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机器人的进化,了解一下?

2018-03-29 13:52 来源:线性资本 评0 0

我们之前介绍了工业机器人上游零部件,今天我们继续来看看机器人的进化。

愣愣的机器人也可以很软,也可以很暖,也可以很敏感。

这从它的感官和身体潜能被挖掘开始。

我是机器人,在工业生产中,我一度被关在围栏里做直线运动,独自完成一些简单的工作,包括移动物体到指定位置、定点焊接、喷涂等。

但是随着中小企业对成本控制和小批量订单的要求,人们希望我的身体可以更灵活,可拆卸可组装可搬运,也希望和我并肩完成一些高精度的工作。

于是,人类开始引导我觉察。

我与自然——软体机器人

我以自然为师,观摩软体生物和软组织,以此开发机器人执行需要触觉或灵活性工作的潜能。

哈佛大学设计的柔性机器人 “Octobot”,灵感来源于软体动物章鱼。Octobot 不是电动的,而是用包含化学反应的微流体通道完成自动化。

(图片来源:WYSS Institute)

目前,工业机器人主要在车间里完成简单、繁重的重复性工作,如移动物体到指定位置、定点焊接、喷涂等。而柔性机器人的出现,则开发了机器人执行需要触觉或灵活性工作的潜能。

与传统刚性机器人相比,软体机器人的自由度更多,可变形性更强,能量吸收更好。

作为软体机器人的我在医疗领域已有了不少应用,但在工业领域,大多数时候还是呆在实验室里,尝试各种新材料,通过各种刀山火海、碰撞倾轧的考验。因为只有这样,我才可以进入协助人类探索自然,在极端环境下执行特殊任务。

哈佛大学设计的最坚强的柔性机器人,由几乎不可破坏的硅橡胶制成。 它独立移动,抵抗火灾,酸和温度远低于零等恶劣环境。 它运行在电池上,可以将负载提升到3.4公斤。 像Octopus一样,它可以用来探索人类危险且无法进入的区域。

(资料来源:robotiko)

我与人类——协作机器

为了因对诸如喷涂、打磨、缝纫等复杂、非标场景的工作,人类想与我协作,前提是我能给他们安全感。所以他们在教我感觉到附近有人类时能立即降低力度。

这就是我的协作形态,目前许多国际巨头都进入了这些领域,包括优傲机器人公司(Universal Robots)的UR协作机器人系列,abb首款人机协作机器人YuMi,和Rethink Robotics公司智能协作型机器人Baxter和Sawyer等。

Rethink Robotics公司智能协作型机器人Baxter,单臂最大工作范围为1210毫米,可同时处理不同的两项任务, 或者实时处理同一任务以实现输出最大化。

(图片来源于网络)

虽然我的协作态不像软体态那么软骨头,但是关节的灵活性还是打通了,这使我能根据主人的牵引指示做一些高精度工作。更易控制的硬骨头也让我不仅仅是留在实验室,而是参与到工业的实际应用中

终生学习——新技能get

正如《经济学人》提倡的“终生学习”,我不断get新技能,创建脑回路,促进脑组织的发育和完善。例如,通过深度学习,我不仅开始触摸,计算,还能借助机器视觉和路径规划等工具来观看、规划

上图是二维图像的机器视觉原理,主要具有四个功能:

1、引导和定位:上下料使用机器视觉来定位,引导机械手臂准确抓取。

PISA IIT SoftHand (资料来源:YouTube)

2、外观检测:检测生产线上产品有无质量问题,该环节也是取代人工最多的环节。

3、高精度检测:0.01~0.02m甚至到u级,人眼无法完成的高精度检测

4、识别:利用机器视觉对图像进行处理、分析和理解,以识别各种不同模式的目标和对象。可以达到数据的追溯和采集,在汽车零部件、食品、药品等应用较多。

然而平面视觉并不能解决所有问题,当遇到工业常用的金属、玻璃等材质易引起的强反光、物体重叠、遮挡、阴影和复杂背景、环境微光、黑暗、灰尘和油脂等情况时,我也会显得手足无措。因此我在人类的帮助下努力训练立体视觉以完成一些无序分拣工作。

路径规划倒是运动学的经典问题,我逐渐从单纯服从主人或前进或后退的命令,到根据记忆中图像、采样等信息来自己设计最优的安全路线。

You see? 我,机器人,为了帮助人类,在人类的帮助下开始觉醒,步步成长。

参考资料

Elveflow:Soft Robot——A Review

机器人零部件 爱中痛的涅槃


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