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Ross Robotics執行官談機器人技術的未來
從Solid Edge到前沿：Ross Robotics執行官Philip Norman談機器人技術的未來
Ross Robotics執行官 Philip Norman用紙筆煉就了出色的繪圖技能。作為一名前藝術家，他現在用Siemens PLM Software提供的Solid Edge來進行設計，并且取得了多項設計。
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zui早、zui杰出的參數化設計經典之一。
Philip Norman不僅是的藝術家和發明家，也是Ross Robotics的創始人。他現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曾經當過建筑工、漫畫家、陶藝師和兒童讀物插畫師，現任Ross Robotics研發總監。他的創造力如泉水般涌現，不斷追求設計，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，而且還打造了一臺機器人（該機器人正在位于CERN的世界zui大粒子物理學實驗室運行），設計典雅簡潔，數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具有先見性。
泉涌般的創造力 – 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，經歷無數失敗的嘗試。這是很多其他行業所不允許的。不管是在商業、銀行業、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。”
那么，CAD是如何、以及何時成為該過程的一部分的呢？Norman笑道，“我曾經手繪過一些設計，然后在一次聚會上把它們展現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*、復雜的動態程序，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域具有極大的應用潛力。
隨著能夠監測空氣、土壤和水質量的遠程傳感裝置、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需要進行調整，不僅未經培訓的專業人士可以操作，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。
有一臺機器人經過大幅改裝后（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zui大粒子物理實驗室中運行。Norman解釋道，“大型強子對撞機的隧道長度共計約50千米，隧道建在日內瓦郊外一個山谷的沉積巖床內，里面有大量需要由機器人進行監控和維護的復雜設備。”
“對撞機的一些零件，尤其在運行時，是生物禁入區，原因要么是后臺核輻射，要么是磁場。據我所知，這些磁場是地球上zui強的磁場。我們的機器人系統采用塑料/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，可以在惡劣的條件（比如對撞機中的工況）下運行。”
Norman補充道，“CERN已經對我們的系統進行了一些專業工程作業，進一步增強了系統滿足工作環境要求的能力（電路的特定部件和類型與其環境不兼容，而CERN非常明確具體要求是什么）。我們有一臺機器人已經在CMS實驗中執行了遠程監控工作 – 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。”
構件
這一經歷的源頭，始于兒童積木的局限性給他帶來的苦惱。Norman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件之后，Norman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。”
他繼續說道，“真正難解的問題是的幾何形狀及其算數問題。在經過反復試驗和無數次挫折之后，我開始意識到我的設計在幾何上有一個基本邏輯。后來我們發現，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%。”
在Norman的諸多中，用以形容其*個的語言在一定程度上闡述了其設計意味，及其復雜性：“[連接器構件]是導流板套組的一個基本構件，該基本構件經過簡單的組裝，即可以用來創建復雜的體積形狀…
“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建的裝配構成了滑動樞軸的一個連接件，允許進行可逆轉裝配。因此，兩個連接器構件之間或者一個連接器構件和一個調節器構件之間的軸向連接件允許旋轉運動——正因如此，用這兩個構件創建的裝配也可能進行旋轉運動。”