研究中的机器人

2017-10-16 05:58:00
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将真人 / 机器人协作提升到全新境界

太污秽,太骯脏,太笨重?还是太热或太冷?对协作型机器人来说可不是这样!协作型机器人可持续在几乎任何工作环境下运作,从厂房、供餐厨房到无尘室都可适用,让真人同僚不需处理单调的,人因工程上不适合的任务。德国弗莱贝格工业大学 (Technische Universität Bergakademie Freiberg) 的科学家们现在进行两项令人惊奇的专案,来研究协作型机器人能如何让真人同僚们的生活更轻松:第一项是测试协作型机器人是否可以光凭看着真人从事工作就加以学习。第二项则是研究在地底採矿这样的危险工作环境中,机器人能扮演怎样的角色。

玩乐高的机器人:为何 UR5 机器人在 TU Freiberg 造了个玩具火箭

 


 观看 UR 机器人学习并模仿真人的乐高组合技巧  接着,火箭升空了。


David Vogt 是 TU Freiberg 的研究员,同时也是两个男孩的爸爸,在陪着孩子玩乐高时,突然想到了这件事:可以教机器人玩乐高吗?他好奇地想要知道,于是开始进行测试,并使用大学校内的 UR5 机器人当作玩伴。该 UR5 协作型机器人配备了 3 爪夹爪及十二部摄影机。另外,科学家们也在手臂及手上穿戴了特殊的感应器,让 UR5 可以监控他们的所有动作,用孩子的学习法进行学习:单纯的观看。

Vogt 希望 UR5 可以做出一个乐高火箭,就跟他与孩子所做出来的一样,但这需要高度的灵活技巧。对 UR5 来说,这完全不成问题:机器人仅看过一次 Vogt 拼出乐高火箭后,就可以顺利加以重建。此外,协作型机器人不只是一块一块拼起乐高,甚至尝试分析真人同僚的作为,并尽可能地加以协助。例如,机器人手臂看到了科学家即将要拼下一块,于是就挑起了适合的一块,并传递给科学家。Vogt 和他的同僚们都对这个结果感到十分开心 - 截至目前为止,这是世界上少数能够只观看真人就加以学习的机器人之一。持续开发此技术代表着,终有一天不须在开始新工作之前先编写协作型机器人的程式,而只要看着就可以学习 – 这可让工业生产等各行各业使用协作型机器人更简单,价格也更合宜。

这是採矿机器人 Julius

对于 Freiberg 的另一套机器人系统 Julius 来说,就没有玩乐高这么享受了。他的工作可要辛苦的多:作为欧洲唯一拥有研究及教学多功能矿场的大学,TU Freiberg 的 Mining-ROX 专案团队正在研究 Julius 这样的自动化机器人如何承接矿业真人员工的高风险工作,并在救援情境中提供协助。
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装在一机动型机器人上的 UR5 戴着黑色袖套,来防尘及防碎石。照片由 TU Freiberg  David Vogt 提供 


採矿一直都是高危险的工作,而且在地底下工作也十分困难:环境又热又潮湿,氧气量亦较低。矿坑崩塌或爆炸的永久性风险对工人来说是再真实不过的威胁,而且这情况在未来只会更加恶化:由于浅层矿产开发殆尽,矿坑越挖越深,现在最深的矿场已经挖到地底下 2 英里 (约 3.22 公里) 深的地方了。这样的条件对真人来说几乎无法承受,但对于 Julius 这样的机器人来说,却完全没有问题。机器人 Julius 是本计画两部机器人研究平台的其中之一,他的名字来自德国数学家及工程师 Julius Weisbach。Julius 的组成,是一部配备 Robotiq 3 爪夹爪的 UR5 机器人,并安装在 Innok Robotics 车辆上。

目前 Julius 的其中一个工作,是进行矿场探勘任务时的助理。机器人将陪着真人探勘员出任务,背负着沉重设备,并收集来自手持量测装置的感应器资料。这个手持量测装置,是专为真人使用所设计的。在另一个情境中,机器人将被遥控,用于勘查对真人来说不安全的矿场区域,比如说,在灾难事件或废弃矿坑中。为了这样做,必须藉由在整个矿场中放置 Wi-Fi 中继站,让机器人得以与基地站点建立资料通讯连结。对于未来,TU Freiberg 的教授 Bernhard Jung 说:「未来的超深矿坑将会是非常高温的场所,而且通风和空调系统也是成本上所不允许的。事实上,矿业研究者们的长期展望都是完全自动化的「无人矿场」。」 

这两个极佳的例子,展现了机器人辅助系统的庞大潜力,而我们也对科学家们的下一步感到兴致盎然。机器人同僚,请帮帮忙吧!

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