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機器人一直是科幻類影視作品里的常客。遠有《星球大戰》系列中的R2-D2、足球上長腦袋的BB-8,近有《流浪地球2》里面的“軍犬”笨笨,以及“你動它就動“的門框機器人。不一定類人的外觀、能夠自主活動的關節,配上一定的人工智能控制算法,大概就是人們幻想中未來機器人的樣子。
在現實生活中,機器人不是什么未來技術。它已經廣泛應用于工業、服務業、教育娛樂和軍事等行業中幾十年,并且隨著相關技術的進步在不斷迭代。應該說,機器人是綜合了當代機械、電子、控制等許多學科知識的一類集大成的產品。隨著人工智能的蓬勃發展,這個領域也正在變得更加”性感“。
當然,作為一種機械設備,它也離不開機械設計和仿真。在各類機器人的設計流程中,都需要用到哪些仿真相關技術呢?
——先讓我們來看看神奇的chatGPT怎么說:
1、在機器人仿真設計過程中,有哪些重點技術?
2、在機器人的設計流程中,要用到哪些仿真技術
在這里,”仿真“一詞并不僅僅指對三維模型的力學、熱學等有限元仿真,也包含更廣義的,電路仿真、控制系統的仿真等等。以多體動力學分析為例。機器人一般都包含多個可動的關節。為了讓機器人的工作表現達到預期目標,在設計階段就需要建立機器人的多體動力學數字樣機,來評估機器人的動力學、運動學特性。對于機器人整體,可以評估不同的控制策略;對于關鍵的承力部件,可以結合有限元仿真軟件完成剛-柔耦合分析。甚至還可以做一些拓撲優化,讓機器手臂的樣子更具未來感。
3、多體動力學仿真在機器人設計中起什么作用?RecurDyn機器人多體動力學仿真雖然現在已經有了看似無所不能的對話聊天人工智能ChatGPT,但它的本質其實還是一個“大力出奇跡”的人工智能語言模型。還有許多工作是它暫時無法取代的。其實從歷史上看,用科技替代重復的人力勞動,不斷解放和發展生產力,是從第一次工業革命以來人類一直在做的事情。
既然無法阻擋科技發展的步伐,不如“打不過就加入”。機械、仿真工程師可以選擇進入機器人行業,利用所學技能設計更多機器人來代替人力完成繁重、復雜甚至可能有危險的體力勞動。對自身來說,機器人行業未來前景光明;對社會來說,機器人的普及給人帶來的更多還是好處。