计算设计/Computational Design・新工科教育作业展

发布时间:2022-06-1612

SDIM新工科教育

计算设计/Computational Design

作业展上线!


2022年6月15日-24日

南科大・一丹图书馆・一层


参与学生:SDIM南山一期(本科三年级)

指导教师:周鼎 教授


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系统设计与智能制造学院(设计智造学院/SDIM)工业设计专业本科三年级学生在计算设计课程中完成的项目作品之一;张正祥 供图


计算设计/Computational Design


计算设计(SDM315)是南科大设计智造学院工业设计专业核心课程,致力于培养学生创造、分析、优化产品的计算设计以解决真实问题的能力。在人本设计的主题下,学生使用计算设计软件Rhino Grasshopper开发可批量定制的有形解决方案,并通过课程项目掌握:1)以人为本的设计原则(理解并提出核心问题、关注人的因素、使用行为中心系统方法、使用原型和测试快速迭代);2)面向可批量定制解决方案的计算设计过程(发现真实问题、开发可批量定制的解决方案、运算化解决问题)。同时,学生应掌握的计算设计知识包括:1)产品设计领域的计算设计方法;2)适合应用计算设计的真实问题;3)面向增材制造和力学仿真的计算设计软件。

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面向社会福祉的外骨骼机器人计算设计:

智能算法构建


计算设计是算法技术和设计技术的智能融合,作为AI赋能工业设计的典型领域,正在逐渐被广泛用于实现产品(特别是康复医疗装备)批量定制化。随着现代医疗科技和医学水平的提高,人类平均寿命得到持续的延长,但也伴随着人体下肢运动性和灵活性的衰退。此外,脑卒中、脊髓损伤等疾病,或事故导致的偏瘫、截瘫的患者越来越多,社会对辅助运动和运动功能恢复的福祉需求随之增大。越来越多的国内外医疗机构采用康复机器人来满足相关社会福祉的需求—提高治疗效果、降低治疗成本、减少治疗时间。在康复机器人中,基于机械、电子、人机交互、仿生学等多学科交叉技术的可穿戴式下肢外骨骼机器人,通过检测穿戴者的运动意图,辅助并保护其进行康复训练与完成日常行动。

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然而,传统的可穿戴式下肢外骨骼机器人大多采用整体式设计,导致其结构笨重;机械杆件和绑缚装置的尺寸多采用人体平均值,难以适应个体的差异,无法满足使用者的个性化要求。计算设计,为解决外骨骼机器人的开发难点提供了有价值的思路。将计算技术融入设计工作流程的底层逻辑,从根本上改变了人们创造和构建目标产品的方式。设计师不再指定固定的形状,而是定义创建对象的整个过程,生成过程由算法驱动,通过一组指令、变量和参数自动生成。


(转载自微信公众号:“南科大设计智造学院”)