Crea un account per studentiLa sfida
La maggior parte dei robot oggi è progettata per ambienti strutturati come fabbriche e magazzini. Fauna Robotics sta perseguendo un obiettivo molto più ambizioso: robot progettati per operare in sicurezza accanto alle persone negli spazi quotidiani.
Fondata con la convinzione che i robot debbano adattarsi e rispondere al mondo che li circonda piuttosto che il contrario, Fauna Robotics ha costruito Sprout, una piattaforma robotica umanoide progettata per la sperimentazione e lo sviluppo. Invece di essere progettato per una singola attività, Sprout offre a ricercatori e organizzazioni una base flessibile su cui basarsi, dalle università, alla ricerca avanzata sull'intelligenza artificiale e alle applicazioni del mondo reale in contesti commerciali e aziendali.
«La nostra visione è che i robot umanoidi dovrebbero essere progettati per gli esseri umani», afferma Anthony Moschella, vicepresidente del prodotto e dell'hardware di Fauna Robotics. «Volevamo creare qualcosa che fosse sicuro, intuitivo e facile da implementare in modo che gli sviluppatori di tutto il mondo potessero iniziare a esplorare come robot e umani interagiscono nello stesso spazio».
La realizzazione di questa visione richiedeva cicli di sviluppo hardware estremamente rapidi. I sistemi meccanici, il design industriale, l'elettronica e gli ambienti di simulazione dovevano evolversi insieme man mano che il team perfezionava i progetti. E poiché Sprout è una piattaforma per sviluppatori, i flussi di lavoro di progettazione downstream di Fauna devono scalare rapidamente. Le API, gli strumenti di simulazione e le pipeline di integrazione devono collegare i dati CAD con gli ambienti software di robotica.
I tradizionali sistemi CAD basati su file, gravati da flussi di lavoro di progetto obsoleti e pesanti costi amministrativi, non sarebbero bastati. Fauna si è rivolta a Onshape di PTC: un partner CAD+PDM moderno e cloud-native che supporta la collaborazione in tempo reale, la sperimentazione rapida e la gestione integrata dei dati di prodotto sin dal primo giorno.
Risultati
- Collaborazione in tempo reale abilitata tra progettisti e ingegneri che lavorano nello stesso ambiente di progettazione condiviso
- Sperimentazione di progetto accelerata con il PDM integrato di Onshape, che consente una prototipazione rapida senza interrompere l'assemblaggio principale
- Dati CAD connessi ai flussi di lavoro a valle tramite le integrazioni API aperte di Onshape
- Rilasci semplificati di prototipazione e produzione con gestione della distinta base (BOM) in tempo reale e controllo delle revisioni
Tutto ciò che abbiamo fatto dall'inizio alla fine è stato ottimizzato per la velocità. Onshape ci ha aiutato a gestire i rilasci senza commettere errori o spedire vecchie revisioni, in modo da poter realizzare prototipi il più rapidamente possibile.»
La collaborazione in tempo reale consente un rapido progetto interdisciplinare
I robot umanoidi riuniscono un insolito mix di discipline progettuali. Le strutture meccaniche, l'elettronica, i sensori, gli attuatori e il software devono integrarsi all'interno di un sistema compatto e altamente integrato, pur mantenendo la personalità visiva e l'accessibilità che Fauna vuole che i suoi robot incarnino.
Ciò rende essenziale una stretta collaborazione tra progettisti industriali, ingegneri meccanici e ingegneri del software.
Con la piattaforma cloud-native di Onshape, il team di Fauna lavora all'interno di un ambiente di progettazione condiviso in cui tutti vedono lo stesso modello CAD in tempo reale. Invece di esportare file o attendere versioni aggiornate, ingegneri e progettisti possono basarsi direttamente sul lavoro reciproco man mano che il progetto si evolve.
«Parte dell'utilizzo di Onshape nel nostro flusso di lavoro è la possibilità di collaborare molto rapidamente tra più progettisti», afferma Anthony Moschella, VP of Product and Hardware di Fauna Robotics. «I nostri progettisti industriali possono sviluppare modelli di superficie e gli ingegneri possono prelevarli immediatamente e dettagliare il retro del pezzo. La natura collaborativa intrinseca di Onshape rende questo avanti e indietro davvero semplice».
Questa velocità è importante non solo per l'efficienza ingegneristica, ma per la visione stessa del prodotto. Fauna ha intenzionalmente progettato Sprout per renderlo più accessibile rispetto a una tipica piattaforma robotica, il che significa che il progetto industriale e l'ingegneria meccanica devono evolversi insieme anziché in silos separati.
«Se si guarda al nostro robot, il progetto industriale è leggermente diverso», afferma Dave Petrillo, ingegnere meccanico principale di Fauna. «È molto più accessibile. È qualcosa che vorresti davvero avere intorno. Questo ha determinato molte decisioni di progetto».
Poiché l'intero processo di progettazione risiede nel cloud, il team di Fauna può passare in modo fluido tra revisioni del progetto, modifiche ingegneristiche e preparazione dei prototipi senza preoccuparsi di conflitti di file o modelli obsoleti.
Il PDM integrato consente una sperimentazione hardware più rapida con meno spese generali
Lo sviluppo della robotica è intrinsecamente sperimentale. I componenti vengono costantemente perfezionati, i sottosistemi vengono riprogettati e le nuove idee vengono testate rispetto ai vincoli del mondo reale.
Negli ultimi 18 mesi, Fauna Robotics ha sviluppato cinque generazioni distinte della sua piattaforma robotica, ognuna delle quali migliora le prestazioni, l'affidabilità e la producibilità.
Le funzionalità integrate di gestione dei dati di prodotto (PDM) di Onshape rendono possibile quel ritmo di sperimentazione. Invece di duplicare file o creare assemblaggi di prototipi disconnessi, gli ingegneri possono separarsi dal progetto principale, testare nuove idee e unire i miglioramenti riusciti nell'architettura robotica di base.
«Un aspetto di Onshape che è stato davvero potente per noi è la capacità di ramificare i progetti e fare esperimenti rapidamente», afferma Moschella. «Possiamo prototipare molti sottoassiemi per testare cosa funziona e cosa no, e quindi integrare nuovamente tali modifiche nel progetto principale».
Questa flessibilità è particolarmente utile nella robotica umanoide, dove anche piccole modifiche possono ripercuotersi su sottosistemi strettamente integrati. Per il team di ingegneri di Fauna, essere in grado di testare e perfezionare i sottoassiemi senza destabilizzare il progetto più ampio aiuta a far avanzare rapidamente lo sviluppo mantenendo il controllo sull'architettura robotica più ampia.
La gestione di tutti questi dati CAD può diventare rapidamente una sfida ingegneristica propria. Il PDM integrato di Onshape assicura che ogni modifica al progetto diventi automaticamente parte di una cronologia di progettazione completamente tracciabile senza mantenere un'infrastruttura di dati separata o richiedere un supporto IT dedicato.
«Uno dei maggiori vantaggi dell'utilizzo di Onshape è ottenere la gestione PDM e CAD essenzialmente gratuita», afferma Moschella. «Nelle aziende precedenti, avevamo interi team di amministratori CAD solo per mantenere tutto sincronizzato. È una tassa che non vuoi pagare come startup».
Le API aperte aiutano a connettere i flussi di lavoro CAD, di simulazione e BOM
Per Fauna Robotics, il CAD è solo una parte del processo di sviluppo. I dati CAD meccanici devono inoltre fluire negli strumenti operativi a valle in modo che il team possa iterare rapidamente su hardware e software.
È qui che le integrazioni API aperte di Onshape sono diventate particolarmente preziose.
Basato su Amazon Web Services (AWS), Onshape offre a Fauna Robotics una base cloud sicura e resiliente per più del solo CAD. Combinando CAD cloud-native, gestione dei dati integrata e API aperte sull'infrastruttura globale di AWS, Onshape consente a Fauna di collegare i dati cad direttamente ai flussi di lavoro di simulazione e distinta base (BOM). Il risultato è un'unica fonte di verità sempre aggiornata che aiuta il team a collaborare in tempo reale, automatizzare i processi a valle e mantenere i dati tecnici critici sicuri e accessibili.
Fauna utilizza l'integrazione dell'API Onshape con NVIDIA Isaac Sim per collegare i dati cad direttamente al suo flusso di lavoro di simulazione, semplificando la convalida dei progetti praticamente man mano che il robot si evolve. Tale accesso alle API supporta anche un'iterazione più rapida riducendo il lavoro manuale richiesto per spostare i dati tra i sistemi.
«Il collegamento tra CAD meccanico e simulazione avviene interamente tramite l'interrogazione dei dati CAD tramite l'API Onshape», afferma Moschella.
La stessa flessibilità si estende ai flussi di lavoro operativi a valle di Fauna. L'azienda utilizza la connessione API di Onshape con OpenBOM per gestire la distinta base di primo livello, i pacchetti dei fornitori e i file di rilascio. Anziché trattare il CAD come un ambiente di progetto disconnesso, Fauna può utilizzare Onshape come sistema principale che collega i dati di progetto alla più ampia toolchain di robotica.
Per un'azienda di robotica che costruisce una piattaforma facile per gli sviluppatori, questa apertura è importante.
«L'API è molto ben documentata», afferma Moschella. «Puoi entrare in contatto, ottenere le informazioni di cui hai bisogno e creare strumenti utili al tuo flusso di lavoro in ore anziché settimane o mesi».
Semplificazione della prototipazione, dei rilasci e della collaborazione con i fornitori
Il percorso dalla progettazione digitale all'hardware fisico spesso passa attraverso cicli rapidi di prototipazione e una frequente collaborazione con i fornitori. Fauna ha ottimizzato l'intero processo di sviluppo in base alla velocità, passando rapidamente dall'idea al prototipo e garantendo al contempo che i fornitori ricevano sempre le corrette revisioni del progetto.
La gestione integrata Release Management e la gestione della distinta base in tempo reale di Onshape rendono questo processo semplice. Gli ingegneri possono gestire le revisioni, tenere traccia delle configurazioni e rilasciare i progetti alla produzione direttamente dalla stessa piattaforma utilizzata per la progettazione.
«Tutto ciò che abbiamo fatto dall'inizio alla fine è stato ottimizzato per la velocità», afferma Moschella. «Onshape ci ha aiutato a gestire i rilasci senza commettere errori o spedire vecchie revisioni, in modo da poter realizzare prototipi il più rapidamente possibile».
Questa struttura è essenziale quando si sposta un robot complesso in prototipi. Con assiemi di grandi dimensioni e molti componenti interdipendenti, un chiaro controllo delle revisioni aiuta a garantire che le parti e la documentazione giuste vengano trasferite a valle al momento giusto, in modo che Fauna ottenga prototipi pronti per la produzione con il minimo attrito.
Costruire le basi per una piattaforma di robotica adatta agli sviluppatori
Fauna Robotics non costruisce solo robot umanoidi. Stanno creando una piattaforma progettata per supportare un ecosistema di sviluppatori, applicazioni e future funzionalità robotiche in tutti i settori e gli ambienti. Supportare questa visione richiede una piattaforma ingegneristica che si evolva con la stessa rapidità della tecnologia stessa.
Combinando il CAD cloud-native di Onshape con PDM integrato, strumenti di progettazione collaborativa e API aperte, Fauna Robotics si muove rapidamente mantenendo la struttura necessaria per gestire lo sviluppo di hardware complessi.
«Con un team piccolo, siamo in grado di muoverci molto rapidamente», ha detto Moschella. «Avere tutto in tempo reale nel cloud, con collaborazione, controllo delle versioni e gestione della configurazione integrati, ha molto senso».
Mentre Fauna Robotics continua a perfezionare la sua piattaforma, Onshape fornisce le basi che consentono al team di sperimentare con coraggio, iterare rapidamente e portare nuove funzionalità robotiche nel mondo reale.