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近日，一款名為「Carpentopod」的創新行走咖啡桌引起了廣泛關注。這個項目由一位工程師吉利安·德·卡彭特（Giliam de Carpentier）於2008年開始構思，並在多年後成功實現。他運用自己設計的軟體、電子學知識及木工技巧，將當年的虛擬設計轉化為實體，創造了一款無線控制的行走咖啡桌。這款名為「Carpentopod」的桌子，融合了先進的演算法與精密的機械設計，成為機械與家居設計的完美結合。
獨特的腿部連桿機構
Carpentopod的設計基於一個複雜的軟體模擬系統。該系統會生成數千種不同的腿部連桿機構，並透過一種「演化」的方式，讓這些機構在虛擬環境中競爭，以尋找最佳的解決方案。每一個設計都會根據其行走速度、地面間隙及材料使用量進行評分。該過程不僅著重於效率，還特別考慮了腿部在行走過程中的穩定性，透過減少桌子在行走時的晃動及腿部打滑，來最佳化最終的設計。
這種演算法模擬了數千代的演化過程，結合「自然選擇」與基因突變的概念，不斷改進設計。每一代設計中的最佳變體都會被保留，並與其他優秀設計進行參數混合，進而產生下一代設計，最終誕生了Carpentopod的腿部機構。這種軟體模擬的速度極快，每秒可以演化數十代，使得最初的粗糙設計迅速演變成高度優化的方案。此外，程式還定期引入基因突變，幫助探索新的可能性。
向Theo Jansen致敬
Carpentopod的腿部設計不禁讓人聯想到荷蘭藝術家泰奧楊森（Theo Jansen）著名的Strandbeest動力雕塑。Carpentopod的腿部機構與Strandbeest行走機構有著相似之處。然而，兩者之間仍有許多細節上的不同。Carpentopod的設計包含更多的關節點，並使用了經過最佳化的圓形腳趾，這使其能夠更加緊湊且減少腳部打滑。這樣的設計使桌子在移動時更為平穩，不易因為多個腳趾速度不一致而產生摩擦或減速。
精細製作：自動化與工藝的融合
Carpentopod的製作過程中，CNC（電腦數控加工）扮演了重要角色。為了確保每個零件的精度，卡彭特使用了一台3軸CNC機器來切割竹板，並將加工過的零件進行打磨、上漆及組裝。每個部件都需要多次加工，使用不同尺寸及形狀的切割工具，部分零件甚至需要翻轉後再進行加工。
為了確保桌子在行走時保持穩定，Carpentopod配備了12條腿，每條腿在行走過程中負責整個步伐的三分之一。因此，所有腿部零件都需要具備極高的精度，才能確保桌子的平穩運行。
整個設計過程在Autodesk Fusion 360中完成，這款軟體可以在虛擬環境中進行建模、測試、算繪及CNC準備工作。這樣一來，從任意角度檢視桌子的組裝情況及步伐循環變得更加容易，設計師也得以調整桌子的美學與功能。
除了CNC加工的100多個竹板零件外，桌子還需要兩根曲軸。這些曲軸由鋁桿和鋁片組成，經過仔細加工後，拼裝成曲軸機構，驅動桌子的12條腿協同工作。
裝置動力：從軟體到現實的操控
Carpentopod的核心動力來自於兩個24V的無刷電機，這些電機通常用於自動窗簾裝置。每組六條腿的驅動都依靠一個曲軸，由一個電機驅動。電機內建的電子控制系統使設計師能夠直接控制速度，但在低速下電機會自動進入過熱保護模式。為了克服這一問題，他直接調整電壓以控制速度，並最終成功使桌子以無線方式行走。
為了讓Carpentopod可以自動運行，他還使用了Arduino Nano微處理器板，將電壓轉換模組進行改裝，使其能夠接收快速PWM信號，精確控制每個電機的速度與位置。此外，透過藍牙模組，他還設計了一個無線控制系統，能夠與遙控搖桿連接，實現遠端操控桌子的行走。
經過多次測試後，卡彭特成功地讓這張行走咖啡桌在客廳中自由移動。雖然這個專案最初只是為了實現一個技術挑戰，但隨著Carpentopod的誕生，它不僅展現了精湛的技術和創新設計，更為智慧家居帶來了更多的趣味性與實用性。
最終，一個能無線遙控、在客廳自由行走的咖啡桌誕生了。雖然實用性可能不高，但其創意性和趣味性無可比擬，為生活增添了樂趣。這個專案充分展現了工程師的創造力和技術實力，將一個看似天馬行空的 idea 變成了現實。或許，這正是 DIY 的魅力所在。
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