■ 记者团 李沁灵
6月18日晚,在我校先进制造大楼东楼A304,我校校友、现香港中文大学机械与自动化工程学系副教授王昌凌,为同学们带来了一场主题为“为传统科学注入新鲜空气”的讲座,给传统的机械科学带来了一股清新的气息。
讲座中,王昌凌通过介绍“以人为本的产品设计和定制”,表达了自己的研究理念--机械学科是传统学科,但传统学科更需要创新。
传统机械学科讲究设计自动化,如模式化的设计桌子、板凳等。“只需固定的尺寸和形状,就能很快地生产出一批产品,而对于形体较复杂的产品,就需要个性化的设定了”。随后,王教授指出了目前产品个性化设计的一些问题及解决方法。
现在普遍运用激光扫描器、光结构及消费数码相机等技术,来解决人体模型的数据扫描问题。而人体参数化,则是其至关重要的步骤,王教授表示,“人体的特征不具备局部的几何特性,不能单纯用计算机计算定位”。
在讲座的现场,他展示了几幅人体扫描图,指出每个人都有“特征点”,“然而这些点并不好取,比如肚脐对应的背上的数据点”。在选取特征点后,要把不同的点联系起来,进行连续的映射,把同样的形状映射到另外一个空间。
于是,屏幕上出现了几个彩色的人体模型,他们的表面都被“特征点”分成了若干块三角区。这样的人体模型需要足够大的数据库,从中获得平均值,最终得到最具代表性的人体模型。
为了便于同学们理解,王昌凌举了一个例子:如果一个女人腰围变化了9cm,我们马上就能知道她身体其他数据的变化。“通过简单的线性回归的办法,能快速地得到个人的人体数据,根据上述数据,就能将产品个性化了”。
据王教授介绍,这方面的产品例子有很多,如运动员的潜水衣、通过增强皮肤压力来治愈烧伤的烧伤衣、防弹衣、航天员太空服等等。他补充道,在不同的产品设计方面,也可依据精确的人体模型数据,进行个性化的过程,“只需相互换算对应函数,就可保证产品与人的准确对位”。
以人为本的产品设计和定制,是现在市场发展的重要导向。“英国玛莎品牌的牛仔裤就考虑了客户的具体需求,针对性地生产个性化的牛仔裤,完美地贴合了客户的不同身材”。
“不要以为牛仔裤跟机械无关,其实现在的工程设计不仅需要技术,还需要非常细节化的考虑”。王昌凌随即拿出了平板电脑上的灰色折叠磁性板,解释道:“比如这个磁性板,看起来很简单,似乎谁都能设计出来。但是它很轻,一旦吸附就不会脱落;版面上的横条分块,亦能折成三棱柱,可起到直立或支撑作用,这些都是在细节上的考虑”。
在讲座的最后,这位1998年毕业于我校机电工程系的校友,还与学子们分享了自己的一些心得。他表示,华中大的学子都是扎实肯干,踏实勤勉的。“创新是很重要的,把新鲜的空气注入传统科技领域,这是一条艰难之路”,同时他也劝解同学们,“大家不要总是一味地埋头拉车,一定要学会抬头看路,探索创新。”
王昌凌简介:王昌凌,香港中文大学机械与自动化工程学系副教授(终身教职),国际电气与电子工程师学会(IEEE)及美国机械工程师学会(ASME)会员,现任ASME计算机辅助产品及工艺开发(Computer-Aided Product and Process Development)专业技术委员会主席,ASME香港分会执行委员会委员,IEEE 机器人、自动化及控制系统香港分会执行委员会委员,多个国际SCI期刊编委。