2025-10-18
自動化木構設計與機器人工作營成果 COMPAS Timber (ETH × NYCU)
Workshop
本次工作營系列 01 以 COMPAS 為核心框架，建構了一套從數位設計、幾何分析到機器人製造的自動化木構工作流程。藉由 COMPAS Timber 的參數化運算功能，系統能自動計算木構節點的幾何關係與接合角度，生成高精度的節點資料。接著，透過搭載 3D 掃描器的工業機器人 進行三維點雲擷取，將實體構件的位置與幾何誤差轉換為可視化的三維圖像，作為放樣與精度校正的依據。 在此基礎上，工作營進一步利用 COMPAS Timber 所生成的節點資訊，發展多種對應的 機器人洗銷（milling）路徑策略。各組透過自訂的參數化工具與 TACO (robot simulator)，將加工路徑即時串流（stream）至工業機械臂，使設計模型能直接轉譯為可執行的加工指令。此流程展現了從幾何生成、結構分析到實體製作的完整自動化鏈，有效縮短設計與製造之間的轉換時間。 三組學生分別針對不同方向進行深化與創新： 第一組 — Voxel Space Filling Timber Assembly： 以體素（voxel）為生成基礎，探索木構元件在空間中的填充與組裝策略。透過 COMPAS Timber 自動生成節點與連接界面，發展出可擴張、可模組化的空間填充結構，展現出高自由度與材料效率的設計潛能。 第二組 — Robotic Milling & Form-Finding Timber Structure： 著重於 6 軸機器人的運動自由度分析，開發出可應對不同角度與曲面條件的洗銷路徑，並結合 Form-Finding 技術，生成幾何上具自穩定性的複雜木構系統。成果展現了機器人加工精度與結構性能之間的動態平衡。 第三組 — Orbit (Polyhedral Timber System)： 以「Orbit」為主題，發展出具趣味性與幾何變化的多面體木構造型。透過 CNC 與機器人混合加工技術，完成高複雜度的節點切削與拼合。設計成果兼具美學表現與結構邏輯，展現數位製造在建築形構中的多樣可能。 這次的工作營成果展示了 COMPAS Timber 結合機器人與即時資料流技術的高整合流程。從幾何生成、結構推導、路徑設計、點雲建構與定位，到最終實體加工，完整實踐了從設計到木構製造（Design-to-Fabrication）的自動化流程。