Roboy 2.0是德国慕尼黑工业大学开展的一个跨学科项目，它的宏伟目标就是设计出一款外形近似人类的机器人。Roboy目前已经具备骑自行车、握手和交谈的能力。它还能弹奏木琴——这项任务对于一般机器人而言极为复杂，因为它有着很高的动力学要求。
到今年夏天，Roboy 2.0将再添新本领——在冰淇淋摊位为顾客盛冰淇淋；之后，它还将具备基本医学诊断的能力。这项研究完全开源，它将为机器人学、医疗保健、人工智能和音视频数据处理的进一步发展奠定基础。
Rafael Hostettler是Roboy项目的总经理，负责该项目已六年有余。他表示：“我们的目的是构建一个运转起来就像真正的人体一样的人形机器人。我们希望它能像人类一样移动，像我们一样能看、能听、能交流。”
▲Roboy 2.0可以眨眼，转动头部以及跟人类交谈
为此，一支由慕尼黑工业大学的百余名在校生和校友组成的跨学科团队一直在与一个全球性科学家网络共同开展研发。合作各方包括：瑞典理工（神经假体）、香港中文大学（机器人控制算法）、牛津大学（人工肌腱在成长过程中的受力情况）以及慕尼黑工业大学（机器人学、实时系统和产品开发方法）。
Roboy是欧盟旗舰项目“人脑计划”的一部分，该计划旨在推进神经科学、计算和大脑医学的发展。Roboy是一个非线性复杂结构，能够根据环境条件做出多变的响应，因此非常近似生物体。正因为Roboy的系统与人体系统十分相似，所以神经科学家能够从中获得有意义的洞察。Hostettler称，Roboy项目能够“提供必要的基础设施来整合神经科学研究工作，从长远来看，还能让科学家对人脑形成统一的认识。”
只有花费巨资才有可能让机械复制人体的每一个精微构造。工程师运用3D打印、衍生式设计等先进技术手段及其他工艺来复制骨骼、肌肉和肌腱，而不是按照常用的机器人构建方法，简单地以电机代关节。
Hostettler表示：“由于Roboy需要模仿人体肌肉骨骼系统，所以我们使用了所谓的‘肌肉单元’。尽管使用肌肉单元大大增加了Roboy的控制难度，但却能够高度逼真地模仿人体，并让我们就如何构建与人体兼容的机器人（如外骨骼机器人）、如何将机器人和机器人部件（如移植物和假体）融入人体得出极具价值的见解。”
仿骨骼部件的结构、重量和组成有着十分重要的影响。欧特克Fusion 360的衍生式设计技术能够帮助科学家在保持稳定性的同时大大减轻重要部件的重量。
Hostettler表示：“如果我们稍稍减轻机器人手部的重量，那么髋部需要承受的力也会减小，这样一来，髋部就也可以减重。以此类推，其他所有部件的重量都可以随之减少，这就能让Roboy更加敏捷灵活。”
此举的目的是让Roboy学会独立行走，但对于Roboy的起步阶段，稳定的轻量框架至关重要，这可以借助衍生式设计来实现。
▲Roboy 2.0已经可以骑车，不久之后他就可以卖冰淇淋了
Hostettler说：“一般来说，有两大因素要求开发人员必须使用衍生式设计。首先是减重，这对于远离质量中心的部件（比如头部外壳）或受到多个方向的力量，而且通常较为笨重的部件（比如髋部）而言尤其重要。其次，如果我们可以将多个部件合而为一，仍需要探索如何***有效地使用衍生式设计。”
衍生式设计目前正用于开发机器人的髋部。得益于云端计算，项目团队只用了三天时间就开发出了初始样机。衍生式设计还将用于枕骨的开发，脊椎和Roboy的活动部件将在项目中期进行优化。
3D打印支持快速样机制造
Fusion 360的设计方案可直接用于3D打印流程，生成的文件能够直接转化为3D打印物体。Roboy 2.0的部件几乎都是用类似塑料的材料激光烧结和3D打印而成。
Hostettler说：“传统铣削部件的交付周期为六至八周，这对敏捷产品开发而言十分漫长。在这么长的时间里，我们通常能开发出三到四种新设计。”
3D打印的几何自由度让项目团队能够不受制造能力的限制，随心所欲地设计各种部件，无工具生产还能节约时间和金钱。
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