一、什么是交互機器人

機器人通過計算機(ji)系(xi)統與操作員(yuan)或(huo)程序員(yuan)進行人(ren)-機(ji)對話，實(shi)現(xian)對機(ji)器(qi)人(ren)的控制與操作。雖然具有了部分處(chu)理和(he)決策功能(neng)，能(neng)夠獨立地實(shi)現(xian)一些諸如(ru)軌跡規(gui)劃(hua)、簡(jian)單的避(bi)障等功能(neng)，但(dan)是還要受(shou)到外部的控制。

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二、交互機器人如何實現

1、隔離

截至目(mu)(mu)前(qian)，工業機器(qi)人(ren)在(zai)“與人(ren)類共享(xiang)空(kong)間”方面仍談不上安全可靠——僅美國市場，每年因機器(qi)人(ren)造成的意外死亡(wang)就(jiu)(jiu)有(you)20多(duo)起——因此(ci)大多(duo)數時候(hou)，機器(qi)人(ren)活動的區域(yu)是需要用屏障圍(wei)護起來的。它(ta)們在(zai)搬運重物等單一操作上，非常高效實用。但是它(ta)們只能(neng)進行盲目(mu)(mu)且沒有(you)智慧移(yi)動，因此(ci)在(zai)過程中一旦觸碰到(dao)人(ren)，就(jiu)(jiu)很(hen)可能(neng)造成嚴重事(shi)故，甚至導致(zhi)死亡(wang)。

與早期機器(qi)人(ren)(ren)不(bu)同，“交互機器(qi)人(ren)(ren)”安裝(zhuang)有(you)(you)傳感器(qi)并(bing)具(ju)備安全特性，能(neng)有(you)(you)效地偵測周圍出(chu)現(xian)的人(ren)(ren)及作(zuo)出(chu)相應(ying)反(fan)應(ying)。這樣(yang)的設計讓人(ren)(ren)和機器(qi)人(ren)(ren)組成了(le)完(wan)美搭配：后者(zhe)(zhe)的強度和精(jing)確度配合(he)(he)前(qian)者(zhe)(zhe)的視覺、感知、思維(wei)和適(shi)應(ying)力(li)將可釋(shi)放出(chu)更(geng)高效的生產力(li)。人(ren)(ren)與機器(qi)人(ren)(ren)的組合(he)(he)至少在(zai)現(xian)在(zai)而(er)言是融洽(qia)的，因為人(ren)(ren)類具(ju)備的很(hen)多技(ji)能(neng)如今并(bing)不(bu)可以(yi)通過程序被創造出(chu)來。“有(you)(you)很(hen)多的經(jing)驗和非書本上(shang)的知識是沒有(you)(you)辦法(fa)用程序代碼(ma)表(biao)達的。譬如，一個(ge)工人(ren)(ren)可以(yi)察覺得到(dao)某些狀況不(bu)對，或者(zhe)(zhe)電(dian)鉆的震動不(bu)合(he)(he)往常，或者(zhe)(zhe)某個(ge)材(cai)料太硬。想要通過文檔的形式把這些記錄下(xia)來，將很(hen)難做到(dao)。

2、避免受傷

在利用“交互機器人”方面走得比較靠前的是BMW。2013年，BMW為旗下位于美國南加州的(de)(de)(de)工廠安(an)(an)裝(zhuang)了由丹麥 UniversalRobots公司設計生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)。該(gai)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)可(ke)以在工人(ren)(ren)(ren)手(shou)握(wo)車門組(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)(de)情況下，通過噴射(she)膠(jiao)水(shui)以幫助(zhu)完成汽車車門的(de)(de)(de)隔離(li)和水(shui)封操(cao)作(zuo)(zuo)。沒有這(zhe)些(xie)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)，傳(chuan)統的(de)(de)(de)手(shou)工操(cao)作(zuo)(zuo)將十分費力，并且(qie)還可(ke)能會(hui)導致(zhi)手(shou)腕職業傷。“我們(men)感興趣的(de)(de)(de)是人(ren)(ren)(ren)體工學和安(an)(an)全性(xing)。機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)可(ke)以生(sheng)產(chan)線上進行推(tui)拉這(zhe)樣重復性(xing)的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)而不(bu)受到傷害。”BMW組(zu)(zu)裝(zhuang)和物(wu)流部門負責人(ren)(ren)(ren)RichMorris表示，“這(zhe)些(xie)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)與(yu)工人(ren)(ren)(ren)協同工作(zuo)(zuo)，工人(ren)(ren)(ren)們(men)都(dou)愛死它了。”但(dan)是當一個工人(ren)(ren)(ren)距離(li)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)太(tai)近了會(hui)怎樣？“機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)首先會(hui)警告(gao)說你靠得太(tai)近。”Morris表示，“然(ran)后它會(hui)停止當前操(cao)作(zuo)(zuo)。”

今年(nian)，機器(qi)人(ren)又被應用到了另一人(ren)體工程(cheng)學(xue)繁重(zhong)的任務(wu)上：向(xiang)車底盤的孔內插(cha)入硬橡膠。“很多工人(ren)在做這件(jian)事時導致大拇指(zhi)受傷。”Morris解釋道。起初，BMW通過3D打(da)印開發了保護骨(gu)骼(ge)來支撐手(shou)指(zhi)，但如今擁有“超級拇指(zhi)”的協作機器(qi)人(ren)已經(jing)完全接管了這項(xiang)任務(wu)。

3、通過示范來學習

最高級(ji)的(de)(de)交互(hu)機器(qi)人(ren)(ren)(ren)在功(gong)能上是靈(ling)活的(de)(de)，因此同一(yi)款機器(qi)人(ren)(ren)(ren)型號可(ke)以(yi)輕松的(de)(de)跟進任(ren)(ren)(ren)務(wu)的(de)(de)不同而重(zhong)新切換模式，如排列任(ren)(ren)(ren)務(wu)、裝卸貨任(ren)(ren)(ren)務(wu)以(yi)及處(chu)理原(yuan)材料任(ren)(ren)(ren)務(wu)等模式。RethinkRoboTIcs設計的(de)(de)Baxter機器(qi)人(ren)(ren)(ren)擁有兩只機械臂和一(yi)個動態表情面部(屏幕)。該機器(qi)人(ren)(ren)(ren)可(ke)以(yi)通過被示范訓練(lian)來學習執行各(ge)類任(ren)(ren)(ren)務(wu)：人(ren)(ren)(ren)類可(ke)以(yi)控制機器(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)手(shou)臂，并指(zhi)定(ding)一(yi)系列動作，機器(qi)人(ren)(ren)(ren)會記住并重(zhong)復，從而達(da)到示范學習的(de)(de)目的(de)(de)。而頭部的(de)(de)屏幕則會通過表情提示告知周圍的(de)(de)人(ren)(ren)(ren)當前正(zheng)在執行的(de)(de)任(ren)(ren)(ren)務(wu)，或者正(zheng)遭遇的(de)(de)問題。

首個脫(tuo)離實(shi)驗室并(bing)投入(ru)實(shi)際(ji)使用的(de)(de)Baxter，是2015年2月(yue)由澳(ao)大利亞糖果巨頭(tou)Haigh“sChocolates引進的(de)(de)巧克(ke)力挑揀機(ji)器(qi)人(ren)。該機(ji)器(qi)人(ren)與其他工(gong)廠工(gong)人(ren)協(xie)同工(gong)作，全程無保護無隔(ge)離。

4、靈活性和精度

交互機器人下一個(ge)主(zhu)要適(shi)用領(ling)域(yu)是消費者電子(zi)品的組(zu)裝生產，該(gai)行業目前主(zhu)要依賴人(ren)力。總部在瑞士蘇黎世(shi)的abb公司(si)推出(chu)了名(ming)為(wei)YuMi的機(ji)器人(ren)，該(gai)機(ji)器人(ren)配(pei)有大量傳感器，可以精準地將線穿過縫衣針。YuMi的小(xiao)尺寸(cun)和移動(dong)范(fan)圍等(deng)特點(dian)讓其成為(wei)了小(xiao)型組(zu)裝生產線的完美搭配(pei)，譬(pi)如智能手機(ji)、筆(bi)記本電腦(nao)和平板電腦(nao)等(deng)。“這些特點(dian)對于在工廠中(zhong)最大化利用空間，以及在小(xiao)型工作室中(zhong)安裝機(ji)器人(ren)是至關重要的。”ABB營銷部門主(zhu)管StevenWyatt表示。

一(yi)旦交互機器人在(zai)工(gong)(gong)業(ye)界廣泛裝配并完成(cheng)測試，它(ta)們就(jiu)有可能會(hui)立即出(chu)現在(zai)家(jia)(jia)庭市場上，當然這其中(zhong)也有不(bu)(bu)少特(te)別的挑戰(zhan)。“在(zai)工(gong)(gong)業(ye)環(huan)境中(zhong)，會(hui)出(chu)現的人類通常(chang)都(dou)是(shi)18歲以(yi)上的成(cheng)年人，足夠理解工(gong)(gong)作環(huan)境中(zhong)穿戴護目鏡和硬皮(pi)鞋的重要性(xing)。但是(shi)在(zai)家(jia)(jia)庭環(huan)境下，一(yi)切都(dou)會(hui)變得(de)不(bu)(bu)同，譬如(ru)寵(chong)物和小孩會(hui)在(zai)地上滾爬等。”Saenz指出(chu)，“不(bu)(bu)過家(jia)(jia)庭市場卻是(shi)一(yi)個更(geng)大的市場。”