在未來，我們如何設計智能系統和機器人

全文共1235字，預計學習時長5分鐘

如今，智能時代似乎已經到來了，我們能在生活中切實感受到它的存在。那麼這樣的智能生活是如何實現的呢？

想要設計智能系統，你需要從頭開始構建零件：先繪製2D草圖，再根據成本、材料和最大重量上限制造可行堅固的零件。這通常需要幾天到幾周的時間，具體取決於組成智能系統零件的複雜程度。

設計者必須能夠準確地評估零件的幾何形狀、外觀、設計和組成材料，以使零件能夠承受外力。來看看具體要怎麼做~

第一步：評估所需的厚度和幾何形狀

根據給定的載荷條件，工程師需要很快確定所需的形狀。設計者可以構建直梁、桁架或一組複雜的梁，在任意兩個點之間都具有肋拱。

大多數工程師在使用計算機輔助設計軟體（CAD）進行有限元分析（FEA），這要花費數小時的時間，並且設計者必須不斷進行調整，直到根據加載條件獲得正確的厚度和幾何形狀為止。

第二步：基於製造目的評估設計

有限元分析不會告訴你該怎樣製造，即使是最有經驗的設計師，也可能得等到設計完成後才恍然大悟。大部分零件需要大量支撐材料，因此列印零件會很昂貴。

過多的支撐材料會增加成本，這時我們就需要遵循YHT規則，防止列印過多的支撐物。但大多數設計軟體都沒有包含此功能，這多少有點算是後知後覺。

第三步：評估智能系統所需的材料

如果要設計一個有機械臂的智能機器人，讓它能夠適應狹窄緊湊的空間，並且能夠承受拉力和其他重負載，你必須考慮要用什麼樣的材料。設計者需要十分了解材料科學和機械設計，才能選擇恰當的幾何形狀和設計。

基於厚度和加載條件，零件上的拉伸應力不應超過材料的拉伸應力。

最新設計規則的開發

基於人工智慧的生成設計

LiveParts新實驗技術正在根據零件在給定的載荷約束下自動創建零件開展實驗。它最大限度地減少了所需的支撐材料量，並打破所有給定的限制，生成的設計可以隨時投入製造。

AutoDesk也正嘗試生成設計，並希望使其成為智能系統設計的主流。

這能夠節省數小時甚至數周的工作時間！它創建不同的零件，並考慮不同的限制條件，例如強度、剛度、質量、成本、製造時間等。

將2D草圖和圖像轉換為3D模型

此外，將2D圖像轉換為3D模型，設計師能夠輕鬆為客戶服務或基於娛樂目的為智能服務機器人構建面孔。

圖源: 諾丁漢大學計算機視覺實驗室

這些面部3D模型可以導出為.obj文件，然後導入到計算機輔助設計軟體（CAD）中，與機器人的其餘部分集成。

用2D草圖或面部圖像繪製服務機器人的面部就是一個很好的例子。

隨著技術的發展，未來也必將出現更厲害的方式。

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