機(jī)器人一直是科幻類影視作品里的常客。遠(yuǎn)有《星球大戰(zhàn)》系列中的R2-D2、足球上長(zhǎng)腦袋的BB-8，近有《流浪地球2》里面的“軍犬”笨笨，以及“你動(dòng)它就動(dòng)“的門(mén)框機(jī)器人。不一定類人的外觀、能夠自主活動(dòng)的關(guān)節(jié)，配上一定的人工智能控制算法，大概就是人們幻想中未來(lái)機(jī)器人的樣子。

在現(xiàn)實(shí)生活中，機(jī)器人不是什么未來(lái)技術(shù)。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、服務(wù)業(yè)、教育娛樂(lè)和軍事等行業(yè)中幾十年，并且隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步在不斷迭代。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)器人是綜合了當(dāng)代機(jī)械、電子、控制等許多學(xué)科知識(shí)的一類集大成的產(chǎn)品。隨著人工智能的蓬勃發(fā)展，這個(gè)領(lǐng)域也正在變得更加”性感“。

當(dāng)然，作為一種機(jī)械設(shè)備，它也離不開(kāi)機(jī)械設(shè)計(jì)和仿真。在各類機(jī)器人的設(shè)計(jì)流程中，都需要用到哪些仿真相關(guān)技術(shù)呢？

——先讓我們來(lái)看看神奇的chatGPT怎么說(shuō)：

1、在機(jī)器人仿真設(shè)計(jì)過(guò)程中，有哪些重點(diǎn)技術(shù)？

2、在機(jī)器人的設(shè)計(jì)流程中，要用到哪些仿真技術(shù)

在這里，”仿真“一詞并不僅僅指對(duì)三維模型的力學(xué)、熱學(xué)等有限元仿真，也包含更廣義的，電路仿真、控制系統(tǒng)的仿真等等。

以多體動(dòng)力學(xué)分析為例。機(jī)器人一般都包含多個(gè)可動(dòng)的關(guān)節(jié)。為了讓機(jī)器人的工作表現(xiàn)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，在設(shè)計(jì)階段就需要建立機(jī)器人的多體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)，來(lái)評(píng)估機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。對(duì)于機(jī)器人整體，可以評(píng)估不同的控制策略；對(duì)于關(guān)鍵的承力部件，可以結(jié)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?fù)鋬?yōu)化，讓機(jī)器手臂的樣子更具未來(lái)感。

3、多體動(dòng)力學(xué)仿真在機(jī)器人設(shè)計(jì)中起什么作用？

RecurDyn機(jī)器人多體動(dòng)力學(xué)仿真

雖然現(xiàn)在已經(jīng)有了看似無(wú)所不能的對(duì)話聊天人工智能ChatGPT，但它的本質(zhì)其實(shí)還是一個(gè)“大力出奇跡”的人工智能語(yǔ)言模型。還有許多工作是它暫時(shí)無(wú)法取代的。其實(shí)從歷史上看，用科技替代重復(fù)的人力勞動(dòng)，不斷解放和發(fā)展生產(chǎn)力，是從第一次工業(yè)革命以來(lái)人類一直在做的事情。

既然無(wú)法阻擋科技發(fā)展的步伐，不如“打不過(guò)就加入”。機(jī)械、仿真工程師可以選擇進(jìn)入機(jī)器人行業(yè)，利用所學(xué)技能設(shè)計(jì)更多機(jī)器人來(lái)代替人力完成繁重、復(fù)雜甚至可能有危險(xiǎn)的體力勞動(dòng)。對(duì)自身來(lái)說(shuō)，機(jī)器人行業(yè)未來(lái)前景光明；對(duì)社會(huì)來(lái)說(shuō)，機(jī)器人的普及給人帶來(lái)的更多還是好處。