機器人使用3D相機，抓手和力傳感器構(gòu)建宜家家具
對于工人來說，組裝家具是一件極其簡單的工作，但如何讓機器人來組裝家具那就是一件比較復(fù)雜的事了。 經(jīng)過三年的研究，來自南洋理工大學(xué)的機械和航空航天工程學(xué)院已經(jīng)開發(fā)出一種自動化家具組裝機器人，該機器人由兩個機械臂和夾具以及一個3D攝像頭組成。上個月，由FranciscoSuárez-Ruiz博士，大學(xué)校友Xian Zhou和助理教授Quang-Cuong Pham組成的NTU團隊在科學(xué)機器人雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于他們的機器人結(jié)果的論文，標題為“機器人如何制造宜家椅子？“這些研究得到了新加坡教育部、新加坡 麻省理工學(xué)院研究與技術(shù)聯(lián)盟（SMART）以及南洋理工大學(xué)（NTU）創(chuàng)新和企業(yè)部門NTUitive的資助。
“對于一個機器人來說，把這樣精確的宜家椅子放在一起看起來更復(fù)雜。裝配的工作可能是人類自然產(chǎn)生的，必須分解成不同的步驟，例如確定不同的椅子部件的位置，抓住零件所需的力，以及確保機器人臂不會碰撞到每個部件其他。通過相當大的工程努力，我們開發(fā)了算法，使機器人能夠采取必要的步驟自行組裝椅子，“Pham教授解釋說。“我們希望將更多的人工智能集成到這種方法中，使機器人更具自主性，以便通過人類演示或閱讀說明手冊，甚至從組裝產(chǎn)品的圖像中了解組裝椅子的不同步驟。”
在短短8分55秒的時間內(nèi)，這款機器人就由現(xiàn)成的零件制成，能夠組裝一把宜家經(jīng)典的Stefan椅子，由松木制成包括找到所有部件并獨立計劃其運動路徑。那么南大團隊是如何設(shè)法建立一個能夠完成任務(wù)的機器人？機器人專門設(shè)計用來模擬人們用來放置物體的“硬件”，手臂是工業(yè)的六軸運動機器人，兩個平行的抓手用于拾取物體，兩個手腕用力傳感器，因此機器人知道它抓住的東西有多強，并推動它與另一個物體接觸。眼睛是一個詳細的3D相機。
[照片：約翰尼瓊斯，Alamy，通過紐約人]
首先，機器人將部件的3D照片展開，以便快速處理他們在地面上估計位置的可靠地圖。根據(jù)NTU的說法，這有助于復(fù)制“人類解放后的混亂環(huán)境，并準備將自己制作的座椅放在一起”。來自三個開源庫的編碼算法，由團隊設(shè)計，幫助機器人用“雙手”計劃一個快速，無碰撞的運動，這個“雙手”也集成了觸覺和視覺感知。機器人手臂用于抓取碎片和執(zhí)行簡單任務(wù)的力量，如插入那些小木塞，必須加以調(diào)整。正如Pham教授所解釋的那樣，這很難做到，因為工業(yè)機器人在精確定位上比在力量調(diào)節(jié)方面更好。
Pham教授表示，直到目前為止，靈巧操縱的自主演示只能用于更多“基本任務(wù)”。“一個原因可能是人類環(huán)境中復(fù)雜的操作任務(wù)需要許多不同的技能，”Pham教授解釋說。 “這包括能夠繪制物品的確切位置，規(guī)劃無碰撞的運動路徑，并控制所需的力量。在這些技能之上，你必須能夠管理他們之間復(fù)雜的相互作用。“
現(xiàn)在他們已經(jīng)達到了展示機器人建立宜家椅子能力的目標，該團隊正在與各家公司合作，將這種類型的操作應(yīng)用于多個行業(yè)。例如，他們目前正在為機器人準備用于玻璃粘接的工作，這在汽車應(yīng)用中很有用。
中國3D打印網(wǎng)譯自：3dprint.com
(責(zé)任編輯：admin)
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