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工作场所的未来机器人:人手更适合手工劳动工作吗?

2019-06-27 网站地图 :183รอง

对于人类 - 特别是那些在制造业工作的人 - 来说,打结,从电缆上剥离外壳,将针插入孔中或使用诸如钻头之类的手工工具是很常见的。 它们看似简单的任务,但实际上非常复杂,涉及 。

虽然机器人越来越多地参与工厂工作和各种其他类型的工作 - 包括服务业和医疗保健 - 但他们的灵活性并不那么令人印象深刻。 自人们首次将它们带到 ,我们已经建立了可以很好地焊接,涂装和组装零件的机器人。 今天最好的机器人手可以拾取熟悉的物体并将它们移动到其他地方 - 例如从仓库中取出产品并将它们放入盒子中。

但是机器人不能正确地定位手动工具 - 比如,将螺丝刀上的凹槽与菲利普斯螺丝刀对齐,或者用锤子钉在钉子上。 他们绝对不能以详细的方式将两只手放在一起,比如更换遥控器中的电池。

人类的双手在完成这些任务方面非常出色。 甚至接近可以与我们的双手轻松相媲美的东西,机器人手需要更好的敏捷性,可靠性和力量 - 他们需要能够更准确地感知并且比现在更精细地移动,以弄清楚他们是什么重新握住以及如何抓握它最好。 为了使 ,我们必须弄清楚如何制造机器人,当我们自己的两个还不够时,它们可以让 。

我在东北大学的研究小组正在努力做到这一点,特别是像这样人形机器人,每只手上都有三个手指和一个拇指。 每个手指都有关节状关节,每只手都有一个可以轻松旋转的手腕。 我们正致力于创造动作 - 手臂,手腕,手指和拇指动作的组合,共同完成任务,例如将扳手旋转成圆形以拧紧螺栓,或将推车从一个地方拉到另一个地方。

手的重要性

我们需要设计多用途机器人,甚至是可能被称为“通用”的有能力的机器,而不是让每个机器人成为针对特定任务量身定制的定制机器 - 几乎适用于任何任务。 这些类型的机器人成功的关键之一将是出色的手。

我们的工作重点是设计一种新的适应性机器人手,能够进行精确的精细运动和自主抓取。 当机器人能够锤击钉子,更换电池并进行其他类似的动作 - 对人类来说基本但对于机器人来说非常复杂 - 我们将在机器人手中走向人类灵巧的道路。

实现这一目标还包括发明包含硬质和软质元素的新设计 - 人体骨骼为握力提供力量的方式,皮肤分散压力,使酒杯不会破碎。

更快的开发和测试

现代技术改进使开发过程更容易。 通过3D打印,我们可以非常快速地制作原型。 我们甚至可以制造低成本的一次性部件来尝试不同的机构布置,例如用于简单任务的双指或三指夹具或用于更精细操作的拟人机器人指针。

随着电子相机和传感器变得越来越小,我们能够以新的方式将它们整合在一起。 例如,如果我们将压力传感器和摄像头放在机器人手中,他们可以在握把固定或者某些东西开始滑动时向机器人控制器(无论是人还是自动)提供反馈。 有一天,他们可能能够感知到滑动物体的移动方向,因此机器人可以抓住它。

这些能力已经成为人类通过视觉和本体感受的第二天性(能够感知身体部位的相对位置而无需观察或思考它)。 一旦我们能够在机器人中实现它们,他们就能够做一些事情,例如检测抓握是否过于强大并且过于挤压物体。

规划协调运动

另一个里程碑是开发机器人的方法,以确定他们需要实时制作的动作,包括感知每个时刻他们手中正在发生的事情。 如果机器人手可以检测到它正在处理的物体的变化,或者在握住它们的同时操纵物品,它们可以帮助完成诸如打结和剥线等常见的手动任务。

尽管它可以提供显着的推动力,特别是对于制造业而言,将双手合作进一步发展。 一个可以用双手操作钻头或将机器零件从一只手传递到另一只手的机器人将是一项重大改进,使工厂能够在其工艺中自动化更多步骤。

我们人类尚未开发出这些系统。 在可预见的未来,实现类似人类的自主机器人灵活性将使机器人研究人员,技术人员和创新者保持忙碌。 它不会减缓制造业中正在进行的机器人革命,因为当前的流程仍然有很大的自动化空间来提高安全性,速度和质量。 但是,随着我们让机器人变得更好,他们将能够帮助我们。

电气与计算机工程系

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(责任编辑:卫斯理)
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