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欧特克(AUTODESK)

相关应用: 拾取与放置

公司

欧特克(AUTODESK)

国家

美国

公司规模

10000+

优傲机器人助力欧特克推进建筑领域的人机协作

简介: 

由于优傲机器人具有极为安全的特性,并采用开放式架构,不仅易于推进更“大胆”的研究,还能够实现流命令和快速迭代;因此,欧特克选择了优傲机器人进行广泛的项目设计。

挑战:

欧特克主要研发建筑业常用软件,并希望通过研发,打造全新的解决方案,实现客户与机器人的紧密合作,完成只有人机协作才能执行的任务。虽然制造供应链允许较小的产品公差,但在施工中所用部件的差别通常较大,这就给自动化解决方案的可重复性和处理性能带来了挑战。传统的工业机器人常常需要安装防护罩,而且只能专门执行一项任务,所以想要在高低不平的建筑工地上移动一台机器人,并将其用于不同的任务绝非易事。

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解决方案:

欧特克机器人实验室正在利用优傲机器人的协作机械臂(cobot)来解决人机交互、机器学习、绘图和智能装配系统等研究项目中的这些挑战。最近的四个项目包括:

蜂巢馆——人机交互

“蜂巢”是一座由生竹子和纤维条建成的建筑,由欧特克大学、斯图加特计算机设计学院(ICD)、欧特克机器人实验室和优傲机器人联合打造而成。旨在使用户体验到机器人制造、可穿戴设备、RFID跟踪和建筑构件嵌入智能设备无缝集成于建筑之中的无穷乐趣。这是一项艰巨的挑战。生竹子质地不均匀、很容易弯曲,而且长度和宽度各不相同。欧特克机器人实验室高级研究工程师 Heather Kerrick 解释说:“刚开始的时候,我们并不确定能在多大程度上利用机器人,帮助它理解任务的不确定性和变化性。我们给机器人安装了传感器,赋予它决策能力以及据此行动的权力,对此我们感到无比自豪。”

蜂巢馆建立在“缠绕站”上,参与者随机将三条竹片固定在一台优傲机器人,机器人通过必要的动作序列,将纤维钩在竹子的顶端,构建出像风滚草一样独特的张拉整体。“优傲机器人的动作和测量都非常精确,要是换成人类在现场操作,无疑是很困难的,这就免除了使用诸多测量工具和设备的麻烦,”Kerrick 说道,同时也强调了安全性。“我们正在进行实验性研究,机器人基于实时传感器数据进行运动,所以机器人很可能会做出一些我们意想不到的动作,”Kerrick 解释道,并补充说如果当时

她的团队采用的是更大的工业机器人,他们就无法以同样的方式让公众参与进行,而且研究项目的进展也会变慢。“但有了优傲机器人,我们的研究就可以更加大胆,因为我们相信机器人不会毁坏自己,也不会对他人造成危险。”欧特克团队成功地在三天内建成了蜂巢馆。

矢量绘图-机器人沿路径运行

UR10 机器人能够在无安全保护的情况下在开放空间里进行操作,这也让它在由欧特克研究工程师 Evan Atherton 制作的大热微电影《恋爱中的阿图》(Artoo in Love)中客串了一把。电影中,优傲机器人 UR10 在公园里画肖像画。“带机器人到这个未知的地方是个很有趣的挑战,”Atherton表示。他和同事们一起校准机器人,编写了一个简单的程序,指导机器人沿着投影在画布上的矢量图路径前行。“UR10设计完美:它不仅小巧灵活,而且十分安全。我们可以把它放在 Pelican 安全箱中带出去。要是换成传统机器人,就得需要一辆叉车和防护罩,这显然是不可行的。”他继续道。

机器人灵活协助建筑工地作业 

鉴于优傲机器人内置的安全功能,欧特克还开发出了一款用于建筑工地的“机器人助手”原型,它可以方便地在建筑工地上移动。研究团队在机械臂末端安装了一个路由器,还装了一个摄像头和投影机,并开发了机器学习软件,使机器人能够识别人类的手势和语音命令。例如,UR10可以爬上一面干墙,在墙壁上投影出一个出口,用户则可以对其进行修改,然后用语音命令通知 UR10 继续执行开孔操作。

智能装配系统

欧特克利用优傲机器人研究解决的另一个建筑挑战是开发一款与Brick-Bot铺砖机器人协作的智能装配系统。该系统主要解决三个子问题:分拣、重新抓取和放置。通过视觉引导,机器人可以在不同尺寸和颜色的砖块中挑出一块预先确定的砖块。如果砖块的抓取姿势不对,UR10 会进行视觉检查,调整位置并重新抓取,直到砖块正确地放置在夹爪中。最后的放置操作则由另一台优傲机器人——UR5,通过摄像头检查砖块装配。“下一次迭代就是开始实际的设计装配,例如乐高房子或玩具长颈鹿,让机器人自动把它们建起来,”欧特克软件架构师 Yotto Koga解释说,并强调了员工与机器人协作的必要性。“我们选择优傲机器人的一大主要原因就是其安全性。我可以把机器人连接至我的笔记本电脑,并在它旁边工作,然后快速地进行实验迭代,而无需担心安全协议会拖慢进程。这将有助于我们取得重大的项目进展。” 

优傲机器人的开放 API 也能够助力进程的快速推进。“通过在 TCP 通信协议上使用流API,我们能够对优傲机器人进行低层级控制,这将满足我们的特殊需求——因为我们需要绕过机器人自己的操作系统直接访问机器人。”软件架构师解释说。他的同事 Heather Kerrick 也讲述了机器人开放架构对蜂巢项目的积极影响。“构建蜂巢需要在团队和设备之间使用不同的编码语言和环境,我们可以将所有的命令简化成单一字符串,然后发送给机器人。”她说道。对于我们部署的大型工业机器人,想要避开机器人内置的本地控制通常需要采取额外步骤或使用额外的软件,但优傲机器人就不需要这样。学习和使用优傲机器人的脚本语言也极为简单。” 

我们给机器人安装了传感器,赋予它决策能力以及据此行动的权力,对此我们感到无比自豪。”

HEATHER KERRICK
高级研究工程师