一、什么是交互機器人

機器人通過計(ji)算機(ji)系統與操(cao)(cao)作(zuo)員或程序員進行人-機(ji)對(dui)話，實(shi)現(xian)對(dui)機(ji)器人的控制與操(cao)(cao)作(zuo)。雖然具(ju)有了部分處理和(he)決策功能(neng)，能(neng)夠獨立地實(shi)現(xian)一些諸如軌(gui)跡(ji)規劃、簡單的避障(zhang)等功能(neng)，但是還(huan)要受到外(wai)部的控制。

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二、交互機器人如何實現

1、隔離

截至(zhi)目前(qian)，工業機器人(ren)在(zai)“與人(ren)類共享空間”方面仍談不上安全可靠(kao)——僅(jin)美(mei)國市場(chang)，每年因(yin)(yin)機器人(ren)造(zao)成的意外死亡就有20多起——因(yin)(yin)此大(da)多數(shu)時候(hou)，機器人(ren)活動的區域是需要(yao)用屏障圍護起來的。它們在(zai)搬運(yun)重物等單(dan)一操作上，非常高效實(shi)用。但(dan)是它們只能(neng)進行盲目且沒(mei)有智慧移動，因(yin)(yin)此在(zai)過程中一旦觸(chu)碰到人(ren)，就很可能(neng)造(zao)成嚴重事故，甚至(zhi)導致死亡。

與早期(qi)機器人(ren)不同(tong)，“交互機器人(ren)”安裝有(you)傳感器并具(ju)(ju)備安全特性，能(neng)有(you)效地偵(zhen)測周圍出(chu)(chu)現(xian)的(de)(de)人(ren)及作出(chu)(chu)相應(ying)反應(ying)。這樣的(de)(de)設計讓人(ren)和機器人(ren)組成了完美搭配：后(hou)者的(de)(de)強度(du)和精(jing)確(que)度(du)配合前者的(de)(de)視覺、感知、思維和適應(ying)力將(jiang)可釋放出(chu)(chu)更高效的(de)(de)生產力。人(ren)與機器人(ren)的(de)(de)組合至少在現(xian)在而言(yan)是(shi)(shi)融洽的(de)(de)，因(yin)為人(ren)類具(ju)(ju)備的(de)(de)很(hen)(hen)多(duo)技能(neng)如(ru)今并不可以通過程序(xu)被(bei)創造(zao)出(chu)(chu)來。“有(you)很(hen)(hen)多(duo)的(de)(de)經(jing)驗和非書本上的(de)(de)知識是(shi)(shi)沒有(you)辦法用程序(xu)代碼表達的(de)(de)。譬(pi)如(ru)，一(yi)個(ge)工人(ren)可以察覺得到某(mou)(mou)些狀況不對，或(huo)者電鉆的(de)(de)震動不合往常，或(huo)者某(mou)(mou)個(ge)材料太硬。想(xiang)要通過文檔的(de)(de)形式把這些記錄(lu)下來，將(jiang)很(hen)(hen)難做到。

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(jia)州的(de)工(gong)(gong)(gong)廠安(an)裝了由丹(dan)麥 UniversalRobots公(gong)司設計(ji)生(sheng)產(chan)的(de)機器人(ren)(ren)(ren)。該機器人(ren)(ren)(ren)可(ke)以在(zai)工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)手握車門組(zu)件的(de)情(qing)況下，通過噴射膠水以幫助完成汽車車門的(de)隔離和水封操(cao)作(zuo)。沒有這(zhe)些機器人(ren)(ren)(ren)，傳統的(de)手工(gong)(gong)(gong)操(cao)作(zuo)將十分費力，并(bing)且(qie)還可(ke)能會導致手腕(wan)職業傷。“我們感興(xing)趣的(de)是人(ren)(ren)(ren)體工(gong)(gong)(gong)學和安(an)全性(xing)。機器人(ren)(ren)(ren)可(ke)以生(sheng)產(chan)線(xian)上進(jin)行推拉這(zhe)樣重復性(xing)的(de)操(cao)作(zuo)而不受(shou)到傷害。”BMW組(zu)裝和物流(liu)部門負責(ze)人(ren)(ren)(ren)RichMorris表示，“這(zhe)些機器人(ren)(ren)(ren)與工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)協同工(gong)(gong)(gong)作(zuo)，工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)們都愛死它(ta)了。”但是當(dang)一(yi)個工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)距離機器人(ren)(ren)(ren)太(tai)近(jin)了會怎(zen)樣？“機器人(ren)(ren)(ren)首先(xian)會警告說你靠(kao)得太(tai)近(jin)。”Morris表示，“然后它(ta)會停止(zhi)當(dang)前(qian)操(cao)作(zuo)。”

今年，機器人(ren)又(you)被(bei)應用到了(le)另(ling)一人(ren)體工程學繁重的任務(wu)上：向車底盤的孔內插入硬橡(xiang)膠。“很多工人(ren)在做這件(jian)事時導致大拇(mu)指(zhi)受傷。”Morris解(jie)釋道。起初，BMW通過(guo)3D打印開發了(le)保護骨骼來支(zhi)撐手指(zhi)，但如今擁有(you)“超級拇(mu)指(zhi)”的協作機器人(ren)已經完全接管了(le)這項任務(wu)。

3、通過示范來學習

最高級的(de)交互機(ji)(ji)器(qi)人(ren)在功能上是(shi)靈活的(de)，因此同一(yi)(yi)款機(ji)(ji)器(qi)人(ren)型號可(ke)以(yi)(yi)輕松的(de)跟(gen)進任(ren)務(wu)的(de)不同而(er)重新切換模(mo)式，如(ru)排列任(ren)務(wu)、裝卸貨任(ren)務(wu)以(yi)(yi)及處理原(yuan)材料(liao)任(ren)務(wu)等模(mo)式。RethinkRoboTIcs設計(ji)的(de)Baxter機(ji)(ji)器(qi)人(ren)擁有兩只機(ji)(ji)械臂和一(yi)(yi)個動態表(biao)情面部(屏幕)。該(gai)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)可(ke)以(yi)(yi)通過被示范(fan)訓練(lian)來(lai)學習執行(xing)各類(lei)(lei)任(ren)務(wu)：人(ren)類(lei)(lei)可(ke)以(yi)(yi)控制機(ji)(ji)器(qi)人(ren)的(de)手臂，并指定一(yi)(yi)系(xi)列動作(zuo)，機(ji)(ji)器(qi)人(ren)會(hui)記住并重復，從而(er)達到示范(fan)學習的(de)目的(de)。而(er)頭(tou)部的(de)屏幕則會(hui)通過表(biao)情提示告(gao)知周圍的(de)人(ren)當前正在執行(xing)的(de)任(ren)務(wu)，或者正遭(zao)遇(yu)的(de)問題(ti)。

首個脫離實(shi)驗室(shi)并投(tou)入實(shi)際使用的Baxter，是2015年2月(yue)由澳大(da)利亞糖果(guo)巨頭Haigh“sChocolates引進的巧克力挑揀機器人。該機器人與其(qi)他工廠工人協同工作，全程(cheng)無保護無隔離。

4、靈活性和精度

交互機器人下一個主(zhu)要(yao)適用領域是消費者電(dian)子品的(de)組裝(zhuang)生產，該行業目前(qian)主(zhu)要(yao)依賴人(ren)力(li)。總(zong)部在(zai)(zai)瑞士蘇黎世的(de)abb公(gong)司推出了名為(wei)YuMi的(de)機(ji)器人(ren)，該機(ji)器人(ren)配有(you)大量(liang)傳感器，可(ke)以精準(zhun)地將線(xian)穿(chuan)過縫(feng)衣(yi)針(zhen)。YuMi的(de)小尺寸和移動(dong)范圍等特點讓其成為(wei)了小型組裝(zhuang)生產線(xian)的(de)完美搭配，譬如智能手機(ji)、筆記本電(dian)腦和平板電(dian)腦等。“這些特點對于在(zai)(zai)工廠(chang)中最大化利用空間(jian)，以及(ji)在(zai)(zai)小型工作室中安裝(zhuang)機(ji)器人(ren)是至關(guan)重要(yao)的(de)。”ABB營銷(xiao)部門主(zhu)管StevenWyatt表示。

一旦交互(hu)機器人(ren)(ren)在(zai)工業界(jie)廣泛(fan)裝(zhuang)配并完成測試(shi)，它(ta)們就有可能會(hui)立即出現在(zai)家(jia)庭市場上(shang)，當然這(zhe)其中(zhong)也有不少特(te)別(bie)的(de)(de)挑(tiao)戰(zhan)。“在(zai)工業環境(jing)中(zhong)，會(hui)出現的(de)(de)人(ren)(ren)類通常都(dou)是(shi)18歲以(yi)上(shang)的(de)(de)成年人(ren)(ren)，足夠理(li)解工作環境(jing)中(zhong)穿戴(dai)護目鏡(jing)和硬皮(pi)鞋(xie)的(de)(de)重要性。但是(shi)在(zai)家(jia)庭環境(jing)下(xia)，一切都(dou)會(hui)變得不同，譬如(ru)寵物和小孩會(hui)在(zai)地上(shang)滾(gun)爬等。”Saenz指出，“不過家(jia)庭市場卻(que)是(shi)一個更大的(de)(de)市場。”