《21世紀機器人》一一3.2 從圖紙到塑膠模型

本節書摘來自華章計算機《21世紀機器人》一書中的第3章，第3.2節,作者：[美]布萊恩·戴維·約翰遜（brian david johnson） 更多章節内容可以通路雲栖社群“華章計算機”公衆号檢視。

把吉米變成實物的下一步就是要把桑迪繪制的吉米變成真實的物體。最近一些年的科技進步已經大大簡化了這個目标，比你的預想要簡單很多。特别是3d列印技術，它讓我們增加了實作21世紀機器人的信心。

所謂3d列印，就是把你輸入的一個包含數字設計的計算機檔案在一個裝置上列印出來。大量書籍詳細介紹了3d列印技術（例如，《3d printing：the essential guide to 3d printers》（maker media），anna kaziunas france）。簡單來說，3d列印的核心技術是所謂的增量制造法（additive manufacturing），用塑膠、樹脂或金屬（甚至于糖或巧克力）等材料一個點一個點地建造出物體。設計檔案很容易定制和個性化，是以通過3d列印技術可以列印出獨與衆不同的機器人。

為了把吉米變成實物，我直接找到了韋恩·洛西。韋恩曾經創業做獨立出版漫畫圖書，後來在玩具公司工作。他的從業經驗讓他成為把吉米變成實物的最佳人選。

2012年10月，韋恩開發了modibot，是個類人玩具，通過全身預留的特殊小孔，可以安裝上你想要的任何部件。你想讓modibot變成個騎士嗎？隻需扣上頭盔，配上盔甲，裝上一把劍，它就變成騎士了。若想讓modibot變成帶翼的生物呢？隻需裝上翅膀即可。

“我最初的想法是做出一個玩具，它可以變形成為人們想要的任何東西，”韋恩解釋道，“你甚至可以列印你想擁有的modibot的3d部件，還可以把它當成一個平台或者基礎做任何個性化定制，全憑你的選擇。”

（圖檔來源：韋恩·洛西）

“是以關鍵是3d列印？”我問道。

“3d列印使得任何人可以設計屬于他們自己的産品和玩具，”韋恩回答道，“它允許人們自主創新。擁有一個桌面工廠太讓人驚訝了，就像我們活在未來。”他笑道，“它将徹底改變我們與産品的互動方式和我們的生活方式，這些産品和玩具可以随時間而改變，這就是為什麼我進入3d列印和數字設計領域。”

列印吉米

“首先，我們采用modibot的設計來制作一個小版本的吉米，”韋恩解釋道，“他隻有6英寸高，modibot最酷的設計是球窩關節。他的肩、肘、臀部、膝蓋和脖子都是類似的關節。列印材料的張力使得吉米有令人吃驚的靈活度，他可以擺出各種姿勢。”

微型吉米真的太神奇了。他的脖子可以上下左右活動，肩部和肘部也都可以自由活動，甚至于手腕也可以扭動。髋關節可以使大腿前後移動，通過膝蓋和腳踝的位置變化擺出各種造型。

把吉米做大

“下一步有點困難，”韋恩說。

“設計并列印雙足外骨骼實物是建造吉米的基礎，是嗎？”我問道。

“完全正确，”韋恩笑着解釋，“我們希望可以在家用3d列印機上列印出吉米，這意味着要列印出可以組合在一起的多個部分。把吉米拆分成可列印的多個部分是個不小的挑戰。除此之外，我們還得把吉米按比例放大，確定放大複制後的吉米依然是我們希望的那樣。這是建造可定制機器人的第一次嘗試。第一個版本必須是分成多個部件的，列印出來後再黏連到一起。我們要讓人們看到我們承諾的機器人。”

“我還記得我們第一次把他展示給大衆時，被問得最多的問題就是在家用3d列印機上列印需要多長時間。”我說。

“列印每個大的部件需要24小時，”韋恩回答道，“組成頭的兩個部件用了48個小時。那兩天我都是早早起來就去工作室看吉米的頭部是否列印完成。”

外吉米是機器人吉米的基礎。我們特意把外骨骼設計成空心的，以便放入其他部件，讓他可以走路說話甚至社交。外吉米是後面其他版本的基礎。

外吉米的胸部有個設計獨特的滑動機構，使他的頭部可以左右擺動，也可以向下和向後看。每個肩膀處的球形關節使他可以大範圍運動。你也可以擺弄他的手肘和手腕。髋關節保證了吉米的腿可以前後移動，膝蓋和腳踝可以擺出某種姿勢。

你想設計列印一個外吉米嗎？他們真的很有趣。當我們在2013年秋天的紐約創客大會上介紹21世紀機器人項目時，我們列印了幾個外吉米。他們雖然還沒功能，但仍然引起了轟動！似乎每個人都想象到了小機器人的潛力。

我們帶着3d列印的吉米外骨骼幾乎走遍了曼哈頓，與各種人見面。帶着我們花了10年時間設計出的機器人巡遊，把他介紹給人們，這是多麼開心的事啊！

你會如何修改設計來建立你自己的機器人呢？你怎麼向人們介紹你的外殼機器人？

（圖檔來源：布萊恩·戴維·約翰遜）

“外吉米是建構機器人的中間步驟，他不是可工作的機器人，他的用途是供機器人專家和工程師建造下一版本，”韋恩說，“外吉米既不是玩具，也不代表他本身的設計目标，這聽起來有些滑稽。這個吉米是個裡程碑，下一步我們就會讓他能夠執行動作了。”

“在設計過程中有什麼事讓你覺得驚訝嗎？”我問道。

“的确有那麼件事，”韋恩思考片刻後說，“當我組裝好第一個大型3d外吉米時，他變成了一個實際的存在，他開始有他的個性。特别是當你凝視3d空間中的他時，他仿佛活了起來，顯示出他的個性，那簡直太神奇了。”

“具有個性确實會改變很多。”我說道。

“我認為人和機器的互動将會有一個真正的轉變，”韋恩總結說，“當人們意識到這些機器人是有個性的，即使隻是外表，那麼人們也會開始以不同的方式與機器互動。他們之間會有更多的關系。”