愿望成真基金成立于1980年，是一個國際非營利組織，服務(wù)宗旨為替患有重病的兒童達(dá)成愿望，希望透過「愿望成真」的體驗，令他們的人生充滿希望、毅力及歡樂?！冈S愿兒童」（Wish Child）的愿望非常多樣，有些是希望得到一件玩具，或是到外地游玩，也有些希望與偶像名人見面相聚。7duesmc

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居住于美國科羅拉多斯普林斯的Belle患有癌癥，她的狀況使她不可能養(yǎng)寵物，由于Belle對龍深深著迷，對于龍的各種信息，她都非常感興趣，并會去了解所有關(guān)于龍的書籍和電影，她的愿望靈感來自于《火焰之翼》（Wings of Fire）系列圖書和《Dragon Vail》電子游戲，她會在她的日記本與素描本中，描繪出她幻想中龍的樣子。Belle向“愿望成真基金”尋求幫助，愿望成真基金則與艾睿電子聯(lián)系，希望能夠制造出一只寵物龍，以幫助實現(xiàn)Belle的愿望。Belle和她的家人于2019年初訪問了艾睿電子，艾睿電子決定通過技術(shù)幫助實現(xiàn)Belle的愿望。這個機(jī)器龍將是她的寵物，它能夠認(rèn)出Belle，并很高興與她一起玩耍。當(dāng)她沮喪時，它能夠振奮她的精神，并鼓勵她勇敢追夢，藉由Belle照顧龍的過程，這只機(jī)器龍將是她最忠實的伙伴。7duesmc

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艾睿電子召集了相關(guān)的廠商來共同實現(xiàn)Belle的愿望，艾睿電子提供技術(shù)解決方案和工程服務(wù)，并與機(jī)器人創(chuàng)新者Caleb Chung和他的團(tuán)隊合作打造了這只龍，Caleb Chung的團(tuán)隊負(fù)責(zé)設(shè)計機(jī)器人玩具和動畫外型，ADI公司則是重要組件的冠名贊助商和供應(yīng)商，歐特克（Autodesk）捐贈了設(shè)計軟件，ServoCity提供了驅(qū)動伺服電機(jī)來幫助龍移動，Emerge Studios則負(fù)責(zé)拍攝神奇的虛擬現(xiàn)實（VR）旅程，這將使Belle能夠找到并遇見她的龍，同時降低醫(yī)療風(fēng)險。7duesmc

艾睿電子工程師與供應(yīng)商密切合作，以龍的形式為伴侶機(jī)器人制作原型，參考了Belle對龍的動態(tài)能力（動作、面部識別、手勢和互動）及其外觀，向技術(shù)團(tuán)隊提供建議。做為一只寵物龍的主要作用是提供情感支持和參與，Belle可以和她的龍通過語音、觸摸和視覺識別進(jìn)行交互，此外，還提供一些配件，包括食物（金橘、甘藍(lán)、秋葵、蜂蜜），還有一個玩具，以及可對龍進(jìn)行充電的“巢”。7duesmc

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Belle的龍于2019年秋季開始開發(fā)，原型于2020年完成，最終組裝和程序設(shè)計于2021年初完成，并于2021年4月初與Belle正式見面，Belle受到這只龍獨(dú)特而多彩鱗片的啟發(fā)，為這只寵物龍命名為“Dusk”（薄暮之龍－達(dá)斯），Belle每天都會陪著他玩，而且在她的房間的梳妝臺上，還特別為他保留了一個位置，能夠感受到Belle對她的寵物龍的喜愛與重視。7duesmc

艾睿電子秉持著取之于社會用之于社會的精神，對于公益活動一向不遺余力，能夠參與「愿望成真」的計劃，為Belle創(chuàng)造一只寵物龍，實現(xiàn)她飼養(yǎng)寵物的愿望，在看到Belle露出笑容的那一刻，所有的努力與付出，都在那一刻獲得了回報。7duesmc

于2019年，艾睿電子便攜手15個國家和地區(qū)的公益機(jī)構(gòu)，共同開展創(chuàng)新性慈善活動和設(shè)計項目，惠及近270萬人。在這些全球性的公益行動中，艾睿電子的員工功不可沒。他們積極地舉辦了一系列精彩且富有意義的公益活動，足跡遍布多個國家和地區(qū)，并與慈善機(jī)構(gòu)合作，參與為貧困群體而發(fā)起的慈善長跑、工作坊、慈善捐贈，并與員工共同開拓視野、回饋社會，艾睿電子公益團(tuán)隊成員也從這一系列慈善活動中受益良多。7duesmc

企業(yè)社會責(zé)任（CSR）活動的成功開展，離不開每一位艾睿電子員工的支持。未來艾睿電子仍將致力于服務(wù)員工生活與工作，強(qiáng)化社群支持，并持續(xù)推進(jìn)企業(yè)社會責(zé)任的使命，引領(lǐng)創(chuàng)新，開拓美好明天。7duesmc

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電子集結(jié)了一個由工程師、設(shè)計師和開發(fā)人員組成的團(tuán)隊，以創(chuàng)建一只機(jī)器寵物龍。這只龍可以執(zhí)行哪些功能呢？又要由什么組件來組成這只龍？以及該項目要如何利用現(xiàn)代原型方法的優(yōu)勢呢？7duesmc

這個故事起始于一位來自科羅拉多斯普林斯（Colorado Springs）的14歲女孩，她的名字叫做Belle。7duesmc

Belle從小就對龍深深著迷，無論是龍的成長、行為、飛行方式，以及它們所吃的東西，她都有興趣去了解。她一心一意地學(xué)習(xí)所有關(guān)于龍的書籍和電影，并紀(jì)錄在自己的日記與素描本中，以描繪出她在幻想中所創(chuàng)造出來龍的樣子。7duesmc

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由于Belle患有癌癥，因此她會在條件允許的情況下上學(xué)，但行動將會有些不便。更令人沮喪的是，出于健康考慮，她和她的家人都不能夠撫養(yǎng)寵物。7duesmc

這便是科羅拉多“愿望成真基金”（Make-A-Wish）計劃介入的時候了。“愿望成真”基金會協(xié)助重癥兒童實現(xiàn)改變生活的愿望。在他們的幫助下，Belle和她的家人于2019年初拜訪了艾睿電子的總部，并開始討論如何為Belle做出一只龍。7duesmc

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艾睿電子組織了一個由其工程師、技術(shù)供應(yīng)商和動畫電子產(chǎn)品開發(fā)人員組成的團(tuán)隊，以龍的外觀構(gòu)建出社交機(jī)器人的原型，以便使其成為Belle的伙伴。他們咨詢了Belle的意見與想法，并參考了她的素描本，以了解有關(guān)龍的大小、形狀、外觀、動作和個性的各種信息。7duesmc

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該團(tuán)隊包括機(jī)器人創(chuàng)新者Caleb Chung、半導(dǎo)體供應(yīng)商ADI（Analog Devices, Inc.）、設(shè)計軟件提供商歐特克（Autodesk），以及這次神奇的虛擬現(xiàn)實（VR）旅程的創(chuàng)建者Emerge Studios，以便Belle可以探索整個龍的王國，并以最小的醫(yī)療風(fēng)險使她能夠與龍相遇。7duesmc

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龍的設(shè)計概述

Belle的龍綜合了多種工程學(xué)科，在本文中，我們將專注在設(shè)計的電子方面。Belle的龍中采用的電子設(shè)備可分為五個獨(dú)立的功能板：控制板、兩個電機(jī)板，電源板，攝像機(jī)板和RFID板。7duesmc

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每個功能板都有自己的獨(dú)立控制器，但是控制板仍對其他的功能板具有一定程度的存取與控制權(quán)限。這使Belle的龍成為集中式設(shè)計和分布式設(shè)計之間的混合體。借助于ADI LTC2875收發(fā)器，所有電路板之間的通信均通過CAN總線完成，而Belle的龍的電源是可充電鎳氫金屬電池的集合，這是考慮到龍的便攜性和安全性，這種設(shè)計方式是一個理想的選擇，由于具有多個伺服電機(jī)，因此可實現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動。7duesmc

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ADI LTC28757duesmc

電機(jī)驅(qū)動板

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龍會利用25個伺服和3個LED信道（RGB）來提供運(yùn)動和手勢，所有這些動作都由電機(jī)板進(jìn)行監(jiān)視和控制，而控制板則向電機(jī)板指示需要哪種類型的運(yùn)動。首先，電機(jī)板使用將電源、伺服電機(jī)與控制板連接在一起的CAN總線與主控制板通信，為了使板載MCU與CAN總線配合使用，還需要一個特殊的收發(fā)器（以轉(zhuǎn)換邏輯電平和狀態(tài)信號），在本例中使用的是ADI的7duesmc

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Diodes ZXCT1009FTA7duesmc

為了確保龍的安全性和壽命，所有25個電機(jī)均受到仔細(xì)監(jiān)控，以便在任何一個電機(jī)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)都可以防止對龍的其余部分造成永久性的損壞。每個伺服電機(jī)都有自己內(nèi)置的溫度傳感器，以確保電機(jī)不會過熱，同時每個電機(jī)都有自己的電流傳感器7duesmc

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Cypress CY8C4247AZI-M4857duesmc

CY8C4247AZI-M485則是混合信號微控制器，它具有可編程的數(shù)字和模擬電路，負(fù)責(zé)控制所有電機(jī)。CY8C4247AZI-M485的核心是32位Arm Cortex M0 CPU，具有128 KB閃存和16 KB SRAM。該MCU提供了一系列外圍設(shè)備，包括串行通信、PWM、55個GPIO、電容傳感器和LCD驅(qū)動器?？删幊棠M系統(tǒng)包括四個具有一系列不同模式的運(yùn)算放大器，而可編程數(shù)字系統(tǒng)包括四個可編程邏輯模塊，每個模塊具有八個宏單元。7duesmc

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電源板

機(jī)器龍上的電源板可對電池進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控，并提供超低功耗模式，從而無需使用物理的開啟／關(guān)閉滑動開關(guān)，即可在不使用時自行斷開電源，電源板的主控制器則是另一個CY8C4247AZI-M485。7duesmc

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ADI LTC29507duesmc

開／關(guān)按鈕機(jī)制則利用了ADI LTC2950，這是一個開／關(guān)電源按鈕控制器。該器件可在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并且僅消耗6 µA的極低電流。當(dāng)按下按鈕后，器件不僅會反跳信號，還會為外部電源電路（例如DC/DC轉(zhuǎn)換器）提供啟用信號，這使得龍只需要一個按鈕即可打開和關(guān)閉，而無需采用滑動開關(guān)。7duesmc

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控制板

控制板是龍的大腦，負(fù)責(zé)讀取傳感信息，可確定龍的能量水平，以及執(zhí)行改變龍行為的算法?？刂瓢宓暮诵牟捎?span style="display:none">7duesmc

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Cypress CY8CPROTO-062-4343W7duesmc

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Bosch BNO0557duesmc

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ADI SSM35827duesmc

控制板還連接到許多傳感器，以具備對環(huán)境的感知能力，電容式觸摸（內(nèi)置于MCU中）、多個觸點閉合輸入和慣性測量單元（IMU）（使用BNO055），并帶有兩個數(shù)字音頻通道的高質(zhì)量揚(yáng)聲器（ADI SSM3582），還具有預(yù)編程的行為，可通過移動和噪音向用戶提供反饋，這些反饋可以反映出幸福感、能量水平和龍的需求。7duesmc

攝像機(jī)板

恩智浦（NXP）i.MX RT106F是攝像機(jī)板的中心，并做為其視覺系統(tǒng)（SLN-VIZN-IOT）。這個基于MCU的系統(tǒng)允許使用時鐘頻率為600 MHz的Arm Cortex-M7、32 KB緩存和32 KB數(shù)據(jù)緩存，可輕松開發(fā)面部識別系統(tǒng)。7duesmc

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NXP SLN-VIZN-IOT7duesmc

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Murata LXRFZZHAAA-0267duesmc

RFID板

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為了使龍能夠區(qū)分我們所提供的食物和玩具，需要將Murata的 的LXRFZZHAAA-026用于龍頭部的RFID板上。該評估套件是一個HF RFID閱讀器／寫入器，具有集成固件與于13.56 MHz進(jìn)行通信的非接觸式優(yōu)化天線設(shè)計。通過在龍隨附的配件中嵌入RFID標(biāo)簽，RFID解決方案將使龍能夠識別用于與龍玩耍的不同食物和玩具。7duesmc

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Belle的龍軟件

與任何可編程系統(tǒng)一樣，構(gòu)成Belle的龍所使用的硬件只完成了這個故事的一半，在主控制器上運(yùn)行的軟件同樣重要，它賦予了龍生命。盡管描述龍的流程圖非常復(fù)雜，但其背后的概念卻很簡單，龍利用能量系統(tǒng)來指示其活動，與龍的互動越多，這種能量的增加就越大。如果這種能量太低，龍將變得疲倦并且移動得更慢，并執(zhí)行坐下和躺下等動作。如果此能量級別達(dá)到0，龍將入睡并等待電容式傳感器和IMU中的感覺活動。7duesmc

當(dāng)龍醒來時，執(zhí)行不同的動作會使它的行為有所不同。例如，如果其腳上的傳感器被激活，則龍展現(xiàn)出怕癢的行為，如果面部識別系統(tǒng)檢測到臉部，則龍將執(zhí)行“你好”的打招呼行為。龍還擁有一系列RFID配件，這些配件使用RFID來指示龍所呈現(xiàn)的內(nèi)容。例如，食物使龍執(zhí)行咀嚼動作，拖拉玩具則會與主人產(chǎn)生拔河行為，可以與Belle玩耍，而蜂窩則具有療愈行為，這是龍在感冒時所需要的藥物。7duesmc

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Belle的龍的開發(fā)周期

Belle的龍的開發(fā)經(jīng)歷了開發(fā)和原型制作的多個階段。Belle的龍的原型已經(jīng)利用了許多不同的評估板（例如PSoC 62所使用的評估板），使工程師可以試用各種硬件，而不必使用單個完全組裝的印制電路板（PCB）。它還顯示了每個不同部分的行為，以及各個子電路是否相互兼容。7duesmc

此外，使用ADI評估板（例如EVAL-SSM3582）可以通過測試各種ADI硬件（例如麥克風(fēng)陣列和音頻DSP）來縮短開發(fā)周期。龍的開發(fā)周期還得益于廣泛多樣的評估板，這些評估板還可運(yùn)用于ADI和Cypress等公司制造和生產(chǎn)的許多控制器、傳感器和處理器。7duesmc

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ADI EVAL-SSM3582供貨信息7duesmc

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當(dāng)這些評估板的組合顯示設(shè)計可以正常工作時，工程師便將這些板中使用的各種組件和IC轉(zhuǎn)換為印制電路板，以去除不需要的組件以精簡設(shè)計，并允許機(jī)械工程師使用更精簡的最終電子產(chǎn)品。同時，來自不同研究領(lǐng)域的工程師也在龍的各個部分上工作，包括機(jī)械和軟件結(jié)構(gòu)。Belle的龍充分利用了包括Autodesk、Eagle、Fusion360和Z-Brush等各種不同的軟件平臺。7duesmc

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Belle的龍項目展示了如何在短時間內(nèi)快速對產(chǎn)品進(jìn)行原型設(shè)計，以及如何使用評估板使工程師快速確定系統(tǒng)的組合方式。CAN總線的使用允許將設(shè)計分為獨(dú)立的功能單元，以便每個單元可以卸除任務(wù)，然后可以獨(dú)立于主控制器執(zhí)行這些任務(wù)。龍還使用各種傳感器和輸出來幫助創(chuàng)建一個交互式玩具，而RFID的使用則創(chuàng)建了一個復(fù)雜的交互式系統(tǒng)，其配件還可以攜帶自己的信息。7duesmc

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歡迎進(jìn)一步來了解Belle與她的故事。7duesmc

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為了實現(xiàn)Belle擁有一只寵物龍的愿望，艾睿電子召集了相關(guān)的廠商來共同努力，其中由機(jī)器人創(chuàng)新者Caleb Chung和他的團(tuán)隊負(fù)責(zé)設(shè)計機(jī)器人玩具和動畫外型，艾睿電子則從旁提供必要的技術(shù)解決方案和工程服務(wù)，搭配ADI公司的零組件，從原型制作到最終的成品，Belle的龍終于通過技術(shù)協(xié)助，從幻想成為現(xiàn)實。7duesmc

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Belle對龍深深著迷，她通過書籍、電影與電子游戲，搜集關(guān)于龍的各種信息，像是龍的成長、行為、飛行方式，以及它們的食物等，她會將這些信息紀(jì)錄在自己的日記與素描本中，生動地描繪出她幻想中龍的樣子。7duesmc

艾睿電子組織了一個由工程師、技術(shù)供應(yīng)商和動畫電子產(chǎn)品開發(fā)人員組成的團(tuán)隊，參考了Belle的意見和她的素描本，以構(gòu)建出龍的外觀，以及有關(guān)龍的大小、形狀、外觀、動作和個性的各種信息。7duesmc

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Belle的龍被鱗片狀的爬蟲類“皮膚”覆蓋著，大小與小狗差不多，其長度為3英尺，重量為10磅，到肩部的身高為12英寸，其身體外部采用3D打印的尼龍塑料與各種織物，骨架則采用3D打印的尼龍塑料，搭配金屬（用于齒輪、螺釘、電纜等）、電線、PCB與其他電子器件，翅膀部分則使用3D打印的尼龍塑料、織物、塑料增強(qiáng)紙等。7duesmc

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由于Belle的龍身體遍布各種傳感器，因此它可以響應(yīng)Belle的觸摸，來收合或拍打她五顏六色、會發(fā)光的翅膀。龍會改變其表情，如果遭受過度刺激，它會感到疲倦，并且會對某些食物不滿意，使這只龍更加栩栩如生。7duesmc

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Caleb Chung和他的團(tuán)隊專長于設(shè)計動畫玩偶（Animatronic doll），他們負(fù)責(zé)捕捉并編程了龍的基本動作和表情，并對其進(jìn)行3D打印，并將其組裝為機(jī)器龍。這個團(tuán)隊在設(shè)計動畫玩偶上相當(dāng)專業(yè)，但是若真的想要讓玩偶動起來，則還需要艾睿電子的協(xié)助，艾睿電子能夠提供Caleb Chung的團(tuán)隊關(guān)于電子方面的技術(shù)支持，包括提供原型開發(fā)所需的軟件工具，以及組成寵物龍所需的控制器、傳感器、電機(jī)、電源、攝像機(jī)與RFID等相關(guān)零組件，其中尤以ADI所提供的收發(fā)器與傳感器更扮演著重要的角色，此外，其他供應(yīng)商還包括賽普拉斯（Cypress）、Diodes和Vishay等。7duesmc

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就如同Caleb Chung團(tuán)隊的需求一樣，雖然許多企業(yè)各有其行業(yè)專長，專攻其專業(yè)領(lǐng)域，卻未必能夠掌握電子設(shè)計的環(huán)節(jié)，一般皆缺乏專業(yè)工程技術(shù)支持，尤其是無線連接科技、傳感控制、系統(tǒng)集成等領(lǐng)域，都是這些企業(yè)常常力有未逮之處，艾睿電子則可以協(xié)助這些企業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)意、開發(fā)產(chǎn)品。7duesmc

艾睿電子于香港科學(xué)園成立了「艾睿電子技術(shù)應(yīng)用工作間」（Arrow Open Lab），并免費(fèi)開放給所有追求創(chuàng)新技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)的初創(chuàng)、公司及機(jī)構(gòu)，吸引不同科技領(lǐng)域的從業(yè)者和創(chuàng)業(yè)家，互相切磋交流、激發(fā)創(chuàng)意。Arrow Open Lab占地6,000平方呎，配備了先進(jìn)電子工藝設(shè)備和測試工具，可幫助初創(chuàng)企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品原型、概念測試（Proof of Concept, POC）、優(yōu)化設(shè)計，并減低設(shè)計的開支，以往只有大企業(yè)才負(fù)擔(dān)得起籌建龐大的研發(fā)后勤團(tuán)隊，有了Arrow Open Lab在專業(yè)意見、調(diào)校產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)驗證上的支持，初創(chuàng)企業(yè)也能夠設(shè)計出最專業(yè)、最可靠，足以傲視全球的頂尖科技產(chǎn)品。7duesmc

艾睿電子除了在香港設(shè)有Arrow Open Lab，并在印度的班加羅爾和美國的丹佛均設(shè)有Arrow Open Lab，以提供設(shè)備和專才，協(xié)助企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計和工程開發(fā)，從初始創(chuàng)意到最終產(chǎn)品，艾睿電子都可提供全程指導(dǎo)，讓企業(yè)能夠以快速、經(jīng)濟(jì)高效的方式將最新技術(shù)推向市場，并可提供創(chuàng)新型硬件和云技術(shù)專業(yè)知識，協(xié)助進(jìn)行產(chǎn)品測試與認(rèn)證，來提升企業(yè)的競爭優(yōu)勢。7duesmc

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不論企業(yè)或個人的背景和行業(yè)，Arrow Open Lab歡迎任何范疇的初創(chuàng)企業(yè)和開發(fā)人員參加，只要登記成為注冊會員，使用Arrow Open Lab內(nèi)的設(shè)備均無須收取任何費(fèi)用，請不要遲疑，立即登記，讓原創(chuàng)概念變成真正的產(chǎn)品，盡快將產(chǎn)品推向市場，搶占商機(jī)！請參考http://www.arrowopenlab.com以獲得更多相關(guān)信息。7duesmc

*國際電子商情對文中陳述、觀點判斷保持中立，不對所包含內(nèi)容的準(zhǔn)確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。7duesmc