SA OpenProject 199开始报名 | 制造机械臂 VS 机械臂制造

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Studio Alpha 每月不定期推出国际设计竞赛或者由SA老师自命题的Open Project供同学们来充实自己的作品集。涉猎范围包含建筑、景观、城市设计。为了鼓励大家的互相协作，并提升学生的主观能动性，竞赛都以1-4人组队报名为单位。SA的竞赛或者Open Project 对于每个学生都可以公平报名申请，老师选拔合适的同学参与。历时从2周至6周不等，只针对SA学员，大多数在使用一对一课时兑换后即可免费参加。SA每年生源有40%来自老八校，15%来自欧美院校，45%来自国内重点大学。学员间自由组队，和志同道合、旗鼓相当的小伙伴们一起参与OP设计。

SA今年已经上线了多个专属21Fall学员的OP。SA自2019年4月24日起开始发布Open Project Plus (OP+)，在OP+的设计讨论中邀请世界上最活跃的相关领域的前沿学者或工作者，顶尖的院校教职人员来进行Guest Critic,并与同学交流。SA OP系列是我们邀请相关设计领域的最优秀学者和从业者为给同学设计和作品集水平加分的专题小班课程，我们希望需要的同学都能找到最适合自己的OP，所以在每个OP开始前都会有个双向选择的过程，帮助我们控制OP队伍的构成以获得最佳产出。

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OpenProject 199

制造机械臂 VS 机械臂制造

语音简介

Audio Intro

课程简介

Course Description

课程对象为对数字化设计、设计运算、智能制造、交互设计等跨学科专业有浓厚兴趣的学生，适合该方向硕士项目和博士项目的申请人拓展作品集学科跨度。特别适合将申请目标定位MIT, GSD, CMU, Cornell, UCB, Upenn, Umich, ETH, UCL, TUD等学校的Design Computation以及robotic方向等有跨学科背景要求的program的学生。

机械臂参与建筑建造已经成为越来越被提及的课题。随着数字化设计和制造技术的快速发展，构筑物的几何复杂性被无限扩展，建筑空间的可能性被极大的丰富。但随之而来的另一个问题是，创造这些复杂空间的工具（包括设计软件和制造硬件）的使用门槛也不断被提升。在针对复杂造型的制造方面，机械臂作为一种正在被广泛使用的制造设备，其作用被逐渐突显。但是由于传统设计教育模式的原因，设计师群体很少能有机会接受专业系统的计算机编程和机电工程训练。这就造成设计师群体在使用诸如机械臂一类的先进数字化制造设备时，往往会面临由于缺少操作手段、错误操作等原因导致的构筑物成品缺陷。

设计师不能充分利用机械臂等先进数字化制造设备带来的好处主要有如下三个原因：首先，设计实践是一个需要平衡生产效率和时间投入的过程，大多数运算化设计软件和数字化制造工具需要设计师经历长期并且综合地学习才能熟练掌握。工具操作的复杂性让设计人员往往对工具而非设计核心任务投入过多的精力。其次，精密数字制造工具不适合用在例如体量研究等需要建立几何逻辑关系的设计早期阶段，并且能反应精确的尺寸的模型对于概念设计阶段并不重要。第三，工业级的高精度数字制造工具一直维持在很高的价位，这让设计群体难以独立承担。

本课程的内容设置更关注学习过程中所积累的底层知识，以及对底层知识的实际运用。不同于传统的以设计成果为导向的设计类studio课程，本课程的旨在先让学生了解工具的基本原理、再进一步制造工具，最后指导学生利用自己制作的工具进行设计类创作。

在本课程中，我们将面向有志于之后从事运算化设计、智能制造以及交互设计等需要跨学科知识体系方向的同学，分别从机械臂原理、软件开发以及硬件系统的角度教授学生自己如何轻松组装一个桌面级别的低成本机械臂，并利用这款机械臂进行小规模的数字化设计和制造。整个课程分为online lecture和remote studio两部分。lecture部分将涵盖：机械臂原理、数学基础、机械设计基础、电路设计基础、动力学解析、基础Arduino交互式编程、数字化制造基础。Studio部分将要求学生在建立了对机械臂的全面认识后，在老师的指导下，自己制作一个六轴桌面机械臂，并且开发一套基于Grasshapper的设计师友好的机械臂控制运算器插件。同时要求学生根据自己的需求提议和设计一套可以在方案概念阶段进行的一些轻量级、小尺度数字化制造(如泡沫切割）任务的末端执行器，并进行相应的针对概念阶段的数字化制造加工。

课程时间

Duration

十月底开课，六周

学生人数

Number of Students

10人，仅限SA内部学员报名

学生要求

Requirement

技能要求: Rhinoceros and Grasshopper 中级，编程等技能无要求.

设备要求: 电脑 (Win 10 OS) – 8GB以上内存，具有流畅的网络链接，且配备摄像头。

软件要求: Rhinoceros6 or 7, Grasshopper 3d, 腾讯会议. 其他软件会在课上提供

课程安排

Schedule and Approach

课程以网课形式展开，通过课程既定内容，学生将获得四项学习产出：

1）能够立足于设计专业，建立对机械臂的全面的跨学科认识，使你在申请中脱颖而出；

2）能够得到一台自己制作的低成本桌面机六轴机械臂，和一套基于Grasshopper的机械臂控制程序；

3）能够掌握设计和制作电子交互装置的技能，在本课程中将通过设计和制作与机械臂配套的轻量级末端执行器体现；

4）能够通过Grasshopper对机械臂和末端执行器进行控制，从而进行简单的用于概念阶段的数字化加工任务（例如切割泡沫，搬运体块等）。

第一到第三周以Lecture形式为主，旨在为学生建立对机械臂的基本认识，从而能够自行制作一款机械臂。

第四到第六周以studio形式为主，旨在指导学生制作一款桌面六轴机械臂。并且在完成机械臂制作后，学生在这一阶段自行选择轻量级的数字化制造任务，并且根据任务设计相对应的轻量级末端执行器。

Week 1（Lecture，2 hours）

Class 1: 主题讲解 ：课程介绍，机械臂原理，机械臂在建筑建造中的应用

Week 2（Lecture, 2 hours）

Class 2: 机械臂动力学基础、数学基础

Class 3: 机械设计基础

Week 3（Lecture, 2 hours）

Class 4: 电路设计基础、Arduino交互式编程

Class 5: 机械臂制作指导

Week 4（Studio, 3 hours）

Class 6: 机械臂制作指导(Desk Critic)

Class 7: 完成机械臂软硬件制作(Pin-up嘉宾参与)

Week 5（Studio, 3 hours）

Class 8: 末端执行器设计方案

Class 9: 作品深化 (Desk Critic)

Week 6（Studio, 3 hours）

Class 10: 作品深化 (Desk Critic)

Class 11: 最终评图 (Pin-up嘉宾参与)

*学生报名需填写收件地址，课程组织方会安排快递寄送材料。

指导老师

Course Instructor

Tobby

UPenn，PhD in Architecture

Tobby 目前在Upenn攻读建筑学博士,同时担任PennDesign的研究员。自在国内完成建筑学本科教育后，又先后获得University of Washington的硕士学位以及Cornell物质设计计算硕士。在加入UPenn攻读博士之前曾于Cornell攻读人类行为与设计博士学位。他的研究兴趣主要集中在运算化设计、设计软件开发、智能制造硬件开发、机器人设计、人机交互。目前是多个计算机辅助设计领域顶级会议的审稿人和评审委员会成员。在从事科研工作的同时，Tobby也是一名美国注册建筑师。在回到学校专注科研之前，他曾在CRTKL西雅图总部工作了数年，担任项目建筑师和全球计算设计组负责人，期间在商业零售和住宅项目中获得了各种实践经验。在北美、亚洲、中东有十多个商业综合体建成。他擅长把运算化设计技术以及计算机软硬件技术运用到商业建筑实践中提升团队设计工作效率和设计质量。

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