一、什么是交互機器人

機器人通過計(ji)算機系統(tong)與(yu)操作(zuo)(zuo)員(yuan)或程序員(yuan)進(jin)行人-機對話，實現(xian)對機器人的(de)控制與(yu)操作(zuo)(zuo)。雖然具有了部分處(chu)理和(he)決策功(gong)能，能夠(gou)獨立地實現(xian)一些諸如軌跡規劃、簡單的(de)避障等功(gong)能，但是還要受到外部的(de)控制。

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二、交互機器人如何實現

1、隔離

截至(zhi)目(mu)前(qian)，工業機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)“與人(ren)類共享(xiang)空間”方面仍談不上安全可靠——僅美(mei)國(guo)市場(chang)，每年因機(ji)器(qi)人(ren)造成(cheng)的意外死亡(wang)(wang)就有20多起——因此大多數時候，機(ji)器(qi)人(ren)活動(dong)的區域是(shi)需要用屏障圍護起來的。它(ta)們在(zai)搬運(yun)重物(wu)等單一(yi)操作上，非常高效(xiao)實(shi)用。但(dan)是(shi)它(ta)們只能進行(xing)盲目(mu)且沒有智慧移(yi)動(dong)，因此在(zai)過程中(zhong)一(yi)旦(dan)觸(chu)碰到(dao)人(ren)，就很可能造成(cheng)嚴重事故，甚至(zhi)導致死亡(wang)(wang)。

與早(zao)期機(ji)器人不(bu)同，“交互機(ji)器人”安(an)裝有傳感(gan)器并(bing)具(ju)備安(an)全特性，能有效地偵(zhen)測周圍(wei)出(chu)現(xian)(xian)的(de)(de)人及作出(chu)相應(ying)(ying)反應(ying)(ying)。這(zhe)樣的(de)(de)設計讓人和(he)(he)機(ji)器人組成了完美搭配：后者(zhe)的(de)(de)強(qiang)度和(he)(he)精確度配合前者(zhe)的(de)(de)視覺(jue)、感(gan)知(zhi)、思維和(he)(he)適應(ying)(ying)力(li)將可(ke)釋放出(chu)更高效的(de)(de)生(sheng)產力(li)。人與機(ji)器人的(de)(de)組合至少在現(xian)(xian)在而言是融(rong)洽的(de)(de)，因為人類具(ju)備的(de)(de)很多(duo)技能如(ru)今(jin)并(bing)不(bu)可(ke)以通過(guo)程序(xu)被創造(zao)出(chu)來。“有很多(duo)的(de)(de)經(jing)驗和(he)(he)非書本上的(de)(de)知(zhi)識(shi)是沒有辦法用程序(xu)代碼表(biao)達的(de)(de)。譬如(ru)，一個工人可(ke)以察覺(jue)得到某些(xie)狀況不(bu)對(dui)，或者(zhe)電(dian)鉆的(de)(de)震(zhen)動不(bu)合往常，或者(zhe)某個材料(liao)太硬。想要通過(guo)文(wen)檔的(de)(de)形(xing)式(shi)把這(zhe)些(xie)記錄下來，將很難做到。

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)(de)(de)工(gong)(gong)廠安裝了(le)由丹麥 UniversalRobots公(gong)司設計(ji)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)。該機(ji)器(qi)(qi)人(ren)可(ke)以(yi)在工(gong)(gong)人(ren)手握車門(men)組件的(de)(de)(de)情況下(xia)，通過噴射膠(jiao)水以(yi)幫助(zhu)完成汽車車門(men)的(de)(de)(de)隔離(li)和(he)水封操作(zuo)。沒有這(zhe)些機(ji)器(qi)(qi)人(ren)，傳統的(de)(de)(de)手工(gong)(gong)操作(zuo)將十(shi)分(fen)費力，并(bing)且(qie)還可(ke)能會導致手腕職業傷。“我(wo)們(men)感興趣的(de)(de)(de)是(shi)人(ren)體工(gong)(gong)學和(he)安全性。機(ji)器(qi)(qi)人(ren)可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)(chan)線上進(jin)行推拉這(zhe)樣重復性的(de)(de)(de)操作(zuo)而不受到傷害(hai)。”BMW組裝和(he)物(wu)流部(bu)門(men)負責人(ren)RichMorris表(biao)(biao)示，“這(zhe)些機(ji)器(qi)(qi)人(ren)與工(gong)(gong)人(ren)協(xie)同工(gong)(gong)作(zuo)，工(gong)(gong)人(ren)們(men)都愛(ai)死它了(le)。”但是(shi)當一(yi)個工(gong)(gong)人(ren)距離(li)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)太近了(le)會怎樣？“機(ji)器(qi)(qi)人(ren)首先會警告(gao)說你靠(kao)得太近。”Morris表(biao)(biao)示，“然后它會停止當前操作(zuo)。”

今年，機器人(ren)又被應(ying)用到了另(ling)一(yi)人(ren)體工(gong)程學繁重的任務上：向車(che)底(di)盤(pan)的孔內(nei)插入硬橡膠。“很(hen)多工(gong)人(ren)在做(zuo)這件事時導致大(da)拇(mu)指(zhi)受傷(shang)。”Morris解釋(shi)道。起初，BMW通過3D打印開發了保護骨(gu)骼來(lai)支撐手(shou)指(zhi)，但(dan)如今擁有(you)“超(chao)級(ji)拇(mu)指(zhi)”的協作機器人(ren)已經(jing)完全接管了這項任務。

3、通過示范來學習

最高級的(de)交互(hu)機器(qi)(qi)(qi)人(ren)在功能上是(shi)靈活的(de)，因此同一(yi)款機器(qi)(qi)(qi)人(ren)型號可以(yi)輕松的(de)跟進任務(wu)的(de)不(bu)同而重新切換模式，如(ru)排列(lie)任務(wu)、裝卸(xie)貨任務(wu)以(yi)及處理原材料任務(wu)等模式。RethinkRoboTIcs設計的(de)Baxter機器(qi)(qi)(qi)人(ren)擁(yong)有兩只機械臂(bei)和一(yi)個動(dong)態(tai)表(biao)情面部(屏(ping)幕)。該機器(qi)(qi)(qi)人(ren)可以(yi)通過被示范訓練來學習(xi)執(zhi)行(xing)各(ge)類任務(wu)：人(ren)類可以(yi)控制機器(qi)(qi)(qi)人(ren)的(de)手(shou)臂(bei)，并指定一(yi)系列(lie)動(dong)作，機器(qi)(qi)(qi)人(ren)會(hui)記住(zhu)并重復，從(cong)而達到示范學習(xi)的(de)目的(de)。而頭部的(de)屏(ping)幕則會(hui)通過表(biao)情提示告知周圍的(de)人(ren)當前正在執(zhi)行(xing)的(de)任務(wu)，或者正遭遇的(de)問題。

首個脫(tuo)離實驗室并投入實際使用的Baxter，是2015年2月由澳(ao)大利亞糖(tang)果巨頭Haigh“sChocolates引(yin)進的巧克力挑揀機器人(ren)。該機器人(ren)與其他工廠(chang)工人(ren)協同工作，全程無保護無隔離。

4、靈活性和精度

交互機器人下一個主(zhu)要適用領域是消(xiao)費者電子品(pin)的(de)組裝(zhuang)生(sheng)產，該行(xing)業目(mu)前主(zhu)要依賴人(ren)力。總部(bu)在瑞(rui)士蘇(su)黎世(shi)的(de)abb公司推出了(le)名為YuMi的(de)機(ji)(ji)器人(ren)，該機(ji)(ji)器人(ren)配有大量(liang)傳感器，可以精準(zhun)地將線(xian)穿過(guo)縫衣針。YuMi的(de)小(xiao)尺(chi)寸和移動范圍等(deng)特點(dian)讓其成為了(le)小(xiao)型組裝(zhuang)生(sheng)產線(xian)的(de)完美搭配，譬如智(zhi)能(neng)手機(ji)(ji)、筆記本電腦和平板(ban)電腦等(deng)。“這些(xie)特點(dian)對于在工(gong)廠中最大化利(li)用空間，以及在小(xiao)型工(gong)作室中安裝(zhuang)機(ji)(ji)器人(ren)是至關重要的(de)。”ABB營(ying)銷(xiao)部(bu)門主(zhu)管(guan)StevenWyatt表示。

一旦交互機(ji)器人在(zai)(zai)工(gong)(gong)(gong)業(ye)界廣泛裝配并完成測試，它們就有可能會立即出(chu)現在(zai)(zai)家(jia)庭市場上(shang)(shang)，當然這其中(zhong)也(ye)有不少特別的挑(tiao)戰。“在(zai)(zai)工(gong)(gong)(gong)業(ye)環(huan)境中(zhong)，會出(chu)現的人類通(tong)常都是18歲以上(shang)(shang)的成年人，足(zu)夠(gou)理解工(gong)(gong)(gong)作環(huan)境中(zhong)穿戴護目鏡和硬皮鞋的重要性。但是在(zai)(zai)家(jia)庭環(huan)境下，一切都會變得(de)不同，譬如(ru)寵物和小(xiao)孩會在(zai)(zai)地上(shang)(shang)滾爬等(deng)。”Saenz指出(chu)，“不過家(jia)庭市場卻是一個(ge)更(geng)大的市場。”