1.引言设计学中的创新思维 builing blodsae e lemeryucv Automatic design and with them is minimized,and at the same time architectural fledi hility is maximized.Similarly,use of ekmentary builing blodks ie Hod Lipson: manufacture of robotic lifeforms the fabrication process alows the latter to be more systematic and versatile.As a theoretical extreme,if we could use onhy atoms a Hod Lipson Jerdan B.Pollack building blocks,laws of physics as constraints and nanomanipul tion for fabrication,the versatility of the manufacturable desigr Caputer Science Deparnuent,Vulen Ceuter for Cowplex Spsteus space would be maximied.Earier reported woek that used higher kvel components and limited architectures (such as only tree Evolutionary Robot nucaresdlhdinopadedcmverxnetoacpLhlesol Biological life is in control of its onn means of reproduction. tions,but at the expense of truncating the design space.Further more,these design spaces did not consider manuficturability. tions But this autonomy of design and manufacture has not yet been realized artificially.Robots are still laboriously designed and constructed by teams of human engineers,usually at con- 收 only for toys weapons and industrial systems teller machines.Here we report the results of a combined tromechanical systemis are evolved through simulations from basic building blocks(bars actuators and artificial neurons): the fittest'machines (defined by their locomotive ability)are then fabricated robotically using rapid minufacturing technol- ogy.We thus achieve autonomy of design and construction using evolution in alimited universephysical simulationcoupled to utomatic fabrication. In the field of artificial life,'life as it could be'is examined on the asis of understanding the principles,and simulating the mechan b HOMEMADE 16
16 Hod Lipson: Evolutionary Robot 1.引言-设计学中的创新思维
1.引言设计学中的创新思维 设计过程 设计学中的创新思维 功能结构分解； 发明问题解决理论 (TRIZ) 公理设计定义的 What hide behind invention? 四个域； 公理设计 (Axiomatic Design) Does design have Axiom? QFD的四个质量 屋； 进化设计(Evolutionary Design) What nature inspired us? 17
17 发明问题解决理论（TRIZ ） What hide behind invention? 公理设计（Axiomatic Design ） Does design have Axiom? 进化设计（Evolutionary Design ） What nature inspired us? 1.引言 -设计学中的创新思维 ¾ 功能结构分解； ¾ 公理设计定义的 四个域； ¾ QFD的四个质量 屋； 设计过程 设计学中的创新思维
1.引言-创新与优化 优化问题： d 目标函数：mim.F() 为了保证强度，轴不能太细 设计变量：Xx1,x2.Xn 为了减少重量，轴不能太粗 因此需要优化？？ 约束条件：CX)>0 优化设计的本质是什么？ What is the nature of optimization? 汽车轻量化；拓扑优化 阿波罗登月，登月舱，照明灯保护罩的裂纹问题 蓝牙技术 18
18 优化问题: 目标函数:min.F(x) 设计变量:X=[x1,x2…xn] 约束条件:C(X)>0 优化设计的本质是什么? What is the nature of optimization? d 为了保证强度,轴不能太细 为了减少重量,轴不能太粗 因此需要优化??? 汽车轻量化；拓扑优化 阿波罗登月,登月舱,照明灯保护罩的裂纹问题 蓝牙技术 1.引言-创新与优化
2.公理设计的创新思维 公理设计概述 ▣公理设计理论：Axiomatic Design ▣美国MT麻省理工学院(1970)，Nam Pyo Suh ▣1991一2001MT机械工程系的主任 The Principles of Design 1990 Axiomatic Design:2001 ▣谢友柏院土等翻译“公理设计一应用和发展”. 机械工业出版社.2004.9 19
19 2.公理设计的创新思维 公理设计概述 公理设计理论：Axiomatic Design 美国MIT麻省理工学院(1970-) ，Nam Pyo Suh 1991 －2001 MIT机械工程系的主任 The Principles of Design ：1990 Axiomatic Design：2001 谢友柏院士等翻译 . “公理设计－应用和发展 ” . 机械工业出版社.2004.9
2.公理设计的创新思维 设计的成败 设计的成功 ■把人送上月球 ■ 把空间探测器送到火星 ▣设计的失败或者缺陷 挑战者号的失事1986年1月28日 哥伦比亚号航天飞机的失事2003年2月1日 20
20 设计的成败 设计的成功 把人送上月球 把空间探测器送到火星 … 设计的失败或者缺陷 挑战者号的失事1986年1月28日 哥伦比亚号航天飞机的失事2003年2月1日 … 2.公理设计的创新思维