在傳統(tǒng)的印象中,工業(yè)機器人一般都是外表堅硬、外形粗壯的龐然大物,它們沒有思想和感覺,因此無法和人類一起“愉快”地工作。如今伴隨著協(xié)同作業(yè)機器人的出現(xiàn),這一現(xiàn)象正在發(fā)生改變。
與機器人一起工作
在四大機器人公司之一的abb展臺,記者親身體驗了一次如何與機器人yumi協(xié)同作業(yè)。
舉個例子,讓機器人遞給你一支筆要分幾步?
答案總共分五步。首先是定位。要找到目標(biāo)的具體位置需要縮小范圍,將機械手臂定位在目標(biāo)物品(也就是筆)的上方。其次是精準(zhǔn)拾起,這一步需要機械臂接觸臺面。再次是用前端夾緊目標(biāo)物體。接著,將機器人手臂向上移動,與人保持合適距離。最后,讓機器人松開筆。
不過,如何來保證與人協(xié)作的安全性呢?
abb工程有限公司機器人部小機器人全球產(chǎn)品經(jīng)理菲利普告訴記者,“我們把機器人安置在排球中,然后觀察機器人運動時排球被彈出的距離,我們會通過特別的設(shè)計把傷害降到最低”。另外,yumi擁有一副輕量化的鎂鋁合金骨架以及被軟性材料包裹的塑料外殼,能夠很好地吸收外部的沖擊,在幾毫秒內(nèi)暫停運動以避免傷害。
菲利普提到有四個技術(shù)可以保護人的安全。比如安全制動與手動控制、要給機器安排合適的速度和區(qū)隔,運動的速度越快,就越需要人與機器人相隔較遠的距離,同時對機器人的設(shè)置要進行功率和力的控制,以及劃分人與機器的共享區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi)機器能夠感知到人并將速度和功率放緩,而在純機器工作的區(qū)域內(nèi)則可以快速進行工作。
中外差距幾何
發(fā)那科在中國地區(qū)首次發(fā)布的協(xié)作機器人cr-35ia是個“力量型”選手,其手腕部最大負(fù)載達到35kg。這款機器人綠色的罩殼可以緩和沖擊力,接觸到人時,就會立刻安全地自動停止。
kuka推出的lbriiwa機器人是一個靈敏的集合體,可以在不同區(qū)域內(nèi)進行速度和力量的切換。為了確保這種復(fù)位精度,需要馬達和減速器的密切配合滿足機器人的最佳速度和人機協(xié)作相結(jié)合。
不過,這并非外國的專長。菲利普在聊起他的中國同行時表示:“我認(rèn)為他們在市場上做得也很好,反應(yīng)速度越來越快,質(zhì)量也越來越好。”
這次,新松機器人在工博會上就首次推出了7軸的柔性多關(guān)節(jié)機器人。其展示的方法也十分特別:由武術(shù)表演家和機械舞舞者進行了太極推手和舞蹈互動。當(dāng)然,展示之外,它也滿足精密裝配、產(chǎn)品包裝、打磨、檢測、機床上下料等工業(yè)操作需要。
中科新松有限公司副總裁楊躒告訴記者,人機互動的技術(shù)難點在于“能夠遇到障礙物時及時停下來,這是以前傳統(tǒng)機器人做不到的”,還有“對環(huán)境進行感知和預(yù)判”。而這要歸功于特別的柔順力系統(tǒng),即對用力進行主導(dǎo)的控制有位置感知,能進行人機協(xié)作,一旦察覺力量變化,機器人會馬上停止工作。
目前,中國已成為全球最大、增長最快的工業(yè)機器人市場。2014年,中國市場的工業(yè)機器人銷量超過5.7萬臺,同比勁增56%,占全球銷量的25%。但從工業(yè)機器人使用密度來看,中國市場仍然擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。國際機器人聯(lián)合會數(shù)據(jù)顯示,2014年我國每萬名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的機器人數(shù)量僅有36臺,低于世界平均水平(66臺),更是遠低于自動化程度較高的韓國(478臺)、日本(314臺)和德國(292臺)。
關(guān)于機器人和人的協(xié)同,楊躒很認(rèn)同中國工程院院士蔣新松的觀點:柔性與人工智能會決定機器人發(fā)展的總趨勢,也是機器人發(fā)展的必由之路。
蔣新松被譽為“中國機器人之父”。他在1996年11月發(fā)表的論文《未來機器人技術(shù)發(fā)展方向的探討》中提到“在高級機器人的人機遙控和監(jiān)控中,人主要的工作是對機器人所處的環(huán)境進行分析及判斷,根據(jù)給定的命令,以人機交互的方式作出決策及制定機器人的行動規(guī)劃”。而在論文發(fā)表近二十年后,這些構(gòu)想終于真的要成為現(xiàn)實。