以COMPAS框架进行离散元素建模机器人制造-在线工作坊-11月7-9日(McNeel Europe)

以COMPAS框架进行离散元素建模机器人制造在线工作坊

讲师：Tom Van Mele, Gonzalo Casas (苏黎世联邦工学院)

2022年11月7日 – 9日
10 AM – 5 PM 欧洲中部时间
McNeel Europe以Zoom举办

建筑、工程与营造产业中的数字制造需要跨越多种科学、社会经济和技术领域的边界，需要各种工具及软件平台的组合，以形成有效管道，进行整合计算开发与项目的交付。在过去的六年之间，苏黎世联邦理工学院的NCCR数字制造投入巨资开发COMPAS，这是一款以Python编写的开源计算框架，目的是希望简化这些多学科的工作流程，结合尖端科技工具，让建筑师、设计师与研究人员在参数化设计环境中能够轻松应用。

三天的工作坊中，Block Reserch Group的 Tom Van Mele以及Gramazio Kohler Research的 Gonzalo Casas将会讲解核心框架的功能概念、扩充套件、UI系统以及其与CAD软件之间的关系。他们会与学员一同探索示范的应用程序，该程序焦点在离散组件的建模、平衡分析与机器人制造。

本次工作坊结束之后，您将学到：

COMPAS几何内核及核心数据结构。
不同的过程、插件程序与工作间的数据交换。
设计一个简单的离散元素模型—模块之间的界面，并用专门的数据结构管理模块的互动。
计算平衡所需的条件。
根据其URDF模型分析并解释机器人模型的运动学结构。
应用机器人的基础模块建构(正向与反向运动学、笛卡儿坐标系、运动学规划、规划场景)。
在模拟环境中设计并计划典型的组装过程(比如砌砖)，并在模拟机器人环境中执行。

第一天：聚焦核心框架

COMPAS框架概述。
几何与数据结构：深入研究几何内核。
组件与扩增：生态系统概述。
与CAD整合：几何呈现与艺术家。
远距程序的调动：利用CAD内整个Python生态系统。
插件程序与工具，在单纯Python环境中建立并分配Grasshopper组件。

第二天：课程重点 COMPAS Masonry (砌砖砖石结构)与 FAB

离散元素模型：块、界面与平衡。
- 使用配装数据结构进行参数化生成离散壁几何形状。
- 边界条件的定义及界面识别。
- 用COMPAS Masonry的求解器对装配序列进行平衡的评估。
- 结构在自重不同加载条件下的整体平衡。
机器人制造：
- 机器人学基本概念：控制模式、定位与奇异点、机器人坐标架构及变换。
- 机器人模型与URDF格式的描述。
- 正向运动学与逆向运动学(解析与数值求解器)。
- 机器人后端。
- ROS(机器人操作系统) 和MoveIt!
- 运动规划框架、Pybullet、纯Python求解器。
- 路径规划：笛卡儿与运动学路径规划。
- 目标限制条件的定义。
- 规划场景操作。
- 动态末端执行器的连接与分离。
- 拾取与放置应用程序的原型结构。
- 用于机器人制造离散元素模型排序与规划。
- 机器人控制(ABB与UR)。