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怎样才算自适应机械臂?
发布者:admin 发布时间:2019/4/28 18:38   点击:55

随着技术的发展,新一代的机械臂势必要跳出“协作”的框架,而真正从本源上去改进传统机械臂的不足:它需要能够在不牺牲性能的前提下具备本质的安全性; 能够像一个学徒一样迅速理解并独立完成一项新的任务;能够完成那些传统机械臂不可能做好、但如今因为人工的紧缺或者工作环境的恶劣而急需被自动化的工作。 一个能达到这些要求的机械臂,需要的不仅仅是与人协作的能力,更是自身对复杂环境与复杂任务的适应能力。 因此,我们将新一代的机械臂定义为“自适应机器人”(Adaptive Robot)。 自适应是一个比较抽象的词,但也没有一个词能比它更准确地描述新一代机器人所具备的特性了。 传统的机械臂几乎没有“适应性”可言——它们在工作时依赖于许多假设的成立,比如工件总是会在某个特定位置摆成某个姿势、 机械臂工作时周围绝对不会有任何人任何东西来打扰它;即使加上了工业视觉,机械臂对工业视觉的精度要求也非常高, 所以对每一条产线每一个工件,工业相机的标定、环境光的设置、视觉算法等都需要繁复的调整;即使加入了碰撞检测, 机械臂也只是在检测到碰撞的时候停止一切运动,而不可能继续完成手头的工作。对种种假设的依赖决定了现有的机械臂每在一个产线实现一个应用都需要专门的人员花费大量的精力和金钱来部署。 针对这种种让人觉得机械臂依然“很蠢”的不便之处,我们认为自适应机器人需要满足以下三个特性: 适应操作对象位置的不确定性(Tolerance for position variation) 适应复杂外部环境的干扰(Great disturbance rejection) 适应类似任务的快速迁移(Transferrable intelligence) 适应操作对象位置的不确定性 与传统机械臂不同,我们人类的手臂在“定位”这件事上是很弱的。如果闭上眼睛、只依靠所谓的“本体知觉”(即肌肉和关节的感觉), 研究表明人手的定位误差能有5厘米之多。然而即使闭着眼睛,大部分人都能够轻松把钥匙插进门锁孔里,这显然不是靠“定位”做到的。 并且,大部分人洗碗刷锅也不需要眼睛死死盯着锅碗瓢盆;不管它们在水池里是怎样的姿态,人手都可以依着它们的形状在正确的方向施力、把每一个角落都洗干净。 一个自适应的机械臂需要具备类似人手在完成这些工作时的能力。即使工件的位置信息不够精确、或者因为某种原因在加工时产生了位移和姿态的改变, 机械臂都能够通过与物体接触得到的信息及时调整末端操作器的位置和对外界施力的大小方向。

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