2015年3月10日,全球著名二维、三维、传媒娱乐软件公司——欧特克(Autodesk)公司第五届国际交流会(Panorama/Bootcamp)在中国上海同济大学盛大召开。作为这所全球财富五百强企业所创立的一项全球性的数字化设计盛会,这是该项活动首次来到中国大陆,此前四届分别在中国香港、美国、马来西亚和新加坡举办。本届活动云集了来自中国大陆、中国台湾、日本、韩国、俄罗斯、印度、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、新加坡、土耳其、乌克兰等众多国家和地区的众多代表团队参加。 在这些斩获本国或地区的机械、建筑行业设计赛的总冠军团队中,有这样一支队伍,他们略带武侠色彩的名称,极具创意的设计,吸引了各方关注和业界好评。他们就是北京理工大学机械与车辆学院的“绕指灵狐(Finger Foxes)”,这支团队凭借其设计的巧妙的假肢手指项目,以中国区机械产品数字化设计赛总冠军的身份受邀参加此次大会。 在世界舞台展示北理“灵指” Autodesk第五届国际交流会为期3天,包含Idol、Hackathon、Interview、Final Presentation等多个环节。在Idol这一“炫酷”环节中,要求来自各国的优秀团队展示其作品,北理工绕指灵狐(Finger Foxes)所设计的假肢手指项目凭借其缜密的设计思路、精致的实物和妙趣横生的展示,令在场观众称赞不已,引来了各国老师学生的关注。
在随后的Hackathon、Interview、Final Presentation等环节中,北理工绕指灵狐(Finger Foxes)按照大会要求以“可穿戴设备”为题,使用Autodesk云端交互设计软件“Fusion 360”在10个小时内完成一个产品设计,并通过现场问辩和进行最后展示,旨在考验团队短时间内的创造力和想象力。 面对挑战,绕指灵狐(Finger Foxes)团队圆满完成任务。在次日的展示中,其设计的视觉与触觉一体的,依托云端大数据的教学、动作捕捉手套眼镜的穿戴设备套装(Fox Costume)再次引起了全场称赞。期间,Finger Foxes团队接受了上海当地多家媒体采访,其设计受到了社会各界的广泛关注。 通过参加这样一次世界级的科技盛会,北理工绕指灵狐(Finger Foxes)团队的同学们学习了许多东西,包括用户端协同设计、游戏化设计、依托二维照片进行自由建模的快速逆向工程与私人定制等诸多先进设计理念,这些先进的设计手段与创意思路使团队成员获益匪浅。除此之外,他们还积极与日本东京大学、印尼穆罕默迪亚大学、俄罗斯布良斯克国立技术大学、新加坡科技设计大学等各国大学生们进行了充分的交流,既开拓了视野,又结下了一份国际化的友谊,这是整个活动中最宝贵的东西。 巧妙构思的机械“灵指” 能在国际舞台上展示北理工创造,并不是一蹴而就的事情,绕指灵狐(Finger Foxes)团队在此前已走过了一年多的心路历程。 “绕指灵狐”这一项目起源于2014年全国机械产品数字化设计大赛,系国家级大学生创新训练计划项目,由第一代负责人——2011级交通工程专业王露萱于2014年1月提出了这个想法。当时,团队在策划项目时,将目光聚焦于最具活力的生物医学工程领域,结合自己机械专业背景,经过调研论证加上几分灵感,最终形成了这个人体工程学为大背景的机械设计项目。 随即,在机械与车辆学院科协的牵头下,王露萱和2012级机械工程专业的苏江舟、2011级装甲车辆工程专业柯志芳组成了这支“绕指灵狐Finger Foxes”团队,并顺利完成了第一代手指假肢的设计。
第一代手指假肢的设计基于一组绳轮传动结构,适用于失去任意手指但保留掌指关节的残疾人,通过挠性传动等机械设计中的简单原理,希望通过残余断指的单自由度驱动,带动全套假肢完成抓、握、捏等常用动作,并能控制一定的抓握力度。第一代作品提出了包括:指架、支架两支撑分立,单指设计多自由度,使用3D打印制作等诸多全新概念。凭借这款设计和在现场设计环节的出色发挥,他们一路披荆斩棘,在2014年5月于湖北武汉华中科技大学一举拿下了2014年全国机械产品数字化设计中国区的总冠军。 而正是通过这次大赛,比赛赞助商欧特克(Autodesk)公司十分看好这个前景广大、简洁巧妙的纯机械设计项目,并在赛后主动联系了北理工团队,表示愿意支持他们将设计做成实物。在2014年11月欧特克(Autodesk)公司还特邀团队参加了在北京国际会议中心举办的Autodesk中国区AU大师汇,帮助北理工绕指灵狐(Finger Foxes)在机械设计行业的业界大会上进行全面展示。 在数字化设计大赛之后,2012级的苏江舟同学接替学长学姐,成为了团队第二代负责人,带领团队成员们,接力创新,按照参加欧特克(Autodesk)公司第五届国际交流会/训练营的更高要求,开展了第二代手指假肢的设计。在设计中,他们使用连杆机构代替轮绳机构,带动手指传动,实现了近指节摇摆时的三指节联动,使得运动效果更佳稳定可靠。同时又更大胆地提出了“解放手指全部自由度”的概念,依靠残余断指驱动方式,继续将支撑结构分为“支架”与“指架”。“支架”作为整套手指的支撑、“指架”作为单根手指的支撑,既可拆卸,又能在同一根手指上设置多个自由度,做到最大限度地与人体关节相似。在教务处支持下,项目研究成果已经申请国家发明专利。 |