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機器人

觀點 | 安全性應是人機協(xié)作技術創(chuàng)新的根柢

2025China.cn   2019年09月03日

  工業(yè)4.0時代大勢夾泥帶沙,奔流到海。身處其間的工業(yè)制造企業(yè),不論何種規(guī)模,都在積極應對,努力擁抱,利用信息化技術促進生產(chǎn)變革,自動化水平也隨之得到普遍提升。站在這個時代前列的有識企業(yè),看到了一個更為強調(diào)人機協(xié)作的互聯(lián)作業(yè)時代的來臨。

  丹麥發(fā)展最快的機器人制造商及移動機器人全球市場領導者——Mobile Industrial Robots(以下簡稱:MiR)認為,在此產(chǎn)業(yè)大勢之下,專為人機協(xié)同工作而設計的協(xié)作機器人將收割新的發(fā)展機遇的同時,也面臨著更艱巨的技術挑戰(zhàn)。而協(xié)作機器人能否借助這個風口扶搖直上,關鍵的前提還是——可靠的安全性。

  雖然移動機器人是協(xié)作機器人大類下的一個分支,但由于近幾年的快速崛起而深受行業(yè)關注。從2013年成立起就扎根研究行業(yè),并以高安全性著稱的MiR,近期發(fā)布了移動機器人行業(yè)人工智能(AI)白皮書,指出技術創(chuàng)新應始終著眼于一個核心訴求——對安全性的把握,這也是協(xié)作機器人發(fā)展、崛起并被普遍接納、廣泛運用的前提,而人工智能技術創(chuàng)新應優(yōu)先為協(xié)作機器人的安全性所服務。

  更高層次的安全要求——具備安全判斷能力

  隨著協(xié)作機器人行業(yè)的深化發(fā)展,機器人為制造企業(yè)的自動化生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)轉型升級立下了汗馬功勞,現(xiàn)在該類別的機器人已經(jīng)基于使用傳感器和算法來安全地導航甚至動態(tài)環(huán)境,和與人建立協(xié)同工作的關系,以更為高效的方式完成重復性、易造成受傷的物料運輸,創(chuàng)造安全、高效的工作環(huán)境。

  這份白皮書同時點出了目前行業(yè)發(fā)展的普遍桎梏,雖然這些機器人已具備較強的安全可操作性,能夠滿足常規(guī)內(nèi)部物流運輸工作,但若是將它們置于工業(yè)5.0時代所要求的人機協(xié)作和互動的場景之中,顯然還存在著不少亟待解決的方面,最為關鍵的是無法將這種感官輸入應用于高級決策。

  移動機器人下一步發(fā)展方向是增加人工智能(AI),以提高智能移動機器人安全判斷能力。MiR在這份白皮書中解釋到,目前人工智能主要應用在機器學習模塊下的深度學習、監(jiān)督,以及視覺模塊下的圖像識別。未來隨著人工智能技術發(fā)展將使這些機器人變得更為安全、高效,增加機器人可以執(zhí)行的任務范圍,并加強對所工作環(huán)境的適應性。

  安全避障功能的顯著提升

  如今,移動機器人使用傳感器和軟件來接受控制,這主要是用于定義機器人應該在哪里和如何移動;以及進行感知,允許機器人理解和對周圍環(huán)境做出迅速反應。數(shù)據(jù)主要來自于集成的激光掃描儀、3D相機、加速度計、陀螺儀、車輪編碼器等,以便為每種情況做出最有效的決策。這些機器人能夠使用最有效的路線進行動態(tài)導航,具有環(huán)境意識,從而能夠避開障礙物或行進中的人,并在需要時自動充電。

  然而,在沒有人工智能的情況下,機器人對所有障礙物的反應都是一樣的,沒有分別心,不會就具體工作情況和障礙物加以區(qū)分和分析,從而做出有針對性的判斷。機器人會減速并試圖在人或物體周圍導航,如果沒有安全的方式繞過障礙物,機器人則會選擇停車或倒車。

  在人工智能技術的幫助下,MiR機器人將可以有效和適當?shù)貙Σ煌愋偷恼系K作出反應,從而提高導航和效率。例如,如果它們面對另一個制造商的移動機器人,他們可以預測車輛的運動并進行適當?shù)恼{(diào)整;當遇到一個新的未知物體時,機器人可以保持謹慎和觀察,收集數(shù)據(jù),以便為隨后的交互計算出可能的最佳行為。

  同樣地,在復雜、高度動態(tài)的環(huán)境中,例如自動導引運輸車(AGV)不能偏離其固定路徑,或人類驅(qū)動叉車或其他不可預測的車輛,機器人的操作能力可能會受到限制,AGV的安全機制通常僅限于遇到障礙物時強制停止。MiR機器人可以識別出AGV并意識到其局限性,因此,他們可以自動在安全位置等待,直到AGV通過,并在安全的情況下恢復它們的任務,而不是停止并要求操作員予以人工干預。

  基于高安全性的人機協(xié)作及為人賦能

  協(xié)作機器人的設計初衷是執(zhí)行高強度、高危等作業(yè)任務,并非為了取代人力,相反,它們幫助產(chǎn)線員工在更為復雜的項目中充分發(fā)揮自身的技能與創(chuàng)造力。

  例如,當機器人接手瑣碎的組裝任務時,員工就可以從事那些需要人類智慧才能完成的更為精細的任務;在機器人安全、高效地承擔其簡單機械的任務之后,員工可以專注于控制更多的機器,并在整個車間內(nèi)進行更為多樣化的作業(yè);通過學習操作機器人,承擔更多的職責,員工將為制造企業(yè)創(chuàng)造價值的同時,自身也會在更高層次的工種上有新的收獲。

  上述都是由人工智能驅(qū)動的新型協(xié)作機器人的工作圖景,回到我們最初談論的,無論技術創(chuàng)新如何演變,安全性是協(xié)作機器人的發(fā)展初心,也是立身之本。

  縱觀行業(yè),MiR的安全性不可比擬,MIR自主移動機器人采用的是行業(yè)最高、最嚴格的安全標準,這確保它能在變化的、動態(tài)的環(huán)境中導航,并與人類安全協(xié)作。配備的是安全激光掃描儀、安全可編程邏輯控制器和安全繼電器,將數(shù)據(jù)輸入MiR的規(guī)劃算法,可以識別出高達50英尺的障礙物,并計劃繞過它們,或者安全停車,以免撞到或傷害人。這已在全球汽車、電子產(chǎn)品、第三方物流、醫(yī)院等領域的實際應用中得到充分的驗證和認可。

  在即將到來的2019年中國國際工業(yè)博覽會(CIIF,簡稱:工博會),MiR自主機器人將再度亮相,借此契機向中國市場介紹其在人工智能技術上的最新探索,分享其對建基于高安全性的人機協(xié)作解決方案與洞見。同時,MiR將在華首次公開展示配置業(yè)界首款基于人工智能導航技術的MiR1000機器人,這款今年4月發(fā)布的最高負載1噸的MiR移動機器人家族新成員將與旗下其他機器人產(chǎn)品一同為參觀者帶來震撼體驗;MiR展臺也是業(yè)內(nèi)唯一一個全開放式展臺,在過往參觀期間都引來眾多觀眾駐足與流連,這一次與MiR機器人近距離接觸同樣值得期待。

  2019年工博會將于2019年9月17日至21日在國家會展中心(上海)舉辦,歡迎蒞臨MiR自主移動機器人8.1號館A001展臺,了解MiR移動機器人及其最新應用。

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