ANGEL ROBOTICS: Pomoc postihnutým ľuďom, ktorí budú môcť opäť chodiť vďaka softvéru SOLIDWORKS

Výzva:

Zjednodušenie procesov vývoja vedúce k rýchlemu návrhu konštrukcie, výrobe a predstaveniu nositeľných robotických produktov prispôsobených na mieru užívateľovi.

Riešenie:

Zavedenie riešenia SOLIDWORKS Professional pre konštruovanie, simulácie v SOLIDWORKS Simulation, SOLIDWORKS Electrical pre konštrukciu elektrických systémov a SOLIDWORKS PDM pre správu dát.

Výsledky:

• Rýchly vývoj nositeľných robotických produktov.
• Lepšia schopnosť vykonávať zmeny v konštrukčnom návrhu s cieľom prispôsobenia produktov na mieru.
• Rozšírené využitie technológií aditívnej výroby.
• Skrátenie doby prototypovania a zníženie nákladov pomocou simulácie.

Angel Robotics, start-up vytvorený univerzitným laboratóriom pre výskum robotických systémov na univerzite Sogang v Soule, vyvíja nositeľné robotické exoskelety pre osoby so zníženou mobilitou, ako sú starší ľudia a paraplegici. Prostredníctvom nositeľných, na mieru vytvorených produktov, sa spoločnosť Angel Robotics snaží pomôcť ľuďom, ktorí sa nemôžu normálne pohybovať, a umožniť im samostatnú chôdzu. Spoločnosť preukázala silu svojej technológie v roku 2016, keď Kim Byeong-wook získal bronzovú medailu v prvom ročníku medzinárodnej súťaže Cybathlon, ktorú organizuje Švajčiarsky federálny technologický inštitút v Zürichu pre postihnutých súťažiacich, ktorí využívajú bionické asistenčné technológie.

Spoločnosť odvtedy zažila rýchly rast a uviedla na trh dva produkty: oblek WalkON Suit pre úplne paralyzované osoby a ANGELEGS, asistenčný robot pre dolné končatiny, určený pre osoby s čiastočne sťaženou chôdzou. Spoločnosť Angel Robotics na seba znova upozornila v roku 2018 na olympijských a paralympijských hrách v Pchjongjangu, kde niesol olympijskú pochodeň úplný paraplegik, ktorý sa pohyboval s použitím obleku WalkON Suit. Pri výbere vývojovej platformy boli pre spoločnosť Angel Robotics kriticky dôležité dve primárne požiadavky: riadenie rastu spoločnosti a súčasne rýchle vyvíjanie nových produktov s možnosťou prispôsobenia, ako uvádza Kyoungchul Kong, generálny riaditeľ Angel Robotics a spolupracujúci profesor strojného inžinierstva na univerzite Sogang.

„Keďže sú hlavní výskumní pracovníci a vývojári preškolení v používaní nástrojov SOLIDWORKS®, a to vďaka vysokoškolskému a postgraduálnemu štúdiu na univerzite Sogang, a väčšina počiatočných prác bola vykonaná pomocou softvéru SOLIDWORKS Research, prirodzene sme dospeli k rozhodnutiu využívať rovnaké nástroje pre tvorbu návrhov a konštrukcií aj vo spoločnosti Angel Robotics,„ vysvetľuje Kong. „Softvér SOLIDWORKS som začal prvýkrát používať v roku 2002, kedy som navrhoval strojné časti ako stážista pre malú súkromnú spoločnosť. Zistil som, že SOLIDWORKS je ten časovo najefektívnejší a najpraktickejší konštrukčný softvér, aký som kedy skúšal. Vďaka týmto skúsenostiam a oboznámeniam mojich kolegov so softvérom SOLIDWORKS to bola ľahká voľba.“

Spoločnosť Angel Robotics zaviedla 3D software SOLIDWORKS pre vývoj výrobkov na začiatku roku 2017. Implementoval softvér pre konštruovanie SOLIDWORKS Professional, softvér pre simulácie SOLIDWORKS Simulation, softvér pre navrhovanie elektrických systémov SOLIDWORKS Electrical a riešenia správy produktových dát SOLIDWORKS PDM. Spoločnosť si zvolila softvér SOLIDWORKS ako platformu pre vývoj, pretože sa ľahko používa, poskytuje prístup k integrovaným nástrojom pre návrhy, konštrukciu a výrobu a tiež preto, že ho kľúčoví konštruktéri už poznali.

RÝCHLE NAVRHOVANIE NOSITEĽNÝCH ROBOTOV PRISPÔSOBENÝCH NA MIERU

Vďaka konštrukčným nástrojom SOLIDWORKS dokázala spoločnosť Angel Robotics rýchlo vyvinúť svoje robotické produkty aj napriek tomu, že sa musia prispôsobovať konkrétnym užívateľom na mieru. Kórejský start-up využíva v SOLIDWORKS funkcie konfigurácií, ktoré automatizujú vytváranie variantov z jedného základného návrhu a naskenovaných 3D dát od nových zákazníkov, aby bolo možné produkty prispôsobiť na mieru.

 „Softvér SOLIDWORKS poskytuje intuitívne grafické užívateľské rozhranie, ktoré nám umožňuje navrhnúť, skontrolovať a overiť návrh počas niekoľkých hodín. Z toho dôvodu používame softvér SOLIDWORKS: Umožňuje nám všetko navrhnúť veľmi rýchlo.“ - Kyoungchul Kong, generálny riaditeľ

„V prípade našich robotických produktov je nutné prispôsobiť ortézové diely jednotlivým užívateľom,“ zdôrazňuje Kong. „Z toho dôvodu je pre nás absolútne nevyhnutné, aby sme dokázali vykonávať úpravy rýchlo. Softvér SOLIDWORKS je rozhodne najrýchlejší a najpraktickejší nástroj pre tvorbu konštrukčných návrhov, čo nám umožňuje rýchlo prispôsobovať ortézy a upravovať konštrukciu podľa naskenovaného 3D modelu užívateľov. Software SOLIDWORKS poskytuje intuitívne grafické užívateľské rozhranie, ktoré nám umožňuje navrhnúť, skontrolovať a overiť návrh počas niekoľkých hodín. Z toho dôvodu používame softvér SOLIDWORKS: Umožňuje nám všetko navrhnúť veľmi rýchlo.“ Nedávno začala spoločnosť Angel Robotics vyvíjať nositeľné roboty pre deti. „Dôležitosť rýchlej tvorby konštrukčného návrhu a výroby ortézového dielu je v prípade robota pre dieťa ešte dôležitejšie, pretože sa ortézový diel musí často vymieňať, ako dieťa rastie,“ zdôraznil Kong.

SIMULÁCIA SKRACUJE DĹŽKU PROTOTYPOVANIA A POUŽÍVATEĽSKÝCH SKÚŠOK

Namiesto vytvárania fyzických prototypov pre testovanie spoločnosť Angel Robotics šetrí čas a peniaze s využitím integrovaných simulácií metódou konečných prvkov v softvéri SOLIDWORKS Simulation pre virtuálnu simuláciu tuhosti a pevnosti dielov, a nástroje SOLIDWORKS pre dynamickú pohybovú analýzu, sledujúcu vzájomné kolízie dielov v zostavách. Okrem časovej úspory a zníženia nákladov na vývoj prispieva virtuálne a vizuálne prototypovanie dielov k minimalizácii iterácií metódou pokus-omyl počas testovania fyzikálnych vlastností a bezpečnosti - pričom oboje je nevyhnutné pre získanie súhlasov od vládnych regulačných orgánov pre uvádzanie robotických systémov na trh a ich predaj v rôznych krajinách. „Softvér SOLIDWORKS Simulation nám pomohol minimalizovať pokusy a omyly pri testovaní bezpečnosti našich robotov prostredníctvom analýzy metódou konečných prvkov,“ poznamenáva hlavný konštruktér Byeonghun Na. „Vyrábanie fyzických prototypov je časovo veľmi náročné. Z toho dôvodu používame softvér SOLIDWORKS k vizuálnemu prototypovaniu dielov, ešte skôr ako ich fyzicky zostavíme.“

ZJEDNODUŠENIE VÝROBY VĎAKA 3D TLAČI

Na mieru vytvorené nositeľné robotické produkty vyžadujú nielen robustné funkcie pre rýchle prispôsobenie návrhu pre jednotlivé konkrétne osoby, ale aj nákladovo úsporné prostriedky na výrobu jedinečných dielov. A taktiež v tomto prípade využíva spoločnosť Angel Robotics konštrukčné dáta SOLIDWORKS k rýchlemu vytváraniu plastových dielov s použitím aditívnej výroby na svojej 3D tlačiarni Stratasys Fortus. „Softvér SOLIDWORKS poskytuje intuitívne a ľahko použiteľné rozhranie pre využívanie 3D tlačiarní, čo celkovo zjednodušuje a urýchľuje celkový proces výroby,“ hovorí Kong. „Softvér SOLIDWORKS je veľmi výkonný v tom zmysle, že umožňuje užívateľom využívať takto komplikované a profesionálne funkcie, bez toho aby im musel venovať príliš veľa času a energie. Jednoduché a intuitívne užívateľské rozhranie predstavuje tú najvýkonnejšiu funkciu softvéru SOLIDWORKS.“

Vďaka využitiu nástrojov SOLIDWORKS pre vývoj produktov zažila spoločnosť Angel Robotics rýchly rast a uviedla na trh dva produkty: oblek WalkON Suit pre úplne paralyzované osoby a ANGELEGS, asistenčný robot pre dolné končatiny, určený pre osoby s čiastočnou vadou chôdze.