3D打印助力迪斯尼開發(fā)機械玩具制作軟件

不知道大家會不會也和小編一樣，時不時的懷念小時候玩過的那些需要上發(fā)條或者需要手動的機械青蛙,、鴨子和汽車之類的玩具。而這些機械玩具的驅(qū)動裝置就是一系列大大小小的齒輪和繩線,。過去設(shè)計一整套的機械傳動系統(tǒng)往往需要專業(yè)的工程技能,，但是迪斯尼（Disney）公司的研發(fā)人員們最近借助3D打印科技，開發(fā)了一些讓非專業(yè)用戶也能設(shè)計和制作機械玩具的軟件工具包,。
這款軟件是由迪斯尼公司在瑞士蘇黎世和美國波士頓設(shè)立的研究實驗室,，與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和麻省理工大學(xué)實驗室的研究人員們合作開發(fā)的。軟件工具分為兩套。
第1套是用來設(shè)計和優(yōu)化鉸接式（用齒輪驅(qū)動的）機械玩具的,，比如跳舞的鐘表,、騰躍的馬和各種不斷做重復(fù)動作的玩具。用戶只需將鉸接式玩具的造型輸入到軟件,，在這些造型上指定一些機械促動點,，并為這些點的運動軌跡做一個初步的設(shè)想（在軟件中畫一組曲線來表示）。這時候,，軟件就將根據(jù)用戶制定的促動點和點的運動曲線計算出能夠讓玩具做出目標(biāo)動作的最佳機械組裝系統(tǒng)及相關(guān)的設(shè)置,，軟件還將以動畫的形式來模擬這些動作來讓用戶能夠?qū)ν婢叩膭幼鬟M行優(yōu)化。

第2套是用來設(shè)計那些沒有清晰（鉸接式）外形的變形玩具的,，比如有彈性可變形的膠質(zhì)怪物,、植物和搖動的建筑物等等。用戶需要將變形玩具的造型輸入到軟件,，在這些造型上指定一些變形的目標(biāo)形狀,、一些運動點，然后軟件工具就能夠根據(jù)用戶的需要制定一組機械調(diào)節(jié)器,，并自動決定它們大概的位置,，然后再對它們進行設(shè)計優(yōu)化，找出實現(xiàn)用戶制定形變所需的最佳機械套件,，各類繩線,、鉚釘和定位夾等等。


為了驗證軟件的實用性,，研究人員們總共設(shè)計了10種動畫玩具并用3D打印生產(chǎn)了其中7種來展示他們軟件的多能性,。每種設(shè)計所耗時間都不超過半小時。瑞士蘇黎世的迪斯尼研究院的科學(xué)家Stelian Coros說：“（雖然）我們的玩具目前只限于循環(huán)運動” “不過,，我們的研究將我們向能夠快速設(shè)計和生產(chǎn)那些能夠感受環(huán)境并與之互動,，從而完成復(fù)雜任務(wù)的定制機器人又近了一步�,！�
迪斯尼公司表示,，軟件第3階段的開發(fā)實現(xiàn)了根據(jù)玩具自身特性自動分配堅固和柔軟材料來實現(xiàn)所需形變，同時保持玩具的整體外形不受影響,。柔軟的材料被自動分配所需位置,，比如關(guān)節(jié)附近；而堅固的材料則將自動分配用于四肢,。這一階段是三個階段中計算耗時最久的,，但被證明為最強大。

迪斯尼的科學(xué)家Bernd Bickel說：“我們相信我們的方法（開發(fā)的軟件）是靠近真實世界的玩具實物的一個重要一步,，” “現(xiàn)在,，我們將用更多更廣泛的材料來制作這些玩具,，設(shè)計活動更加自由的促動系統(tǒng),，使更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和運動能夠自動實現(xiàn),�,！�