“异想”也能成真

邢黎闻

设计师区别于平常人的其中一个特质，是他们有突出的创新欲望。他们的不断假设、幻想、冲动，让不可能变得可能，也让我们的生活变得越来越美好。索契冬奥会的雪橇Night Train 2（夜车）、MIT的仿真义肢机器人、eatART的巨型机械蜘蛛……这些给人们带来巨大震撼的“神奇的应用”源于设计师们的异想天开，而最终帮助这些“异想”成真的是能够进行复杂设计和实现决策自动化的智能设计。

雪橇Night Train 2（夜车）

在1992年的冬奥会上，美国雪橇队用的是欧洲人淘汰下来的雪橇。而2010年的冬奥会，美国雪橇队用上了自己的全新的“夜车”雪橇，并且赢得了62年以来的首枚奥运雪橇项目金牌。这要归功于前NASCAR车手Geoff Bodine。他将自己掌握的竞速技巧与Cuneo的工程设计方法相结合，打造出了新一代雪橇。

雪橇速度通常能超过每小时144千米，往往百分之一秒的差距就会决定比赛胜负。面对官方制定的严格规则以及加快竞速带来的挑战，Bodine认为第一代“夜车”所采用的2D设计工具已经无法满足打造世界最高速雪橇的需求。虽然最初的雪橇空气动力设计针对2010年的加拿大温哥华快速下行滑道进行了优化，但是索契冬奥会赛道则有3个复杂的上行滑段，需要更精准的操控，才能在通过滑道曲线时产生最大的速度。“我们知道我们需要高精准度的3D设计解决方案，以较低的成本实现对Night Train 2原型直观的、逼真的测试。”Bodine说。市场占有率位居世界前列的达索系统SOLIDWORK满足了Bodine的需求，不但帮助Bodine采用更轻的材料进行设计，还可以在电脑上创建多个3D雪橇原型，在真正开始制造之前就能模拟预想的结果。更令Bodine难以置信的是，SOLIDWORKS还可以进行雪橇重量试验，分析重量对雪橇操控的影响，因为赢得雪橇比赛只在转瞬之间，任何一个细微的改变都可能是获胜的关键。

仿真人腿的义肢机器人

Hugh Herr是MIT媒介实验室生物机电工程研究所主任。在他17岁那年，因攀登美国新罕布什尔州华盛顿山时遭遇暴风雪而导致双腿膝盖以下全部截肢。“在手术过程中我一直在想，如何才能继续我的梦想？”HughHerr回忆说，“我的答案是——依靠科技。”此后，Hugh Herr在麻省理工学院（MIT）拿到了机械工程硕士和生物医学博士学位，并在做生物医学器械博士后的时候，开始研究仿真人腿的义肢机器人系统。Hugh Herr使用各种技术来帮助自己像正常人一样生活和工作。

在Hugh Herr设计的人工膝盖中，传感器和处理器可以持续感知关节的位置和适于肢体的负载，以便去协调腿部运动；而他设计的世界上第一个踝足义肢机器人系统，利用多个传感器、微控制器和模拟器件来模仿人体肌肉骨骼结构和运动，第一次给小腿截肢者提供了一个自然的步态。如今，这些“可穿戴的机器人”部分已经商用化，正在帮助残障人士实现身体的“自愈”，并让他们以越来越自然的方式来生活。

庞然大物Mondo Spider（机械蜘蛛）

在SolidWorks World 2014年会上，Mondo Spider作为开场秀引爆全场。Mondo Spider，这个机械蜘蛛重523公斤、高1.5米、长2.4米、由液压驱动，是一个庞然大物。早在2006年的时候就已经开始制造，最初是采用汽油提供动力；2009年重新设计，转而采用一块5KWH锂离子电池提供动力。据说它是世界上首个零排放行走机械。

有幸在年会上驾驶这辆机械蜘蛛的记者表示，坐在上面既兴奋又害怕，当你推和拉两个骷髅头手杆时，那些齿轮、液压脉冲以及行走的声音一直响在耳边。“操作这只蜘蛛的感觉有点像开拖拉机，一个骷髅手杆控制一边方向，两个手杆同时往前推为前进，往后拉为后退。可能外人看起来有点可怕，其实在里面很安全。”

（本刊综合相关媒体报道）endprint