情感化設(shè)計旨在通過機器人的外觀設(shè)計引發(fā)用戶的情感共鳴,讓用戶對機器人產(chǎn)生情感依賴。例如,一些陪伴機器人的外觀設(shè)計會借鑒寵物的形象,如大眼睛、毛茸茸的身體等,這些可愛的元素能夠激發(fā)用戶的關(guān)愛之情,讓用戶將機器人視為親密的伙伴。情感化設(shè)計還可以通過機器人的表情、動作等非語言方式來實現(xiàn)。例如,機器人可以通過頭部的轉(zhuǎn)動、眼睛的眨動等動作來表達不同的情緒,與用戶進行更自然的情感交流。在設(shè)計過程中,要深入了解用戶的情感需求和心理特點,運用合適的設(shè)計元素和交互方式,實現(xiàn)機器人與用戶之間的情感連接。
隨著虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)的發(fā)展,它們在機器人外觀設(shè)計中也展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。通過 VR 技術(shù),設(shè)計師可以在虛擬環(huán)境中對機器人進行三維建模和設(shè)計,更加直觀地感受機器人的外觀效果和空間布局,提高設(shè)計效率和準(zhǔn)確性。同時,用戶也可以通過 VR 設(shè)備與虛擬機器人進行交互,提前體驗機器人的功能和操作方式,為機器人的設(shè)計改進提供反饋。AR 技術(shù)則可以將虛擬的機器人模型疊加到現(xiàn)實場景中,讓用戶在實際環(huán)境中看到機器人的外觀效果,實現(xiàn)更加真實的展示和演示。
在機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,需要對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,以提高機器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要包括拓撲優(yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓撲優(yōu)化是在給定的設(shè)計空間、載荷工況和約束條件下,尋求材料在結(jié)構(gòu)中的分布形式,以達到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如,通過拓撲優(yōu)化可以設(shè)計出更加合理的機器人機身結(jié)構(gòu),在保證強度和剛度的前提下,減輕機身重量,降低能耗。形狀優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)的外形進行優(yōu)化,以改善結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化,如桿件的長度、截面尺寸等,以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性等要求,同時降低成本。在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時,通常需要借助計算機輔助工程(CAE)軟件,如有限元分析軟件,對結(jié)構(gòu)進行模擬分析和優(yōu)化計算。
協(xié)作機器人強調(diào)與人類的協(xié)作,其結(jié)構(gòu)設(shè)計需要滿足、靈活和易用等要求。在方面,協(xié)作機器人通常采用柔軟的外殼材料和低沖擊力的結(jié)構(gòu)設(shè)計,以減少對人類的傷害。同時,協(xié)作機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計要便于操作和編程,一般采用直觀的人機交互界面,讓非專業(yè)人員也能輕松上手。此外,協(xié)作機器人還需要配備高精度的傳感器,如力傳感器、視覺傳感器等,以便實時感知周圍環(huán)境和人類的動作,實現(xiàn)、的協(xié)作。