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从"流浪地球"到ChatGPT,顶流机器人设计需要哪些仿真技术?

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导读:机器人一直是科幻类影视作品里的常客。远有《星球大战》系列中的R2-D2、足球上长脑袋的BB-8,近有《流浪地球2》里面的“军犬”笨笨,以及“你动它就动“的门框机器人。不一定类人的外观、能够自主活动的关节,配上一定的人工智能控制算法,大概就是人们幻想中未来机器人的样子。

图片来自网络

在现实生活中,机器人不是什么未来技术。它已经广泛应用于工业、服务业、教育娱乐和军事等行业中几十年,并且随着相关技术的进步在不断迭代。应该说,机器人综合了当代机械、电子、控制等许多学科知识的一类集大成的产品随着人工智能的蓬勃发展这个领域也正在变得更加”性感“

一、机器人设计中要用到哪些仿真技术

当然,作为一种机械设备,它也离不开机械设计和仿真。在各类机器人的设计流程中,都需要用到哪些仿真相关技术呢?

——先让我们来看看神奇的chatGPT怎么说:

1、在机器人仿真设计过程中,有哪些重点技术?

2、在机器人的设计流程中,要用到哪些仿真技术

在这里,”仿真“一词并不仅仅指对三维模型的力学、热学等有限元仿真,也包含更广义的,电路仿真、控制系统的仿真等等。以多体动力学分析为例。机器人一般都包含多个可动的关节。为了让机器人的工作表现达到预期目标,在设计阶段就需要建立机器人的多体动力学数字样机,来评估机器人的动力学、运动学特性。对于机器人整体,可以评估不同的控制策略;对于关键的承力部件,可以结合有限元仿真软件完成刚-柔耦合分析。甚至还可以做一些拓扑优化,让机器手臂的样子更具未来感。
3、多体动力学仿真在机器人设计中起什么作用?

RecurDyn机器人多体动力学仿真

虽然现在已经有了看似无所不能的对话聊天人工智能ChatGPT,但它的本质其实还是一个“大力出奇迹”的人工智能语言模型。还有许多工作是它暂时无法取代的。其实从历史上看,用科技替代重复的人力劳动,不断解放和发展生产力,是从第一次工业革命以来人类一直在做的事情。

既然无法阻挡科技发展的步伐,不如打不过就加入”。机械、仿真工程师可以选择进入机器人行业,利用所学技能设计更多机器人来代替人力完成繁重、复杂甚至可能有危险的体力劳动。对自身来说,机器人行业未来前景光明;对社会来说,机器人的普及给人带来的更多还是好处。

二、机器人-工业品专题讲座

仿真秀以分享知识传递价值,为仿真优质内容创作者赋能,解决机器人行业关联企业研发技术攻关中的难点,并服务国家重大需求。自2023年2月2日起,仿真秀正式启动机器人-工业品仿真技术专题讲座对于已经身处机器人行业、或是有意从事机器人相关专业的同学和工程师们,可以关注仿真秀接下来的几场直播讲座。他们是RoboMaster大赛冠军战队参赛选手、多体动力学仿真工具RecurDyn公司资深专家、还有水下机器人方向的博士和研究者等等。

2月2日,仿真秀机器人工业品仿真第一期讲座移动机器人设计技术应用与竞赛》邀请了仿真秀专栏作者,北京理工大学博士后张翰明老师主讲。本期讲座主要介绍机器人发展前沿及关键技术,主讲内容包括

① 移动机器人概念和分类 

② 移动机器人关键技术 

③ 机器人发展与前沿技术 

④ 机器人应用热点产品 

⑤ 物流机器人发展与展望

⑥ 机器人相关竞赛介绍

机器人-工业品专题:移动机器人设计技术应用与竞赛-仿真秀直播

目前北理工张翰明博士:移动机器人设计技术应用与竞赛讲座已支持在仿真秀官网和App进行回看,更多讲座见下文

三、机器人工业品仿真系列讲座前瞻

1、机械仿真在移动机器人设计中的应用

全国大学生机器人大赛RoboMaster由大疆创新发起,全球首个射击对抗类机器人比赛,也是一个专为青年工程师打造的机器人科创平台。该比赛充分融合了“机器视觉”、“嵌入式系统设计”、“机械控制”、“惯性导航”、“人机交互”等众多机器人相关技术学科,同时创新性的将电竞呈现方式与机器人竞技相结合。比赛充分融合了机械,电控,视觉等多种学科,拥有机械,电控,视觉,操作手等不同组别。

2月18日,仿真秀机器人工业品仿真第二期讲座《机械仿真在移动机器人设计中的应用》将邀请全国大学生机器人大赛RoboMaster机甲大师超级对抗赛中部赛区冠军成员-中国石油大学RPS战队王嗣昱分享 ,他主要负责机械部分的设计、加工与零部件的机械仿真,掌握多种机械设计建模、仿真软件,具有丰富的机器人设计经验。他将分享以下内容:

① 机械设计与仿真技术的发展现状

② 常用仿真软件与相关比赛介绍

③ RoboMaster机甲大师赛竞赛成绩与备赛经验

④ 备赛过程中的具体仿真案例

⑤ 对仿真技术未来发展的期待与展望

工业品机器人仿真(二):机械仿真在移动机器人设计中的应用-仿真秀直播

2基于RecurDyn机器人数字样机建模仿真技术

2月24日,仿真秀机器人工业品仿真第三期讲座《基于RecurDyn机器人数字样机建模仿真技术》将邀请RecurDyn官方产品经理焦晓娟博士主讲,她通过案例分享方式概述了RecurDyn仿真在机器人研发过程的能够扮演的作用,从多体动力学的角度剖析RecurDyn机器人数字样机模型的组成,重点讨论了基于RecurDyn建立机器人数字样机仿真模型的几项关键技术,最后给出基于RecurDyn进行机器人数字样机仿真所需要的模块配置。主讲内容包括:

① RecurDyn仿真能够帮助设计人员得到哪些物理量

② RecurDyn仿真模型如何建立

③ 影响RecurDyn机器人数字样机仿真精度的重要因素

④ 建立RecurDyn数字样机所需的功能模块

工业品机器人仿真(三):基于RecurDyn的机器人数字样机建模仿真技术-仿真秀直播

3、机器人轨迹规划及机械仿真案例

2月25日,仿真秀机器人工业品仿真第四期讲座《机器人轨迹规划及机械仿真案例》将邀请移动机器人行业资深仿真设计工程师-AMESIM液压专家主讲,高级机械工程师,超过15年的机械设计和仿真分析经历,技术经验涵括多体动力学、有限元分析、疲劳分析、液压系统仿真及优化、振动测试等领域。主讲内容包括:

① 机械臂组合工况强度分析
② 机器人轨迹规划
③ 机器人刚体动力学分析

④ 机器人动应力分析

工业品机器人仿真(四):机器人轨迹规划及机械仿真案例-仿真秀直播

4、基于RecurDyn移动机器人联合仿真技术

2月26日,仿真秀机器人工业品仿真第五期讲座《基于RecurDyn移动机器人联合仿真技术》将邀请从业特种车辆研发岗位,使用Recurdyn动力学6年,具有丰富的仿真经验的-仿真秀认证讲师RecurDyn (Track-LM)老师主讲,他精通Recurdyn动力学仿真、Recurdyn+Matlab,Recurdyn+EDEM联合仿真,尤其针对履带车辆仿真,曾开设多门课程,如:通用履带/摆臂履带/轮-履复合式底盘建模技术,Recurdyn+Matlab/Recurdyn+EDEM联合仿真。

本期讲座主要介绍RecurDyn小白学习思路,基于RecurDyn多体动力学软件,搭建Matlab&EDEM接口,进行联合仿真,实现更复杂/更真实/更符合设计需求的样机功能,基于多种DOE仿真数据,对前期产品的优化设计/缩短产品研发周期均奠定基础。

① RecurDyn小白的入门学习思路

② RecurDyn各个模块的功能以及难点

③ 联合仿真的思路与方法

④ 仿真数据的后处理

⑤ DOE验证以及优化设计

⑥ 移动机器人案例分享

工业品机器人仿真(五):基于RecurDyn移动机器人联合仿真技术-仿真秀直播

5、水下机器人建模方法与仿真分析技术

2月27日,仿真秀机器人工业品仿真第六期讲座水下机器人建模方法与仿真分析技术》将邀请研究水下结构物安装和入水动力学、水下机器人操纵性与作业仿真的哈尔滨工程大学船舶工程学院船舶与海洋结构物设计制造在读博士研究生,金砖大赛工程仿真二等奖获得者郭睿男博士主讲。

本期讲座将概述水下机器人及其作业仿真技术的背景,介绍ROV水下作业仿真的建模方法和关键技术,讨论水下机器人作业仿真技术的发展方向和应用前景,最后展示ROV的水电站坝体检测作业仿真。

① ROV水下作业中的运动学和力学特征
② 作业仿真模型如何建立

③ 基于ROV作业仿真的科学研究

工业品机器人仿真(六):水下机器人建模方法与仿真分析技术-仿真秀直播

6、机器人安全规划及仿真技术

2月28日,仿真秀机器人工业品仿真第七期讲座机器人安全规划及仿真技术将邀请能科股份咨询顾问仿真秀专栏作者郝国锋主讲。他超过五年的仿真实施经验和产品设计、机器人等咨询实施经验,做过多个大型企业的产线仿真和工艺仿真以及虚拟调试方面的项目。成功地参与多家国内外客户的仿真项目并获得客户的认可,主要行业包括汽车、工业装备、高科技行业等。

本期讲座将通过案例分享方式概述了仿真技术在机器人使用过程的能够扮演的作用,学习 Process Simulate 中的功能,可以简化评估和配置机器人安全问题的过程;在任何行业中使用 Process Simulate 进行离线编程的机器人程序员都可以为机器人创建和分析安全配置;通过 3D 可视化进行机器人安全设计,以确保设计和分析过程中的质量,为虚拟环境中的设计安全要求提供了避免损坏车间硬件的最快途径。主要包括:

① 了解什么是机器人安全
② 通过虚拟规划快速搭建机器人安全区
③ 多台机器人同时运动避免干涉

④ 虚拟测试缩短机器人编程时间

工业品机器人仿真(七):机器人安全规划及仿真技术-仿真秀直播

7、基于磁控智能材料软体机器人的设计与制造

3月3日,仿真秀机器人工业品仿真第八期讲座《基于磁控智能材料软体机器人的设计与制造》将邀请仿真秀专栏作者、清华大学博士后李振坤老师,他长期从事磁性软材料流变特性及测量的基础理论、软材料 3D 打印及 4D 打印、磁控软体机器人开发研究。

期讲座将通过案例分享方式概述软体机器人前沿技术和拓展创新思维,主要内容包括:
① 软体机器人的概念与分类
② 磁控智能材料特性
③ 基于磁控3D/4D打印的软体机器人制造技术
④ 新概念的软体机器人设计

⑤ 应用与展望

工业品机器人仿真(八):基于磁控智能材料软体机器人的设计与制造-仿真秀直播

8、先进的移动机器人仿真控制算法

3月4日,仿真秀机器人工业品仿真第九期讲座先进的移动机器人仿真控制算法将邀请仿真秀专栏作者、哈尔滨工业大学梁博士分享,授课内容关注仿真秀官网和App直播预告。或点击文尾阅读原文报名
注意:以上所有直播均支持在仿真秀官网和App直播和回放。

四、机器人工业品仿真学习资料

对于已经身处机器人行业、或是有意从事机器人相关专业的同学和工程师们,我们不仅为大家精心准备干货直播 ,此外还有准备了机器人仿真设计好课与学习资料包,感兴趣朋友还可以加入机器人工业品仿真设计技术交流群

点击下图可以观看试看和购买

长图750-2.jpg

(完)
声明:本文首发仿真秀App,部分图片和内容转自网络如有不当请联系我们,欢迎分享,禁止私自转载,转载请联系我们。
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首次发布时间:2023-02-16
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