机器人同事来了 人机协作的前景如何?

  次阅读 作者:智能小宝 来源:互联网 2015-11-06 10:54 我要评论(0)

机器人同事来了 人机协作的前景如何?

原标题:你好,这位是你的机器人新同事 人机协作新时代来临

文/言嘉宁

在传统的印象中,工业机器人一般都是外表坚硬、外形粗壮的庞然大物,它们没有思想和感觉,因此无法和人类一起“愉快”地工作。如今伴随着协同作业机器人的出现,这一现象正在发生改变。

说不定哪天,你的老板会这样向你介绍:“来打个招呼吧,这位是你的机器人新同事。”

从2015年工博会上的机器人展上可以看到,不少工业机器人都走出了“玻璃罩”,可以和人近距离亲密接触。在工博会的展馆里兜了一圈,ABB、KUKA、川崎机器人……不少展台人员告诉《第一财经日报》记者,他们在今年开始推出能与人协同工作的机器人。

与机器人一起工作

这种协同,甚至不要求使用者有复杂的编程,只需要能够分解机器人的动作,并引导机器人模仿即可,这个过程被称为“示教”。

在四大机器人公司之一的ABB展台,记者亲身体验了一次如何与机器人YuMi协同作业。

举个例子,让机器人递给你一支笔要分几步?

答案总共分五步。首先是定位。要找到目标的具体位置需要缩小范围,将机械手臂定位在目标物品(也就是笔)的上方。其次是精准拾起,这一步需要机械臂接触台面。再次是用前端夹紧目标物体。接着,将机器人手臂向上移动,与人保持合适距离。最后,让机器人松开笔。

在这个过程中,即便不会编程代码也丝毫不会影响机器人与人的协同。

YuMi的设计是为了满足小件装配的生产需求,尤其是消费电子产品行业对柔性生产和灵活制造的需求。这主要得益于其双臂设计、多功能智能双手、通用小件进料器、精密运动控制、基于机器视觉的部件定位,以及先进的控制系统和软件。

不过,如何来保证与人协作的安全性呢?

YuMi拥有一副轻量化的镁铝合金骨架以及被软性材料包裹的塑料外壳,能够很好地吸收外部的冲击,在几毫秒内暂停运动以避免伤害。

此外,ABB工程有限公司机器人部小机器人全球产品经理菲利普还告诉记者,这些都要经过很多测试,“我们把机器人安置在排球中,然后观察机器人运动时排球被弹出的距离,我们会通过特别的设计把伤害降到最低”。

菲利普提到有四个技术可以保护人的安全。比如安全制动与手动控制、要给机器安排合适的速度和区隔,运动的速度越快,就越需要人与机器人相隔较远的距离,同时对机器人的设置要进行功率和力的控制,以及划分人与机器的共享区域,在该区域内机器能够感知到人并将速度和功率放缓,而在纯机器工作的区域内则可以快速进行工作。

中外差距几何

在展区可以看到,各家知名机器人公司都推出了人机协作的产品。

相比小巧的YuMi,发那科在中国地区首次发布的协作机器人CR-35iA是个“力量型”选手,其手腕部最大负载达到35kg,运动可达半径1813mm。这款机器人绿色的罩壳可以缓和冲击力,接触到人时,就会立刻安全地自动停止。良好的安全性能和较大的负载使得CR-35iA能够被广泛地应用于汽车制造、机床上下料等行业应用中。

KUKA推出的LBRiiwa机器人是一个灵敏的集合体,可以在不同区域内进行速度和力量的切换。为了确保这种复位精度,需要马达和减速器的密切配合满足机器人的最佳速度和人机协作(HRC)相结合。

不过,这并非外国的专长。菲利普在聊起他的中国同行时表示:“我认为他们在市场上做得也很好,反应速度越来越快,质量也越来越好。”

这次,新松机器人(300024.SZ)在工博会上就首次推出了7轴的柔性多关节机器人。其展示的方法也十分特别:由武术表演家和机械舞舞者进行了太极推手和舞蹈互动。当然,展示之外,它也满足精密装配、产品包装、打磨、检测、机床上下料等工业操作需要。

“传统的操作是编程,但是机器人和人的跳舞我是没法事前录程序的,这是舞蹈演员对机器人进行的拖拽式教育,给予力的感知,这对机器人的应用有重大突破。”中科新松有限公司副总裁杨跞告诉《第一财经日报》记者。

他表示,人机互动的技术难点在于“能够遇到障碍物时及时停下来,这是以前传统机器人做不到的”,还有“对环境进行感知和预判”。而这要归功于特别的柔顺力系统,即对用力进行主导的控制有位置感知,能进行人机协作,一旦察觉力量变化,机器人会马上停止工作。

显然,尽管技术实现路径或有差异,但国内外的机器人公司都看好了未来人机协作的市场空间。

目前,中国已成为全球最大、增长最快的工业机器人市常2014年,中国市场的工业机器人销量超过5.7万台,同比劲增56%,占全球销量的25%。但从工业机器人使用密度来看,中国市场仍然拥有巨大的发展潜力。国际机器人联合会数据显示,2014年我国每万名产业工人所拥有的机器人数量仅有36台,低于世界平均水平(66台),更是远低于自动化程度较高的韩国(478台)、日本(314台)和德国(292台)。

“现在国外有类似技术的公司也并不多,我们与国外并没有差距。”杨跞显得信心满满。他认为机器人和人的协同本就如中国工程院首批院士之一蒋新松曾经指出的:柔性与人工智能会决定机器人发展的总趋势,也是机器人发展的必由之路。结合中国劳动力的情况来看,市场情况也会符合预期。

蒋新松被誉为“中国机器人之父”。他在1996年11月发表的论文《未来机器人技术发展方向的探讨》中提到“在高级机器人的人机遥控和监控中,人主要的工作是对机器人所处的环境进行分析及判断,根据给定的命令,以人机交互的方式作出决策及制定机器人的行动规划”。而在论文发表近二十年后,这些构想终于真的要成为现实。

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