開創(chuàng)中國機(jī)器人系統(tǒng)集成行業(yè)新格局
蔡亮：工業(yè)機(jī)器人人機(jī)融合的智能化趨勢
發(fā)布時(shí)間：
2016-12-01 17:59
來源：中國機(jī)器人網(wǎng)
2016中國國際機(jī)器人高峰論壇工業(yè)機(jī)器人分論壇上，演講嘉賓上海新時(shí)達(dá)技術(shù)有限公司總經(jīng)理蔡亮發(fā)表了題目為《工業(yè)機(jī)器人人機(jī)融合的智能化趨勢》的演講，向在場嘉賓和專家學(xué)者分享了機(jī)器人的智能化趨勢，以及目前新時(shí)達(dá)在機(jī)器人技術(shù)上所做的創(chuàng)新和突破。以下是演講整理文字：
今天講的也不是純粹新時(shí)達(dá)做的事情，可能是新時(shí)達(dá)對于整個(gè)機(jī)器人人機(jī)趨勢的思考和我們的一些實(shí)踐。我們完全認(rèn)同，如何把人和機(jī)器結(jié)合起來，是我們發(fā)展的必由之路，將來整個(gè)會(huì)被完全的取代掉，完全由機(jī)器來做，這也是一種可能性，目前來說人機(jī)融合是主要的趨勢。
我題目就叫工業(yè)機(jī)器人人機(jī)融合的智能化趨勢，首先是一個(gè)大概念的事情，我們通常把這樣的事情分解出來，第一個(gè)是人，作為一個(gè)人的存在去完成一些動(dòng)作，是有一些基本的能力存在的，我們的機(jī)器人將來如何跟人盡量的去匹配，我們要研究人具備什么能力？人有絕對的柔性。第二是視覺觸覺，產(chǎn)業(yè)工人最重要的就是用眼睛，用手去完成一些事情，這個(gè)上面就是帶視覺和觸覺的功能。還有一個(gè)就是學(xué)習(xí)能力，也是新過來的工人都要進(jìn)行一些培訓(xùn)，培訓(xùn)做一些事情，人經(jīng)過培訓(xùn)容易完成這些事情。目前傳統(tǒng)的機(jī)器人，我們現(xiàn)在經(jīng)常用的這些機(jī)器人的狀態(tài)是什么樣子呢？它的速度、精度，簡單重復(fù)作業(yè)的可靠性，是超過人的能力的，但是剛才提到的觸覺和視覺的部分，還是有蠻大的差距，完成一些重復(fù)勞動(dòng)的時(shí)候還是能夠達(dá)到他的工業(yè)要求，事實(shí)上整個(gè)工業(yè)制造目前就是這個(gè)樣子，只是我們的基礎(chǔ)能力沒有完全達(dá)到，所以柔性化多品種去適應(yīng)的問題，還是體現(xiàn)在目前這個(gè)狀態(tài)下。
未來的機(jī)器人應(yīng)該跟人更接近，至少剛才提到的視覺觸覺，包括我們的一些思考，學(xué)習(xí)的能力都要納入進(jìn)來，才能完成智能機(jī)器人發(fā)展的趨勢，這是我們對這個(gè)概念的基本思考，在最前面的時(shí)候把這個(gè)概念給大家闡述一下，我相信在圈內(nèi)的這些專家們對這個(gè)點(diǎn)的充分認(rèn)識(shí)。
下面就現(xiàn)階段要解決的核心技術(shù)講述我們的一些實(shí)踐。
首先是視覺識(shí)別，這張圖里面，這是發(fā)那科做的事情，散亂的零件如何識(shí)別，如何做規(guī)劃？如何去做圖象識(shí)別的功能？邊上是新時(shí)達(dá)的機(jī)器人做一些圖形識(shí)別以后，如何讓機(jī)器人做一些規(guī)劃？你的機(jī)器視覺如何去識(shí)別出來，建立圖象模型，這是關(guān)鍵的技術(shù)，大家都在研究，甚至慢慢進(jìn)入工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用。
講到視覺識(shí)別，講的比較大，在我們行業(yè)應(yīng)用的時(shí)候做到一些事情，比如說我們講的機(jī)器視覺，講激光跟蹤的一些解決方案，在焊接里面很有意義的，比較容易理解，因?yàn)楹附映叽绲年P(guān)系，加工的精度不夠的情況下，如何把這個(gè)焊縫找出來，其實(shí)激光跟蹤是很起作用的。在起初的時(shí)候，在有干擾的情況下能夠認(rèn)出來這個(gè)焊縫，圖形識(shí)別的技術(shù)是主要的難點(diǎn)。軌跡規(guī)劃如何跟上焊縫，我們新時(shí)達(dá)在進(jìn)行焊接應(yīng)用的時(shí)候，主要是往這個(gè)方向發(fā)展的趨勢，目前做的這些激光跟蹤，是可以應(yīng)用到這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中來的。我們面對的應(yīng)用，越來越多是一些中小企業(yè)，其實(shí)他們面對的，有一些老式被改造的狀態(tài)，柔性不夠的情況下，讓這些工廠投大量資金改造他的老舊設(shè)備就變得不太現(xiàn)實(shí)，要找到一些適應(yīng)性比較簡單的，成本上能夠接受的方式，把一些由于設(shè)備問題產(chǎn)品的縫隙偏差修正出來。
剛才講的視覺識(shí)別，另外一個(gè)激光跟蹤，針對行業(yè)應(yīng)用的，我們針對行業(yè)應(yīng)用做這樣的一個(gè)事情，非常接地氣，很容易在市場上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的狀態(tài)。
另外一個(gè)就是關(guān)于力學(xué)的事情，模擬人觸覺的部分，我們做一個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候做出來子曲線，有一個(gè)曲線的要求，在打磨的時(shí)候，對力的感覺有特殊的要求，這上面有紅色曲線，是對力反饋的測試，紅色是對力的跟蹤。有了這樣一個(gè)東西以后，在未來打磨應(yīng)用里面，這樣的精度要求，對于工業(yè)偏差也可以實(shí)現(xiàn)自己的功能。
這個(gè)末端力的事情，其實(shí)另外一個(gè)部分，剛才也提到的，拖動(dòng)示教，這個(gè)圖是目前采用末端力傳感器檢測下面，做的一個(gè)拖動(dòng)示教，包括怎么做軌跡平滑等，從應(yīng)用上來講，小批量多次應(yīng)用的時(shí)候，車燈廠是五花八門的，編程難度很高，對操作員的要求也相應(yīng)提高。在整個(gè)應(yīng)用市場上，目前有能力去編程的工程師其實(shí)并不多，在一般工業(yè)領(lǐng)域比較艱難，也是客觀存在的事實(shí)，通過這樣的事實(shí)，我們想辦法簡化，使工業(yè)機(jī)器人能夠大規(guī)模的開展起來，這也是其中的一種方法。
再接下來一個(gè)部分就是離線編程，也是比較普及的一個(gè)方法，但是離線編程目前的狀態(tài)，一方面是成本的問題，另一方面它跟實(shí)際應(yīng)用要求還是比較遠(yuǎn)的，還是有一部分現(xiàn)場調(diào)整的工作。但是從未來來講，有力傳感器加離線編程，示教問題比較要解決的，大家都在做這個(gè)工作。
再往下就是更高深的事情，如何能夠更多的通過深度學(xué)習(xí)的算法，讓機(jī)器人自動(dòng)獲得這樣的學(xué)習(xí)能力，自動(dòng)獲取這樣的軌跡，使得它的運(yùn)行能夠提高效率，提高它的準(zhǔn)確率。
林林總總來講，其實(shí)這些人機(jī)協(xié)作的部分達(dá)到目前的狀態(tài)，想讓機(jī)器人完全取代人類，目前做不到，但是通過人機(jī)協(xié)作，使用機(jī)器人的簡便性大大提高，對機(jī)器人的整個(gè)應(yīng)用產(chǎn)生質(zhì)的變化。人機(jī)協(xié)同產(chǎn)生什么好處？一些基本應(yīng)用有什么好處？作為設(shè)計(jì)師必須要研究的，關(guān)于人機(jī)協(xié)同安全性的問題，按照國際安全標(biāo)準(zhǔn)對安全性已經(jīng)提出相應(yīng)的要求，但是如何實(shí)現(xiàn)方法很多，各種各樣的做法，圖上也顯示了這樣一個(gè)方法，還有視覺檢測的方法，真正做到無圍欄，多種技術(shù)結(jié)合起來，才能達(dá)到最終的安全。這個(gè)機(jī)器人，當(dāng)然最后趨勢也是這樣，輕量化、人機(jī)友好的趨勢，人本身也要有它的感知能力。
最后新時(shí)達(dá)這邊有一個(gè)關(guān)于安全感知力的做法，基本的策略有三條，第一個(gè)是末端速度。第二個(gè)末端出力的檢測?？梢钥吹绞滞葡聶C(jī)器人，可以讓它停下來。一種就是力傳感器的做法，我們目前通過編碼器做力距的檢測，這是一個(gè)結(jié)合，對于剛才通過視覺，通過其他的傳感器檢測人的位置，低速情況下人通過力檢測他的電流，來獲得最終的末端力距，也是一種方法，相對比較簡單，但是實(shí)現(xiàn)起來比較困難。對于算法，對于軌跡控制都是要求比較高一些。