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广州大学3Dmonkey团队3D打印出一个BB8机器人

点击:25 日期:2016-05-07 选择字号:

  近几年,3D打印越来越频繁地出现在公众的视野里。普通人可能只用3D打印来做些日常生活用品,但对于高校的学子来说,这项新技术则为他们提供了研究便利 ——制作机械的材料不再需要外包,只要在电脑上动动手,各种零件便可从打印机里“变”出来。国内第一个“BB8机器人”,就是由广州大学3Dmonkey 团队成员四个大学生受《星球大战》启发用3D打印技术所制造的。



广州大学3Dmonkey团队3D打印出一个BB8机器人


  广州大学“极创团队”的四名成员和他们用3D技术打印出来的BB8机器人。



  3D打印:

  这么远,那么近

  3D打印技术,听上去或许大家都不会觉得陌生。作为快速成型技术的一种,近年来,它在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航空航天、医疗产业、教育、地理信息系统以及其他领域都有所应用。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的,它是以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

  3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有所区别——内装有金属、陶瓷、塑料、砂等,是实实在在的原材料,能“打印”出真实的3D物体。所以,无论是机器人、玩具车、各种模型甚至是食物,都可以通过3D立体打印技术来实现。然而对于这种“与时俱进”的打印科技,大多数的“行外人”只是在一知半解地“看热闹”,殊不知“行内人”正在热火朝天地将其“玩转”。

  相信只要看过《星球大战:原力觉醒》的人,都会对片中那只陪伴女主角冒险的机器人“BB8”过目难忘。这位“星战大明星”被设计成一个球体,头上有个“悬浮”的脑袋,在高速行走时,脑袋可以一直保持在身体上方。在洛杉矶的首映式上,“BB8”亲自“滚”过红毯,成为影迷们最想拥有的“迷你机器人”。

  近日,来自广州大学的“极创团队”四位成员,利用3D打印技术和自己所学的知识制作了一个能“以假乱真”的“BB8机器人”,它不但能像电影里面的机器人一样滚来滚去,而且外观和造型都拥有接近90%的相似度。接下来,“极创团队”还将在外形和语音功能上继续对“BB8”做出改良,力求让它变得更加智能。



广州大学3Dmonkey团队3D打印出一个BB8机器人


  “极创团队”3D打印出来的四足机器人


  当3D打印走进高校::

  探访“BB8”身后的理工男

  传说中的“3D打印”技术其实离我们并不遥远,在广州,也有一些高校会有关于这项技术的体验。对于理工科的学生而言,这项技术给他们做实验提供了极大的便利,因为制作机械人的零件和材料很难在市面上买到,如果外包给商家做,价格非常昂贵,有了3D打印,学生们只需要在电脑上建模,就能把各种零件打印出来。

  由广州大学机电学院的李伯泉、钟海泰、叶家杰、郑植俊4位年轻人组成的“极创团队”,致力于研究现今风靡全球的3D打印技术教育培训及3D打印技术培训教材的编写。他们在2015年9月成立了自己的“3Dmonkey工作室”,国内第一个“BB8机器人”就是在这个工作室诞生的。机器人内置了一台小车,借助磁铁连接头部和身体,若干个方向球保证跑动时的平衡。四位男生都来自纯理工科的专业,进入学校实验室开展的创新班是让他们几个人聚起来的契机。他们告诉记者,从一开始做项目起,彼此之间就很有默契,不需要刻意去安排谁负责哪一样,时间一长了,就知道自己该做什么了。有任务时,会由团队负责人简单统筹一下,根据各自的能力去安排所负责的部分。

  “BB8机器人”:

  两周时间就搞掂

  《星球大战》让很多人记住了一个名叫“BB8”的机器人,也让“3Dmonkey”团队诞生了制作的灵感。在看完电影之后,他们便去设法了解“BB8”的原理和结构,然后发现原来自己的团队也完全有能力制作。从设计、绘制各种图形到动手做出来,他们用了约两周的时间——前一个星期去了解图案和技术,查阅资料;后一个星期开始动手做,之后还要画漆,等漆干。虽然关于具体费用他们没有给出确切的数据,但可以肯定的是“成本其实不高”。

  大家在电影里所看到的机器人所呈现的悬浮效果其实是特技,现实中的“BB8”的头部主要是靠磁铁吸住,身体部分是小车。团队负责人李伯泉告诉记者,当时在制作“BB8”头部时,因为制作方法还有工艺方式不对,又没有什么参考资料,所以第一次手工制作时就出了点差错。“后来就决定用其他方法,其他三个队员也给了我很多建议,于是就选择了用3D打印去做。”对于负责3D打印产品设计的钟海泰而言,最有趣的是作品成功“动起来”的那一刻。“之前我也做过很多有趣的小机器人,而且我这人喜欢挑战难度,就像这个机械臂,我后来加了一个算法,让手臂在我设定的坐标内运动,最后也做成功了,所以我特别高兴。”他说,“现在我们也正对BB8做一些改善,包括外形改善和增加语音功能等,这些对于我们来说都是很有挑战性的。”

  导师声音

  与国际接轨

  打造中国“创客”

  创新班的指导老师黄文凯告诉记者,他们创立这个创新班的目的是想进行一个课程改革,让中国的课堂与国际接轨。“现在中国很多大学的工科生,他们在课堂上听了很多理论,但是非常缺乏实际锻炼,而理论和实操相结合的课程在一些国际名校是非常普遍的。”他说道。经过两年多的培训,黄老师和他的同事终于培养了一批动手能力很强的工科生。从当初老师们自掏腰包办课程,到现在受到学校和政府的关注,一路上都洒满师生们的汗水。

  黄老师表示,他们开设创新班的目的就是为了提倡“创客精神”,提高学生们的创新能力,尽快把我国从“制造大国”转变成“创造大国”。为了普及3D打印的知识,黄老师还组织同学们到中小学给孩子们上3D打印课,引发他们对科学的兴趣。

  Q & A

  将培训中小学老师

  学会使用3D打印机

  广州日报:做一个3D打印作品需要什么基本步骤?

  叶家杰:最关键的就是建模,建模有三维软件、三维设计软件等,有些是专门针对中小学生的。很多人都以为建完模就可以3D打印了,其实中间还有一个环节,因为打印机不是识别图像,它是识别代码的,所以需要一个软件去把图形转换成代码。打印出来后还需要抛光和喷漆,以及其他一些很细致的处理才能做成一件完整的作品。所以整个流程走下来还有点困难的。我们搞这些科普教育,就是希望孩子能够通过自己动手动脑去制作一样作品,让它能动,能跟其他同学交流,享受其中的喜悦。

  广州日报:普通人若想尝试3D打印容易上手吗?

  李伯泉:你可以选专业的,也可以选简单的。现在根据市场的需要都有一些比较简单的软件,让小孩子容易上手。为什么3D打印机销量不是很大?最大的原因是没人会用。就像哪间中小学会开3D打印课程?都是在高校才用得比较多,所以我们也在开设3D打印的培训课程,让更多的人熟悉3D打印。有些经济条件比较好的学校会有3D打印机,但是很多买了放在那里都没有人会用,所以现在我们在做的就是培训中小学教学3D打印机