3D打印助力迪斯尼开发机械玩具制作软件

不知道大家会不会也和小编一样，时不时的怀念小时候玩过的那些需要上发条或者需要手动的机械青蛙、鸭子和汽车之类的玩具。而这些机械玩具的驱动装置就是一系列大大小小的齿轮和绳线。过去设计一整套的机械传动系统往往需要专业的工程技能，但是迪斯尼（Disney）公司的研发人员们最近借助3D打印科技，开发了一些让非专业用户也能设计和制作机械玩具的软件工具包。
这款软件是由迪斯尼公司在瑞士苏黎世和美国波士顿设立的研究实验室，与苏黎世联邦理工学院和麻省理工大学实验室的研究人员们合作开发的。软件工具分为两套。
第1套是用来设计和优化铰接式（用齿轮驱动的）机械玩具的，比如跳舞的钟表、腾跃的马和各种不断做重复动作的玩具。用户只需将铰接式玩具的造型输入到软件，在这些造型上指定一些机械促动点，并为这些点的运动轨迹做一个初步的设想（在软件中画一组曲线来表示）。这时候，软件就将根据用户制定的促动点和点的运动曲线计算出能够让玩具做出目标动作的最佳机械组装系统及相关的设置，软件还将以动画的形式来模拟这些动作来让用户能够对玩具的动作进行优化。

3D打印助力迪斯尼开发机械玩具制作软件

第2套是用来设计那些没有清晰（铰接式）外形的变形玩具的，比如有弹性可变形的胶质怪物、植物和摇动的建筑物等等。用户需要将变形玩具的造型输入到软件，在这些造型上指定一些变形的目标形状、一些运动点，然后软件工具就能够根据用户的需要制定一组机械调节器，并自动决定它们大概的位置，然后再对它们进行设计优化，找出实现用户制定形变所需的最佳机械套件，各类绳线、铆钉和定位夹等等。


为了验证软件的实用性，研究人员们总共设计了10种动画玩具并用3D打印生产了其中7种来展示他们软件的多能性。每种设计所耗时间都不超过半小时。瑞士苏黎世的迪斯尼研究院的科学家Stelian Coros说：“（虽然）我们的玩具目前只限于循环运动” “不过，我们的研究将我们向能够快速设计和生产那些能够感受环境并与之互动，从而完成复杂任务的定制机器人又近了一步。”
迪斯尼公司表示，软件第3阶段的开发实现了根据玩具自身特性自动分配坚固和柔软材料来实现所需形变，同时保持玩具的整体外形不受影响。柔软的材料被自动分配所需位置，比如关节附近；而坚固的材料则将自动分配用于四肢。这一阶段是三个阶段中计算耗时最久的，但被证明为最强大。

迪斯尼的科学家Bernd Bickel说：“我们相信我们的方法（开发的软件）是靠近真实世界的玩具实物的一个重要一步，” “现在，我们将用更多更广泛的材料来制作这些玩具，设计活动更加自由的促动系统，使更复杂的结构和运动能够自动实现。”