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普通高中生在家里就能造出智能感应机器人?这并非J.K.罗琳的魔幻小说中才有的情节。
一台电脑、一部3D打印机、一块Arduino芯片，高中生山姆•伯格顿(Sam Baumgarten)和格兰汉姆•休斯(Graham Hughes)，还没接受过系统、正规的高等计算机编程和机械课程的训练，就已经轻松地设计、制造出带有敏锐的触觉反馈功能的机械手臂。
“这只机械手臂的手指是通过达索系统旗下3D设计软件设计分析后一键打印出来的，灵活程度超出我们最初的预期。”伯格顿戴着装有弯曲传感器的控制手套，向人们演示这只机械手臂的神奇力量。由三个双指节手指组成的抓手，在接收手套传感器的信号后，流畅无误地重现使用者手臂所做出的自然动作。不仅如此，安装在机械手指尖上的力传感器还会将抓手握住物体时产生的触觉，经由芯片处理后发送到用户所戴的手套指尖。“即便你没有亲手拿捏具体的物件，通过机械臂的触觉传达，你仍然能直观地知道远处的机械手正在以何种力道抓握对象。”在伯格顿的演示下，拿起脆弱易碎的玻璃杯，机械臂迅速调整抓握的力道。
高中生柏格顿演示他的机械手套
“很难想象这只机械臂是高中生设计制造的作品，”曾在法国阿兰德百伦机器人公司(Aldebaran Robotics)研发部门任职的拜尔•尼尔 (Bayer Neal)在仔细观看了伯格顿的一系列动作演示后表示。在过去，对机器人抓握力的把控是一个需要众多工程师、科学家、工业设计师一起努力多年才可能攻克的技术难关。如今，在虚拟现实技术的设计开发工具帮助下，两个高中生在家里就已经造出了感应握力的机械手臂。
实际上，“业余选手”伯格顿的故事和专业工程师尼尔的唏嘘不是个别现象。在诸如达索系统三维仿真设计软件的帮助之下，凭一己之力就能定制自己想要的那款机器人已经不是什么天方夜谭。一方面，SOLIDWORKS、CATIA、DELMIA、3DVIA等仿真软件的开发正在努力简化原本高精尖的工业设计开发流程；另一方面，3D打印技术与设计软件的直接对接，让个性化工业制造变得轻而易举。这无疑给了更多像伯格顿这样对机器人充满热情和想法的“业余选手”定制机器人的机会。
“作为人工智能的主要载体，机器人开发设计本来应该是个性化的事情，从功能到造型审美，不同人对机器人有不同需求，但因为开发制造门槛太高，所以这些需求一直被压抑。”《机器人时代》作者、人工智能马丁•福特(Martin Ford)认为，随着设计软件越来越容易操作，设计软件和3D打印机直接对接等技术革新，在不久的将来，机器人将真正进入“私人定制”时代。
虚拟现实仿真设计
“我们自学了一些软件操作教程，对最新的机器人科技做了一定了解，就开始用仿真设计软件着手研发。整个过程不是像人们一般人所想的那么困难，只要有确定的设计目标。”柏格顿坦言，他和“发小”休斯从小就对机器人充满好奇，在过去的很多年里，因为苦于没有简易操作的工具和专业导师，他们能做的最多只是憧憬。直到在高中的选修课上，他们接触到了相关的三维仿真设计软件，这种观念才开始发生了改变。
“我们所做的，就是根据自己脑海中的机器人设计需求，在数以百万计的模板和素材库中筛选出自己想要的东西尝试组合。这类软件会帮你按部就班地分析你的每一步设计是否可行，甚至寻找出下一步比较合理的解决方案。收到软件所给出的分析和建议方案，你又会不断受到启发，想出新的点子。”通过软件的多次模拟机械手臂动作状态，柏格顿他们确定了芯片和感应器的力学反馈设计解决方案，在几款设计方案之中，这种最为经济。“动态的模拟过程为我们省去了很多时间，试错的成本非常低。”令柏格顿庆幸的是，最终的机械手臂呈现结果和仿真设计软件预测的动态过程几乎完全一致。
