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Ross Robotics首席執(zhí)行官 Philip Norman用紙筆煉就了出色的繪圖技能。作為一名前藝術家，他現(xiàn)在用Siemens PLM Software提供的Solid Edge來進行設計，并且取得了多項設計專利。

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

Philip Norman不僅是著名的藝術家和發(fā)明家，也是Ross Robotics的創(chuàng)始人。他現(xiàn)在設計的不是一個倒置大教堂，也不使用細繩。不過，他與高迪一樣精于參數(shù)化設計，并且像高迪一樣，他的設計將帶來顛覆性影響：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，很長一段時間，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。作為一個藝術家，一切看起來順利成章。

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

他不僅擁有很多項專利，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實驗室運行），設計典雅簡潔，數(shù)年的反復試驗充分肯定了他的不懈努力；隨著遠程傳感器和蓄電池技術的發(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)具有先見性。

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

在拜訪他位于倫敦西部的辦公室期間，他特別強調(diào)了藝術背景對工程設計的重要性。他表示，“藝術家花大量時間工作，經(jīng)歷無數(shù)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)、還是工程領域，反復失敗是不可能持久的。藝術家98%的作品都會報廢，但只要2%的作品獲得成功，他們就會異常高興?！?/p>

那么，CAD是如何、以及何時成為該過程的一部分的呢？Norman先生笑道，“我曾經(jīng)手繪過一些設計，然后在一次聚會上把它們展現(xiàn)給一個工程師朋友看。他認為我應該學習Solid Edge。那天晚上我玩得很開心，幾乎把那件事忘得一干二凈，但我那位朋友向來一絲不茍，因此在凌晨十二點半左右他還精神百倍，打開手提電腦，堅持要教我如何使用Solid Edge！”

他補充道，“讓我對Solid Edge如此著迷的是，你可以在三維環(huán)境下進行設計，并對其進行實時分析、測試、組裝和修改，邊學邊用。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行制造，并且還能分析特定的零部件。Solid Edge是一款非常先進、復雜的動態(tài)程序，我可能只用了其中的皮毛而已。”

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巧妙的三維模塊化框架，一個同軸物理/電力/數(shù)據(jù)連接器 – 只需插入后扭轉(zhuǎn)一下，就可以連接電力和數(shù)據(jù)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域具有極大的應用潛力。

隨著能夠監(jiān)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(jù)客戶需要進行調(diào)整，不僅未經(jīng)培訓的專業(yè)人士可以操作，而且 – 仍然向大自然借鑒學習 – 其設計還能確保其“優(yōu)雅地退化”，或者說，確保其具備在一個零件被毀之后保持功能的能力。

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

“對撞機的一些零件，尤其在運行時，是生物禁入?yún)^(qū)，原因要么是后臺核輻射，要么是磁場。據(jù)我所知，這些磁場是地球上最強的磁場。我們的機器人系統(tǒng)采用塑料/非磁性金屬化過程建造而成，基本上為非金屬和非磁性系統(tǒng)，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(tǒng)進行了一些專業(yè)工程作業(yè)，進一步增強了系統(tǒng)滿足工作環(huán)境要求的能力（電路的特定部件和類型與其環(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實驗中執(zhí)行了遠程監(jiān)控工作 – 正是該項實驗捕捉到了裝有攝像機、LiDAR掃描儀以及一些其它專業(yè)傳感器的Higgs Boson。該機器人為全自動型，運行時不需要人為控制器?！?/p>

構(gòu)件

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

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

他繼續(xù)說道，“真正難解的問題是精確的幾何形狀及其算數(shù)問題。在經(jīng)過反復試驗和無數(shù)次挫折之后，我開始意識到我的設計在幾何上有一個基本邏輯。后來我們發(fā)現(xiàn)，那就像是一種分形，有兩個等級：一個為黃金分割比例61.8%，另一個為100%?！?/p>

在Norman先生的諸多專利中，用以形容其第一個專利的語言在一定程度上闡述了其設計意味，及其復雜性：“[連接器構(gòu)件]是導流板套組的一個基本構(gòu)件，該基本構(gòu)件經(jīng)過簡單的組裝，即可以用來創(chuàng)建復雜的體積形狀…

“在調(diào)節(jié)器構(gòu)件軸與連接器構(gòu)件底座中軸向空心圓柱錐體之間創(chuàng)建的裝配構(gòu)成了滑動樞軸的一個連接件，允許進行可逆轉(zhuǎn)裝配。因此，兩個連接器構(gòu)件之間或者一個連接器構(gòu)件和一個調(diào)節(jié)器構(gòu)件之間的軸向連接件允許旋轉(zhuǎn)運動——正因如此，用這兩個構(gòu)件創(chuàng)建的裝配也可能進行旋轉(zhuǎn)運動?！?/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，這個過程并非一帆風順。不過，雖然其公司仍處于發(fā)展的初級階段，但是由于市場需求量大，因此其發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖俊！皬漠斍翱萍碱I域的動態(tài)來看，可以說我們正處于科技蓬勃發(fā)展時代的前沿 – 從微處理到新能源儲存技術等各種技術在過去十年間均取得了長足的發(fā)展。”

“可以說，我們使用的很多東西實際上已經(jīng)非常成熟了，不過似乎仍然缺少一點能夠?qū)⑵錈o縫集成的東西。在機器人領域，制造平臺并不是什么令人羨慕的事情。相比之下，編寫AI或者制造智能傳感器要酷得多…我最初從模塊化著手，然后必須制造出一種前所未有的連接器，因為當時市場上還沒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(shù)據(jù)和電力線，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。操作起來易如反掌，但同時又非常先進、復雜。簡而言之，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(jié)合?！?/p>

西門子數(shù)字化工廠集團旗下機構(gòu)Siemens PLM Software是全球領先的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）和生產(chǎn)運營管理（MOM）軟件、系統(tǒng)與服務提供商，擁有900萬套已發(fā)售軟件，全球客戶數(shù)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)客戶充分合作，為其提供領先的行業(yè)軟件解決方案，幫助其通過革命性創(chuàng)新獲得可持續(xù)性競爭優(yōu)勢。欲詳細了解Siemens PLM Software的產(chǎn)品和服務，敬請訪問：http://www.siemens.com.cn/plm。