics公司的Philip Norman在計算機旁

在拜訪(fǎng)他位于倫敦西部的辦公室期間，他特別強調了藝術(shù)背景對工程設計的重要性。他表示，“藝術(shù)家花大量時(shí)間工作，經(jīng)歷無(wú)數失敗的嘗試。這是很多其他行業(yè)所不允許的。不管是在商業(yè)、銀行業(yè)、還是工程領(lǐng)域，反復失敗是不可能持久的。藝術(shù)家98%的作品都會(huì )報廢，但只要2%的作品獲得成功，他們就會(huì )異常高興?！?/p>

那么，CAD是如何、以及何時(shí)成為該過(guò)程的一部分的呢？Norman先生笑道，“我曾經(jīng)手繪過(guò)一些設計，然后在一次聚會(huì )上把它們展現給一個(gè)工程師朋友看。他認為我應該學(xué)習Solid Edge。那天晚上我玩得很開(kāi)心，幾乎把那件事忘得一干二凈，但我那位朋友向來(lái)一絲不茍，因此在凌晨十二點(diǎn)半左右他還精神百倍，打開(kāi)手提電腦，堅持要教我如何使用Solid Edge！”

他補充道，“讓我對Solid Edge如此著(zhù)迷的是，你可以在三維環(huán)境下進(jìn)行設計，并對其進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、測試、組裝和修改，邊學(xué)邊用。Solid Edge基本上成了大腦的延伸。你可以導出文件，然后立即讓別人直接按照你的設計進(jìn)行制造，并且還能分析特定的零部件。Solid Edge是一款非常先進(jìn)、復雜的動(dòng)態(tài)程序，我可能只用了其中的皮毛而已?！?/p>

制造模塊化機器

那么，Norman到底創(chuàng )造了什么？他的可擴展機器人平臺基于一個(gè)巧妙的三維模塊化框架，一個(gè)同軸物理/電力/數據連接器 – 只需插入后扭轉一下，就可以連接電力和數據流 – 一些巧妙的仿生牽引裝置，使得Ross Robotics的機器人能夠跋涉茂密荊棘，上、下樓梯，甚至游泳。他認為這些機器人在救援、油氣和安保等各種領(lǐng)域具有極大的應用潛力。

隨著(zhù)能夠監測空氣、土壤和水質(zhì)量的遠程傳感裝置、高分辨率攝像機等各種應用的可得性不斷增加，以及成本的不斷下降，該平臺可以根據客戶(hù)需要進(jìn)行調整，不僅未經(jīng)培訓的專(zhuān)業(yè)人士可以操作，而且 – 仍然向大自然借鑒學(xué)習 – 其設計還能確保其“優(yōu)雅地退化”，或者說(shuō)，確保其具備在一個(gè)零件被毀之后保持功能的能力。

有一臺機器人經(jīng)過(guò)大幅改裝后（可改裝性也是機器人的設計特征之一），現在位于CERN（歐洲核研究組織）的世界最大粒子物理實(shí)驗室中運行。Norman先生解釋道，“大型強子對撞機的隧道長(cháng)度共計約50千米，隧道建在日內瓦郊外一個(gè)山谷的沉積巖床內，里面有大量需要由機器人進(jìn)行監控和維護的復雜設備?！?/p>

“對撞機的一些零件，尤其在運行時(shí)，是生物禁入區，原因要么是后臺核輻射，要么是磁場(chǎng)。據我所知，這些磁場(chǎng)是地球上最強的磁場(chǎng)。我們的機器人系統采用塑料/非磁性金屬化過(guò)程建造而成，基本上為非金屬和非磁性系統，可以在極端惡劣的條件（比如對撞機中的工況）下運行?！?/p>

Norman補充道，“CERN已經(jīng)對我們的系統進(jìn)行了一些專(zhuān)業(yè)工程作業(yè)，進(jìn)一步增強了系統滿(mǎn)足工作環(huán)境要求的能力（電路的特定部件和類(lèi)型與其環(huán)境不兼容，而CERN非常明確具體要求是什么）。我們有一臺機器人已經(jīng)在CMS實(shí)驗中執行了遠程監控工作 – 正是該項實(shí)驗捕捉到了裝有攝像機、LiDAR掃描儀以及一些其它專(zhuān)業(yè)傳感器的Higgs Boson。該機器人為全自動(dòng)型，運行時(shí)不需要人為控制器?！?/p>

構件

這一經(jīng)歷的源頭，始于兒童積木的局限性給他帶來(lái)的苦惱。Norman先生在贊比亞長(cháng)大，后來(lái)到了法國，住在圖盧茲附近一個(gè)由谷倉改造而成的房子里，開(kāi)始對鑄補和建造產(chǎn)生濃厚的興趣，對游戲漸漸失去了興趣。

拿起一個(gè)看似簡(jiǎn)單的基本構件之后，Norman先生盡力解釋其復雜性，“我當時(shí)想設計一個(gè)能夠通過(guò)X、Y和Z面連接并鎖定其它零件、且不會(huì )造成死路的三維零件?！?/p>

他繼續說(shuō)道，“真正難解的問(wèn)題是精確的幾何形狀及其算數問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)反復試驗和無(wú)數次挫折之后，我開(kāi)始意識到我的設計在幾何上有一個(gè)基本邏輯。后來(lái)我們發(fā)現，那就像是一種分形，有兩個(gè)等級：一個(gè)為黃金分割比例61.8%，另一個(gè)為100%?！?/p>

在Norman先生的諸多專(zhuān)利中，用以形容其第一個(gè)專(zhuān)利的語(yǔ)言在一定程度上闡述了其設計意味，及其復雜性：“[連接器構件]是導流板套組的一個(gè)基本構件，該基本構件經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的組裝，即可以用來(lái)創(chuàng )建復雜的體積形狀…

“在調節器構件軸與連接器構件底座中軸向空心圓柱錐體之間創(chuàng )建的裝配構成了滑動(dòng)樞軸的一個(gè)連接件，允許進(jìn)行可逆轉裝配。因此，兩個(gè)連接器構件之間或者一個(gè)連接器構件和一個(gè)調節器構件之間的軸向連接件允許旋轉運動(dòng)——正因如此，用這兩個(gè)構件創(chuàng )建的裝配也可能進(jìn)行旋轉運動(dòng)?！?/p>

Philip Norman和他的 iBoid偵查機器人

機器人的興起

Norman先生坦然表示，這個(gè)過(guò)程并非一帆風(fēng)順。不過(guò)，雖然其公司仍處于發(fā)展的初級階段，但是由于市場(chǎng)需求量大，因此其發(fā)展潛力不可限量?！皬漠斍翱萍碱I(lǐng)域的動(dòng)態(tài)來(lái)看，可以說(shuō)我們正處于科技蓬勃發(fā)展時(shí)代的前沿 – 從微處理到新能源儲存技術(shù)等各種技術(shù)在過(guò)去十年間均取得了長(cháng)足的發(fā)展?！?/p>

“可以說(shuō)，我們使用的很多東西實(shí)際上已經(jīng)非常成熟了，不過(guò)似乎仍然缺少一點(diǎn)能夠將其無(wú)縫集成的東西。在機器人領(lǐng)域，制造平臺并不是什么令人羨慕的事情。相比之下，編寫(xiě)AI或者制造智能傳感器要酷得多…我最初從模塊化著(zhù)手，然后必須制造出一種前所未有的連接器，因為當時(shí)市場(chǎng)上還沒(méi)有能夠提供所需功能的產(chǎn)品?！?/p>

“可重新定位的連接器能夠扣緊數據和電力線(xiàn)，在油氣田有很大的應用潛力；也可用于處置炸彈，搜索和救援或者用于油井設備上面。假設你是一名消防員，需要快速在機器人上面扣上一個(gè)空氣傳感器或者攝像機，我們的產(chǎn)品完全即插即用。操作起來(lái)易如反掌，但同時(shí)又非常先進(jìn)、復雜。簡(jiǎn)而言之，我們的目標是將這兩者合二為一，就像是幼兒園和尖端科技的結合?！?/p>

西門(mén)子數字化工廠(chǎng)集團旗下機構Siemens PLM Software是全球領(lǐng)先的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）和生產(chǎn)運營(yíng)管理（MOM）軟件、系統與服務(wù)提供商，擁有900萬(wàn)套已發(fā)售軟件，全球客戶(hù)數量達77000家。公司總部位于美國德克薩斯州普萊諾市。Siemens PLM Software與企業(yè)客戶(hù)充分合作，為其提供領(lǐng)先的行業(yè)軟件解決方案，幫助其通過(guò)革命性創(chuàng )新獲得可持續性競爭優(yōu)勢。欲詳細了解Siemens PLM Software的產(chǎn)品和服務(wù)，敬請訪(fǎng)問(wèn)：http://www.siemens.com.cn/plm。