SOLIDWORKS® Research Yazılımı ile insansı robotlar geliştirme çalışmalarında ilerleme.
İnsansı robotlar geliştirmek ve ilgili robotik araştırmalarını uygun bir maliyetle etkin ve verimli bir şekilde yürütmek.
SOLIDWORKS Research Edition mekanik tasarım ve elektrik tasarımı çözümleri paketini hayata geçirmek.
Waseda Üniversitesi, 1973 yılında ilk tam ölçekli insan benzeri robot olan WABOT-1'in geliştirilmesi de dahil olmak üzere, antropomorfik robotik araştırmaları konusunda liderdir. 2000 yılında üniversite, gelişmiş bir bilgi toplumunda insanlar ve makineler arasında yeni ilişkiler geliştiren araştırma faaliyetlerini teşvik etmek için İnsansı Robotlar Enstitüsü'nü (HRI) kurdu. Waseda'nın Modern Makine Mühendisliği bölümünde profesör olan Atsuo Takanishi'nin yönetimindeki HRI, insansı robotlar konusunda araştırma ve geliştirme (Ar-Ge) çalışmalarını hızlandırdı. Tokyo merkezli araştırma kuruluşu, temel robotik teknolojisini oluştururken aynı zamanda birçok yetenekli mühendis ve bilim insanının gelişimini de desteklemiştir. HRI'nın araştırması; rutin görevleri tamamlamak, tıbbi yardım sağlamak veya yardımcı işlevi görmek gibi amaçlarla insanlarla etkileşimlere girecek olan robotları geliştirmeye odaklanır. Bu robotlar, insanların bulunduğu ortamda onlarla aynı çalışma alanını ve aynı deneyimleri paylaşarak onlarla birlikte hareket ettiği için hem görünüş olarak insanlara benzemeli hem de insanların düşünme ve davranış biçimlerini akla getirmelidir. Doçent Kenji Hashimoto'ya göre Waseda başlangıçta insansı robotlar geliştirmek için 2D tasarım araçları kullanıyordu. HRI 2001 yılında, insansı robotlar Ar-Ge'sini ilerletmek için entegre bir 3D geliştirme platformuna ihtiyaç olduğunu belirledi. Hashimoto, "Robotlarımız karmaşık sistemlerdir ve bu sistemler konuşma, yüz ifadeleri ve vücut hareketlerini algılayan sensörlerden gelen, yüksek düzeyde iletişim ve koordine eylemler doğuran bilgilerin entegre edilmesini gerektirir." şeklinde açıklıyor. "Hedeflerimize ulaşabilmemiz için ekiplerimizin eksiksiz bir 3D tasarım ve mühendislik araçları setine ihtiyacı var." HRI, birçok önde gelen 3D tasarım sistemini değerlendirdikten sonra SOLIDWORKS Research yazılımını standart platformu olarak seçti ve 60 lisansı uygulamaya koydu. HRI, SOLIDWORKS Research yazılımını, arayüzünün diğer 3D paketlerden daha kullanıcı dostu olması ve tüm entegre tasarım ve simülasyon araçlarına erişim imkanı sağlaması nedeniyle tercih etti.
HRI, 2001 yılında SOLIDWORKS Research yazılımını uygulamaya koyduğundan beri entegre bir 3D platform üzerinde çalışarak robot geliştirmede hızını arttırdı ve 20'den fazla insansı robot geliştirdi. Bu robotlar başlıca; engellileri ve yaşlıları taşımak için geliştirilmiş iki ayaklı lokomotorlardan oluşan Waseda Leg serisi, dişle ilgili kavramların daha iyi anlaşılabilmesi için insanın çiğneme eylemini mekanik olarak simüle eden robotlardan oluşan Waseda Jaw serisi, çeneyle ilgili sorunlar yaşayan hastalara yönelik çözümler için çene açan ve kapatan robotlardan oluşan Waseda Yamanashi serisi, flüt ve saksafon çalan robotlardan oluşan Waseda Flautist ve Waseda Saxophonist serileri, Japonca ünlü ve ünsüz harfleri mekanik olarak telaffuz eden robotlardan oluşan Waseda Talker serisi ile duyguları ifade eden robotlardan oluşan Waseda Eye ve KOBIAN serileridir. Diğer HRI robotları arasında; insan pelvisine benzer bir pelvis ve yedi serbestlik derecesinde (DOF) bacak mekanizmasına sahip diz uzantısıyla yürüyen bir robot olan WABIAN-2R, 28 DOF'ye sahip bir afet kurtarma robotu olan WAREC-1 ile 80 kg'a kadar insan ve her türlü yükü taşıyabilen WL-16 bulunmaktadır. "HRI, SOLIDWORKS Research yazılımının entegre özellikleri sayesinde robot geliştirme konusunda artık daha üretken. Bu sayede tasarım verimliliği üç ila dört kata kadar arttı," diye belirtiyor Hashimoto. "2D ile yalnızca basit düzlemsel yapısal elemanları tasarlayabiliyorduk. SOLIDWORKS sayesinde artık karmaşık robot parçalarını kolayca tasarlayabiliyoruz."
HRI, SOLIDWORKS Research yazılımının entegre özellikleri sayesinde robot geliştirme konusunda artık daha üretken. Bu sayede tasarım verimliliği üç ila dört kata kadar arttı.
HRI, insansı robotlar tasarlamanın başlıca zorluklarından olan, sertliği korurken parça ağırlığını azaltma sorununu, entegre SOLIDWORKS sonlu eleman analizi (FEA) araçlarını kullanarak çözmektedir. Hashimoto, "Bacaklı bir robot tasarlamada SOLIDWORKS Simulation temel öneme sahiptir çünkü yüksek bir sertlik derecesini korurken ağırlığın mümkün olduğunca düşük olması sağlanmalıdır," diye vurguluyor. "SOLIDWORKS tasarım yazılımı, simülasyonlarda kullanılan bilgiler olan robot parçalarının ağırlık merkezi ve atalet momentini hızlı bir şekilde hesaplayabilmemizi sağlar. Biz de üç boyutta aralarında engelleme olup olmadığını görmek için parçaları kontrol ederiz. Hashimoto, "SOLIDWORKS Flow Simulation [hesaplamalı akışkan dinamiği analiz yazılımı]; aktüatörler, motorlar ve tahrikler gibi ısı kaynakları için bir soğutma sistemi tasarlarken de kullanışlıdır," diye ekliyor.
Enstitüdeki ekiplerin ayrı ayrı değil eş zamanlı olarak mekanik, termal tasarım ve elektrik tasarımı yapmasına olanak sağlayan yazılımın entegre ve çok disiplinli yapısı, HRI'nın SOLIDWORKS Research yazılımıyla gerçekleştirdiği önemli üretkenlik kazançlarında etkili olan bir diğer unsurdur. Hashimoto, "SOLIDWORKS teknolojisi, hem mekanik tasarımı hem de elektrik tasarımını tek bir yazılımla gerçekleştirebildiği için yenilikçidir," diyor. "Ayrıca, SOLIDWORKS ile yapısal FEA ve termal akışkan akışı analizleri gibi çeşitli analizler de yapılabilir," şeklinde devam ediyor. "Sofistike bir robot geliştirmek için yalnızca mekanik tasarım değil, eş zamanlı olarak elektrik tasarımı ve termal tasarım da yapmalıyız. Sınırlı bir alanda motor, redüksiyon dişlisi, kodlayıcılar gibi bileşen parçalarını düzenlemeliyiz. Her bir parçanın yüksek sertliğini koruyarak ve tekrar tekrar FEA analizi yaparak hem boyutta hem de ağırlıkta düşüş sağlamalıyız. SOLIDWORKS bu tasarım sürecinde bizim için çok faydalı bir yazılım."