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MapleSim 用户案例
人形机器人设计
问题描述
现代社会,工业机器人被广泛应用于生产制造,勘测等领域,而人形机器人尚未真正应用于社会。相对人体结构的高度复杂性,人形机器人的机构设计和运动稳定性是亟待解决的关键问题,同时建模仿真的精确性和控制器设计也是其中的重要部分。
解决方案
英国智慧机器人RoboThespian™的开发商Engineered Arts Limited 公司开发革命性智能机器人而闻名全球,Maplesoft 公司也参与其开发项目。RoboThespian™机器人的诞生可追溯至2005 年,因为需要演员于机械剧院中进行表演,开始了机械人演员的设计与制作。最初的设计着重于机械工程与控制系统部分,随着时间以及观众喜好改变,渐渐的Engineered ArtsLimited 公司的机器人从简单的动作机器人变成拥有人工智能的交互式机器人。而MapleSim 将对下一代的机器人设计产生革命性的影响。RoboThespian被全球14 个国家的科学中心使用于展示以及娱乐观众,其中Max Q 机器人更是曾担任美国国家航空暨太空总署的导览员,主要负责回答关于哈伯太空望远镜以及航天员在外层空间的生活等问题。Engineered Arts Limited 公司总监Will Jackson 表示:“下一世代的罗伯莎士比亚机器人有与人等高的身
形并可展现出更多状似真人的行为,我们将带领观众见证前所未有的智能机器人,而就是MapleSim让这一切变得可能,因为它的高效建模与模拟环境加上基于Maple 的算技术,让机器人的组件中大量使用到的微分方程立即可以得到解答,且MapleSim 的建模技术发生在系统的层级,让所有的变量更容易被找出、控制以及进行互动。”MapleSim 的强项即是革命性的多体机构建模技术,无缝地与先进的多领域建模工具结合让工程师们可在同一个平台上完成项目。即MapleSim 提供了一
个灵活的多体机构仿真控制平台。Engineered Arts Limited 公司的工程师们使用MapleSim 设计仿生人形机器人腿,整合一个新的执行器,同时研究他的静态与动态稳定度并写出控制策略。所谓的生物模拟即是如同人类的肌肉与骨骼的系统,不同于传统藉由电子马达驱动的机器人,RoboThespian 可表现出高度非线性以及似人的顺从行为。在MapleSim 中所建立的机器人腿以及执行器是为了验证在静态的状况下,受压后的执行器与收缩反应及关节运动的关系。MapleSim 的自定义组件模板同时被使用于模拟机器人的气压促动行为,由于MapleSim 中有高达600 个以上的内建物理元件让整个建模的过程毫不费力,且藉由3D 的实时仿真可立即得到模型的回馈。

目前Jackson 先生以及其他的工程团队的目标是使用MapleSim 建立下一个机器人模型,这一次是建立整个模型,并将预计在2013 年制作出雏型。Maplesoft,全球领先的工程、科学研究和数学计算软件开发商,核心技术包括世界上最强大的符号计算引擎和创新的物理建模技术,这些领先的技术提供了尖端的工具用于设计、建模、和高性能仿真。其产品包括Maple™和MapleSim™.