Konto für Lernende erstellenDie Herausforderung
Die meisten Roboter sind heute für strukturierte Umgebungen wie Fabriken und Lagerhäuser konzipiert. Fauna Robotics verfolgt ein viel ehrgeizigeres Ziel: Roboter, die so konzipiert sind, dass sie sicher neben Menschen in alltäglichen Räumen operieren können.
Fauna Robotics wurde mit der Überzeugung gegründet, dass Roboter sich an die Welt um sie herum anpassen und darauf reagieren sollten und nicht umgekehrt. Deshalb entwickelte Fauna Robotics Sprout, eine humanoide Roboterplattform, die für Experimente und Entwicklungen konzipiert wurde. Anstatt für eine einzelne Aufgabe konzipiert zu sein, bietet Sprout Forschern und Organisationen eine flexible Grundlage, auf der sie aufbauen können — von Universitäten über fortschrittliche KI-Forschung bis hin zu realen Anwendungen im Einzelhandel und in Unternehmen.
„Unsere Vision ist, dass humanoide Roboter für Menschen entwickelt werden sollten“, sagt Anthony Moschella, VP of Product and Hardware bei Fauna Robotics. „Wir wollten etwas entwickeln, das sicher, benutzerfreundlich und einfach zu implementieren ist, damit Entwickler auf der ganzen Welt damit beginnen können, zu erforschen, wie Roboter und Menschen im selben Raum interagieren.“
Die Umsetzung dieser Vision erforderte extrem schnelle Hardware-Entwicklungszyklen. Mechanische Systeme, Industriedesign, Elektronik und Simulationsumgebungen mussten sich gemeinsam weiterentwickeln, während das Team die Designs verfeinerte. Und da Sprout eine Entwicklerplattform ist, müssen die Downstream-Engineering-Workflows von Fauna schnell skaliert werden. APIs, Simulationstools und Integrationspipelines müssen Konstruktionsdaten mit Robotik-Softwareumgebungen verbinden.
Herkömmliche dateibasierte CAD-Systeme mit veralteten Konstruktionsabläufen und hohem Verwaltungsaufwand reichten nicht aus. Fauna entschied sich für Onshape von PTC: einen modernen, cloudnativen CAD+PDM-Partner, der vom ersten Tag an Echtzeit-Zusammenarbeit, schnelles Experimentieren und integriertes Produktdatenmanagement unterstützt.
Ergebnisse
- Ermöglicht Echtzeit-Zusammenarbeit zwischen Designern und Ingenieuren, die in derselben gemeinsamen Designumgebung arbeiten
- Beschleunigte Konstruktionsexperimente mit dem integrierten PDM von Onshape, das ein schnelles Prototyping ermöglicht, ohne die Hauptmontage zu unterbrechen
- Verbindung von CAD-Daten mit Downstream-Workflows durch die offenen API-Integrationen von Onshape
- Optimierte Prototypenentwicklung und Fertigungsfreigaben mit Stücklistenverwaltung und Revisionskontrolle in Echtzeit
Alles, was wir von Anfang bis Ende getan haben, war auf Geschwindigkeit optimiert. Onshape half uns dabei, Freigaben zu verwalten, ohne Fehler zu machen oder alte Revisionen zu versenden, sodass wir so schnell wie möglich Prototypen bauen konnten.’’
Echtzeit-Zusammenarbeit ermöglicht schnelles interdisziplinäres Design
Humanoide Roboter vereinen eine ungewöhnliche Mischung von Designdisziplinen. Mechanische Strukturen, Elektronik, Sensoren, Aktuatoren und Software müssen alle in einem kompakten, hochintegrierten System zusammenpassen und gleichzeitig die visuelle Persönlichkeit und Zugänglichkeit bewahren, die Fauna von seinen Robotern erwarten würde.
Daher ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Industriedesignern, Maschinenbauingenieuren und Softwareingenieuren unerlässlich.
Mit der Cloud-nativen Plattform von Onshape arbeitet das Team von Fauna in einer gemeinsamen Designumgebung, in der jeder das gleiche CAD-Modell in Echtzeit sieht. Anstatt Dateien zu exportieren oder auf aktualisierte Versionen zu warten, können Ingenieure und Designer direkt auf der Arbeit der anderen aufbauen, während sich das Design weiterentwickelt.
„Ein Teil der Verwendung von Onshape in unserem Arbeitsablauf ist die Möglichkeit, sehr schnell mit mehreren Designern zusammenzuarbeiten“, sagt Anthony Moschella, VP of Product and Hardware bei Fauna Robotics. „Unsere Industrie-Designer können Oberflächen-Modelle entwickeln, und die Ingenieure können diese sofort aufgreifen und die Rückseite des Bauteils detaillieren. Der inhärente kollaborative Charakter von Onshape macht dieses Hin und Her wirklich reibungslos.“
Diese Geschwindigkeit ist nicht nur für die technische Effizienz wichtig, sondern auch für die Produktvision selbst. Fauna hat Sprout bewusst so konzipiert, dass es sich zugänglicher anfühlt als eine typische Roboterplattform, was bedeutet, dass Industriedesign und Maschinenbau gemeinsam weiterentwickelt werden müssen und nicht in getrennten Silos.
„Wenn Sie sich unseren Roboter ansehen, sieht das Industriedesign ganz anders aus“, sagt Dave Petrillo, Principal Mechanical Engineer bei Fauna. „Es ist viel zugänglicher. Es ist etwas, mit dem du eigentlich zusammen sein willst. Das war ausschlaggebend für viele Designentscheidungen.“
Da der gesamte Designprozess in der Cloud stattfindet, kann das Team von Fauna fließend zwischen Design-Prüfungen, technischen Änderungen und der Prototypenvorbereitung wechseln, ohne sich Gedanken über Dateikonflikte oder veraltete Modell machen zu müssen.
Integriertes PDM ermöglicht schnellere Hardwareexperimente mit weniger Aufwand
Die Entwicklung der Robotik ist von Natur aus experimentell. Komponenten werden ständig weiterentwickelt, Subsysteme neu entworfen und neue Ideen unter realen Bedingungen getestet.
In den letzten 18 Monaten hat Fauna Robotics fünf verschiedene Generationen seiner Roboterplattform entwickelt, wobei jede Iteration die Leistung, Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit verbessert hat.
Die integrierten Produktdatenmanagement-Funktionen (PDM) von Onshape machen dieses Experimentiertempo möglich. Anstatt Dateien zu duplizieren oder separate Prototypbaugruppen zu erstellen, können Ingenieure das Hauptdesign abzweigen, neue Ideen testen und erfolgreiche Verbesserungen wieder in die Kernarchitektur des Roboters zusammenführen.
„Eine Sache an Onshape, die für uns wirklich leistungsstark war, ist die Fähigkeit, Designs schnell abzuzweigen und Experimente durchzuführen“, sagt Moschella. „Wir können viele Unterbaugruppen prototypisieren, um zu testen, was funktioniert und was nicht, und diese Änderungen dann wieder in das Hauptdesign integrieren.“
Diese Flexibilität ist besonders in der humanoiden Robotik wertvoll, wo sich selbst kleine Änderungen auf eng integrierte Subsysteme auswirken können. Für das Entwicklungsteam von Fauna hilft die Möglichkeit, Unterbaugruppen zu testen und zu verfeinern, ohne das allgemeine Design zu destabilisieren, dazu, die Entwicklung schnell voranzutreiben und gleichzeitig die Kontrolle über die umfassendere Roboterarchitektur zu behalten.
Die Verwaltung all dieser CAD-Daten kann schnell zu einer eigenen technischen Herausforderung werden. Onshape’s integriertes PDM stellt sicher, dass jede Konstruktionsänderung automatisch Teil einer vollständig rückverfolgbaren Designhistorie wird, ohne dass eine separate Dateninfrastruktur erforderlich ist oder spezielle IT-Support erforderlich ist.
„Einer der größten Vorteile der Verwendung von Onshape besteht darin, dass Sie Ihr PDM- und CAD-Management praktisch kostenlos erhalten“, sagt Moschella. „In früheren Unternehmen hatten wir ganze Teams von CAD-Administratoren, nur um alles synchron zu halten. Das ist eine Steuer, die Sie als Startup nicht zahlen möchten.“
Offene APIs helfen dabei, CAD-, Simulations- und BOM-Workflows miteinander zu verbinden
Für Fauna Robotics ist CAD nur ein Teil des Entwicklungsprozesses. Mechanische Konstruktionsdaten müssen auch in nachgelagerte Betriebstools einfließen, damit das Team schnell zwischen Hardware und Software iterieren kann.
Hier sind die offenen API-Integrationen von Onshape besonders wertvoll geworden.
Onshape basiert auf Amazon Web Services (AWS) und bietet Fauna Robotics eine sichere, belastbare Cloud-Grundlage für mehr als CAD allein. Durch die Kombination von cloudnativ CAD, integriertem Datenmanagement und offenen APIs auf der globalen AWS-Infrastruktur ermöglicht Onshape Fauna, Konstruktionsdaten direkt mit Simulations - und Stücklisten-Workflows (BOM) zu verbinden. Das Ergebnis ist eine einzige, stets aktuelle Informationsquelle, die dem Team hilft, in Echtzeit zusammenzuarbeiten, nachgelagerte Prozesse zu automatisieren und wichtige technische Daten sicher und zugänglich zu halten.
Fauna nutzt die Onshape-API-Integration mit NVIDIA Isaac Sim, um Konstruktionsdaten direkt mit seinem Simulationsworkflow zu verbinden, was es einfacher macht, Designs virtuell zu validieren, während sich der Roboter weiterentwickelt. Dieser API-Zugriff unterstützt auch eine schnellere Iteration, da der manuelle Aufwand für den Datentransfer zwischen Systemen reduziert wird.
„Der Link zwischen mechanischem CAD und Simulation erfolgt ausschließlich durch die Abfrage der Konstruktionsdaten durch die Onshape-API“, sagt Moschella.
Dieselbe Flexibilität erstreckt sich auch auf die nachgelagerten Betriebsabläufe von Fauna. Das Unternehmen nutzt die API-Verbindung von Onshape mit OpenBOM, um die wichtigsten Stücklisten, Herstellerpakete und Freigabedateien zu verwalten. Anstatt CAD als unzusammenhängende Konstruktionsumgebung zu betrachten, kann Fauna Onshape als Kernsystem verwenden, das Konstruktionsdaten mit der breiteren Robotik-Toolchain verbindet.
Für ein Robotikunternehmen, das eine entwicklerfreundliche Plattform aufbaut, ist diese Offenheit wichtig.
„Die API ist sehr gut dokumentiert“, sagt Moschella. „Sie können uns erreichen, die benötigten Informationen abrufen und Tools entwickeln, die Ihren Arbeitsablauf innerhalb von Stunden statt Wochen oder Monaten unterstützen.“
Optimierung von Prototypen, Freigaben und Zusammenarbeit mit Anbietern
Der Pfad vom digitalen Design zur physischen Hardware verläuft oft durch schnelle Prototypenzyklen und eine häufige Zusammenarbeit mit Anbietern. Fauna optimierte seinen gesamten Entwicklungsprozess im Hinblick auf Geschwindigkeit und ging schnell vom Konzept zum Prototyp über und stellte gleichzeitig sicher, dass die Lieferanten immer die richtigen Konstruktionsrevisionen erhalten.
Das integrierte Freigabe-Management und das BOM-Management in Echtzeit von Onshape machen diesen Prozess einfach. Ingenieure können Revisionen verwalten, Konfigurationen verfolgen und Designs direkt von derselben Plattform aus, die für die Konstruktion verwendet wird, für die Fertigung freigeben.
„Alles, was wir von Anfang bis Ende getan haben, war auf Geschwindigkeit optimiert“, sagt Moschella. „Onshape hat uns dabei geholfen, Freigaben zu verwalten, ohne Fehler zu machen oder alte Revisionen zu versenden, sodass wir so schnell wie möglich Prototypen bauen konnten.“
Diese Struktur ist unerlässlich, wenn ein komplexer Roboter in Prototypenbauten eingebaut wird. Bei großen Baugruppen und vielen voneinander abhängigen Komponenten trägt eine klare Revisionskontrolle dazu bei, dass die richtigen Teile und die richtige Dokumentation zur richtigen Zeit nachgelagert werden, sodass Fauna serienreife Prototypen mit minimaler Reibung erhält.
Schaffung der Grundlage für eine entwicklerfreundliche Robotikplattform
Fauna Robotics baut nicht nur humanoide Roboter. Sie entwickeln eine Plattform, die ein Ökosystem von Entwicklern, Anwendungen und zukünftigen Robotikfunktionen in allen Branchen und Umgebungen unterstützen soll. Um diese Vision zu unterstützen, ist eine technische Plattform erforderlich, die sich genauso schnell weiterentwickelt wie die Technologie selbst.
Durch die Kombination des Cloud-nativen CAD von Onshape mit integriertem PDM, kollaborativen Designtools und offenen APIs bewegt sich Fauna Robotics schnell und behält gleichzeitig die Struktur bei, die für die Verwaltung komplexer Hardwareentwicklungen erforderlich ist.
„Mit einem kleinen Team können wir extrem schnell handeln“, sagte Moschella. „Alles live in der Cloud zu haben, mit integrierter Zusammenarbeit, Versionskontrolle und Konfigurationsmanagement, macht einfach Sinn.“
Während Fauna Robotics seine Plattform weiter verfeinert, bietet Onshape die Grundlage, die es dem Team ermöglicht, mutig zu experimentieren, schnell zu iterieren und neue Roboterfunktionen in die reale Welt zu bringen.