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SD920期十佳镜头: 白山羊重出江湖 老中医风骚上位

2019-07-16 18:30 来源:北青网焦点新闻

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机器人如何才能更像人?关键要有一双灵活的手

2019-07-16 10:30:00 网易科技 分享
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现代人们对食品安全及可信度的需求导致天然和环保类标签的使用不断增加。

  据Futurism报道,对于人类来说,特别是从事制造业工作的人,打个结、剥离电缆线外皮、将销子插入孔中或使用钻头工具等行为都很常见。它们看起来似乎都很简单,但同样需要使用灵活的双手和手指完成相当复杂的动作。

  尽管机器人正越来越多地参加到工厂的生产过程中,并被广泛用于从事其他类型的工作,包括服务行业和健康医疗行业,但它们的灵活敏捷程度却没给人留下深刻印象。自从50多年前,人类将机器人带到汽车工厂中,我们已经建造了许多从事焊接、喷漆以及组装零部件的机器人。今天最好的机器手甚至可拣选它们熟悉的物品,然后将它们搬到其他地方,例如从仓库储藏箱中取出产品,让后将它们放进盒子里。

  但是机器人依然无法正确定位手上的工具,比如说将十字头螺丝刀对准螺母上的凹槽,或将锤子对准钉子砸下。它们也无法同时使用双手从事复杂的工作,比如更换遥控器中的电池。与之相比,人类的双手却非常擅长做这些工作。要想机器人的手能像人类那样轻松胜任日常工作,它们需要变得更加灵活、可靠以及有力,同时也要能够进行更精确的感应,以进行更精细的移动。它们首先需要搞清楚目标,以及如何能够更好地抓握目标。对于那些能够与人类并肩协作的机器人来说,我们必须搞清楚机器人如何能够帮助我们,特别是我们觉得2只手不够用的时候。

  美国东北大学的研究团队正从事此类研究,打造类似美国宇航局(NASA)Valkyrie的类人机器人。Valkyrie的每只手拥有3根手指和1根大拇指。每个手指上都有关节状的关节,每只手都有可轻松转动的手腕。研究人员正将手臂、手腕、手指以及拇指动作整合起来,共同完成某项任务,比如以圆圈状态使用扳手以便拧紧螺丝,或将推车从1个地方推到其他地方。

  我们不需要为执行特定任务而特别设计某种机器人,而是要设计多用途机器人,或称为“通用能力机器人”,它们几乎可以执行任何任务。这类机器人成功的关键在于,它们需要拥有一双卓越的手。东北大学的研究重点是设计新型自适应机器人手,它们能够执行精密动作,还能自动抓握。当机器人能够捶打钉子、更换电池以及完成类似动作时,我们就可以打造出像人手那样灵活的机器人手。要想实现这个目标,还需要发明新的设计,以便将硬元素和软元素相结合,比如人类骨骼赋予双手抓握的力量,皮肤分散压力以确保酒杯不会碎裂等。

  现代技术进步正让开发过程变得更容易。有了3D打印技术支持,我们可以非常快速地制造出原型。我们甚至可使用低成本的一次性部件尝试不同的机制安排,比如2根或3根手指进行简单采摘任务,或利用拟人化机器人手进行更精细的操作。通过视觉和本体感受能力,这些能力已经成为人类的本能。

  而当我们能在机器人身上使用它们时,它们就能够做更多事情,比如感知抓握力道是否太大、挤压物体是否太狠等。随着电子摄像头和传感器体积越来越小,我们也可以利用新的方式将它们整合。举例来说,如果我们按下机器人手上的传感器和摄像头,它们会向机器人控制器发送反馈,以确定抓握是否安全,或某些东西是否开始滑落。将来,机器人手或许能够感受到物体的滑落方向,以便能再次抓紧目标物体。

  另一个具有里程碑意义的研究将是寻找新的方法,让机器人搞清楚其手需要实时作出哪些动作,包括时刻感受手里的情况。如果机器人手能够探测到其正抓握的物体发生的改变,或在抓握物体时对其进行操作,它们就可以帮助完成常见的手工工作,比如打结和剥电线。

  双手协作可提供更多帮助,它能显著提高效率,特别是用在制造业。能够双手操作钻头或单手传递机器零部件的机器人属于巨大进步,允许工厂自动化生产过程的更多步骤。人类还没有开发出类似系统,但在可预见的未来,研究人员、技术人员以及创新人员将竭尽全力研发类人自动机器人。但这不会减缓制造业领域正在进行的机器人革命,因为当前的生产过程还有大量自动化空间,以改善安全、速度以及质量。随着机器人变得越来越完美,它们将成为人类真正的助手。

责编:陶宗瑶(实习生)
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