一、什么是交互機器人

機器人通(tong)過(guo)計算機(ji)系(xi)統(tong)與操作員或程序員進行人(ren)(ren)-機(ji)對(dui)話，實現對(dui)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)的(de)控(kong)制與操作。雖然(ran)具有了部(bu)分處(chu)理(li)和決策功(gong)能，能夠(gou)獨立地實現一些諸如軌跡規(gui)劃、簡單的(de)避障(zhang)等功(gong)能，但是還要受(shou)到外部(bu)的(de)控(kong)制。

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二、交互機器人如何實現

1、隔離

截(jie)至目(mu)前，工業機器人(ren)在(zai)“與人(ren)類共享空間(jian)”方面仍(reng)談不上(shang)安(an)全可(ke)靠(kao)——僅美國市場，每年因(yin)機器人(ren)造成(cheng)的(de)(de)意(yi)外死(si)亡就(jiu)有20多(duo)起——因(yin)此大多(duo)數(shu)時候，機器人(ren)活動(dong)的(de)(de)區域是需(xu)要用屏障(zhang)圍(wei)護起來的(de)(de)。它們在(zai)搬運(yun)重物(wu)等單一操作(zuo)上(shang)，非常(chang)高(gao)效實(shi)用。但(dan)是它們只能進行盲(mang)目(mu)且沒(mei)有智慧移動(dong)，因(yin)此在(zai)過程中一旦觸碰到人(ren)，就(jiu)很(hen)可(ke)能造成(cheng)嚴重事故，甚至導致死(si)亡。

與(yu)(yu)早期機(ji)器人(ren)(ren)不同，“交互機(ji)器人(ren)(ren)”安裝有(you)傳感器并(bing)具備(bei)安全(quan)特性(xing)，能有(you)效地偵(zhen)測周圍(wei)出現(xian)(xian)的(de)(de)(de)人(ren)(ren)及作出相(xiang)應反應。這(zhe)樣的(de)(de)(de)設計讓人(ren)(ren)和機(ji)器人(ren)(ren)組(zu)成了完美搭配：后者(zhe)的(de)(de)(de)強度(du)和精確度(du)配合(he)前者(zhe)的(de)(de)(de)視覺、感知、思維和適應力(li)將(jiang)可釋放(fang)出更高效的(de)(de)(de)生產力(li)。人(ren)(ren)與(yu)(yu)機(ji)器人(ren)(ren)的(de)(de)(de)組(zu)合(he)至少在現(xian)(xian)在而(er)言是融(rong)洽的(de)(de)(de)，因為人(ren)(ren)類具備(bei)的(de)(de)(de)很(hen)多(duo)技能如今并(bing)不可以(yi)通(tong)過程序被創造出來。“有(you)很(hen)多(duo)的(de)(de)(de)經驗(yan)和非書本上的(de)(de)(de)知識是沒有(you)辦(ban)法用程序代碼表達的(de)(de)(de)。譬如，一個工(gong)人(ren)(ren)可以(yi)察覺得到(dao)某些狀(zhuang)況(kuang)不對，或(huo)者(zhe)電鉆的(de)(de)(de)震動不合(he)往常，或(huo)者(zhe)某個材料太硬。想要通(tong)過文檔的(de)(de)(de)形式(shi)把這(zhe)些記錄下來，將(jiang)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(zhou)的(de)(de)(de)工廠安(an)裝(zhuang)了由丹麥 UniversalRobots公司(si)設(she)計生產的(de)(de)(de)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)。該機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)可以(yi)在工人(ren)(ren)(ren)手(shou)(shou)握車(che)門(men)組件(jian)的(de)(de)(de)情(qing)況下，通過噴射(she)膠水(shui)以(yi)幫助完成汽車(che)車(che)門(men)的(de)(de)(de)隔離(li)和水(shui)封(feng)操(cao)作(zuo)。沒(mei)有這(zhe)些機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)，傳統的(de)(de)(de)手(shou)(shou)工操(cao)作(zuo)將(jiang)十分(fen)費力，并且還可能會(hui)導致手(shou)(shou)腕職業傷(shang)。“我(wo)們(men)(men)感興趣的(de)(de)(de)是(shi)人(ren)(ren)(ren)體工學和安(an)全性。機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)可以(yi)生產線(xian)上進行推(tui)拉這(zhe)樣重復性的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)而不受(shou)到傷(shang)害。”BMW組裝(zhuang)和物流部門(men)負責人(ren)(ren)(ren)RichMorris表示，“這(zhe)些機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)與(yu)工人(ren)(ren)(ren)協同工作(zuo)，工人(ren)(ren)(ren)們(men)(men)都愛(ai)死(si)它了。”但是(shi)當(dang)一個工人(ren)(ren)(ren)距離(li)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)太近(jin)了會(hui)怎樣？“機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)首先會(hui)警告說你靠得(de)太近(jin)。”Morris表示，“然后它會(hui)停止當(dang)前(qian)操(cao)作(zuo)。”

今(jin)年，機器(qi)人又被應用到了另(ling)一人體工(gong)程學(xue)繁重的(de)任務(wu)上：向車底盤的(de)孔內插(cha)入(ru)硬橡膠(jiao)。“很多(duo)工(gong)人在做這件事(shi)時導致(zhi)大拇指受(shou)傷。”Morris解(jie)釋道(dao)。起初(chu)，BMW通過(guo)3D打印開(kai)發(fa)了保護骨骼來支撐手指，但如今(jin)擁有“超級拇指”的(de)協作機器(qi)人已經完全接管了這項任務(wu)。

3、通過示范來學習

最高級的(de)交互機(ji)器(qi)(qi)人在功能上是靈活的(de)，因此同一(yi)款機(ji)器(qi)(qi)人型(xing)號可以(yi)(yi)(yi)輕松的(de)跟進(jin)任(ren)(ren)(ren)(ren)務的(de)不同而重(zhong)新切換(huan)模式，如排(pai)列任(ren)(ren)(ren)(ren)務、裝(zhuang)卸貨任(ren)(ren)(ren)(ren)務以(yi)(yi)(yi)及處(chu)理原材料任(ren)(ren)(ren)(ren)務等模式。RethinkRoboTIcs設(she)計的(de)Baxter機(ji)器(qi)(qi)人擁有(you)兩只機(ji)械臂(bei)(bei)和(he)一(yi)個動態表情面(mian)部(bu)(屏幕)。該機(ji)器(qi)(qi)人可以(yi)(yi)(yi)通(tong)過(guo)被(bei)示范(fan)訓練來學習(xi)執(zhi)(zhi)行(xing)各(ge)類任(ren)(ren)(ren)(ren)務：人類可以(yi)(yi)(yi)控制機(ji)器(qi)(qi)人的(de)手臂(bei)(bei)，并指定一(yi)系列動作，機(ji)器(qi)(qi)人會記住并重(zhong)復，從(cong)而達到示范(fan)學習(xi)的(de)目的(de)。而頭部(bu)的(de)屏幕則會通(tong)過(guo)表情提(ti)示告知周圍(wei)的(de)人當前正在執(zhi)(zhi)行(xing)的(de)任(ren)(ren)(ren)(ren)務，或者正遭(zao)遇(yu)的(de)問(wen)題。

首個(ge)脫離(li)實驗室(shi)并投入實際(ji)使用的(de)Baxter，是2015年2月由澳(ao)大利亞糖果巨頭Haigh“sChocolates引進(jin)的(de)巧(qiao)克力挑揀機(ji)器人(ren)。該機(ji)器人(ren)與其他工廠(chang)工人(ren)協同(tong)工作，全(quan)程無(wu)保護無(wu)隔離(li)。

4、靈活性和精度

交互機器人下一個主要適用領域(yu)是消費者電子(zi)品的組裝生產，該行業目前主要依(yi)賴人(ren)力。總部在(zai)瑞士蘇黎世(shi)的abb公司推(tui)出了名為(wei)YuMi的機器(qi)人(ren)，該機器(qi)人(ren)配(pei)有大量傳感(gan)器(qi)，可以精準(zhun)地將線(xian)穿(chuan)過縫(feng)衣針(zhen)。YuMi的小尺寸和移動范(fan)圍等特點讓其成為(wei)了小型(xing)組裝生產線(xian)的完美搭(da)配(pei)，譬如智能手機、筆記本電腦(nao)(nao)和平板電腦(nao)(nao)等。“這些特點對于在(zai)工(gong)廠中最大化(hua)利用空(kong)間，以及在(zai)小型(xing)工(gong)作(zuo)室中安裝機器(qi)人(ren)是至(zhi)關重要的。”ABB營銷部門(men)主管StevenWyatt表示。

一(yi)旦交互機器人(ren)(ren)在工(gong)業界廣泛裝(zhuang)配并完(wan)成測試，它們(men)就有(you)可能會(hui)立(li)即(ji)出(chu)現(xian)在家(jia)庭市(shi)場上，當然這(zhe)其(qi)中也有(you)不少(shao)特別的(de)(de)挑戰。“在工(gong)業環(huan)(huan)境(jing)(jing)中，會(hui)出(chu)現(xian)的(de)(de)人(ren)(ren)類通常都是(shi)18歲以上的(de)(de)成年(nian)人(ren)(ren)，足夠理解工(gong)作環(huan)(huan)境(jing)(jing)中穿戴(dai)護目鏡(jing)和(he)硬(ying)皮鞋的(de)(de)重要性(xing)。但是(shi)在家(jia)庭環(huan)(huan)境(jing)(jing)下，一(yi)切都會(hui)變得不同，譬如寵物和(he)小孩會(hui)在地(di)上滾爬等。”Saenz指出(chu)，“不過家(jia)庭市(shi)場卻是(shi)一(yi)個更(geng)大的(de)(de)市(shi)場。”