图1 雄克公司研制的五指机械手实现了高度智能化,处于该领域的领先水平,并将在服务型机器人领域中带来一场面向个人用户的新的研发浪潮
机器人的生产商、配件供应商和研发机构在2012年慕尼黑国际机器人及自动化技术贸易博览会上展出了他们基于服务型机器人创新型平台开发出的各项前沿技术。“会学习的机器人”,更轻巧的机器人以及民用领域的机器人技术发展成为了此次展会的主题。
机器人会做梦么?科幻小说作家Philip K.Dick在1968年就曾提出过这个问题,并且至今还没人能够解答。人们对Dick描述的机器人世界——也就是我们今天所说的智能型服务机器人的印象是,具有高智能化,并能借此模拟人类的形态,可与人类进行交流。从最近几年服务型机器人领域的国际性专家讨论会上,我们不难得出这样的结论:过去的这些年中,人类在该领域取得了长足的进步。作为夹具、抓取工具和机器人制造方面的专家,雄克公司(schunk)在其主办的第五届专家日活动中将讨论重点集中在了“机器人的自我学习”上。来自各方的研究人员和机器人领域的用户在为期两天的活动中探讨了各种有价值的解决方案。其中包括来自Karlsruher大学的Rüdiger Dillmann教授介绍了一种能观察并学习人类的行为并进行“模仿”的机器人。实验证明,这个名为Armar-IV的机器人完全可以担负起一个合格的烹饪助理的工作。无独有偶,来自美国的Willow Garage公司开发的PR2开源机器人平台也正面向全世界吸收各种关于机器人制造的知识和思想。在组成开源机器人平台ROS的各个组成部分中,除了机器视觉系统和完善的传感器技术外,与服务型机器人的一些最重要的基本功能相关的机电一体化系统,是保证其能正常运转的基础。
家用服务机器人专用机械仿生手指的研发
Willow Garage的创始人Steve Cousins阐述了其开发的PR2机器人在家用机器人领域的未来目标——他称之为“机器管家”,是一种能为肢体不便的人士提供服务的机器人。然而,目前PR2机器人绝大多数情况下还只能停留在实验室里,只能为他的同事以及研发人员们提供一些日常服务。
图2 Fraunhofer-IPA的Martin Hägele和雄克公司的Roko Tschakarow博士出席本年度的专家日活动
作为专家日的主办方,雄克公司将机器人手臂轻量化的议题也引入了讨论。据移动抓取系统(Mobile Greifersysteme)的负责人Roko Tschakarow博士所提供的数据,已经有超过1300套该系统投入了使用,其中80%是用于研究领域。不管怎么说,至少已经有250个配备该系统的强力机器手臂在工厂里找到了它们的位置,担任各种角色诸如自动化检测、实验室助理或者其他勘探方面的工作。总体而言,轻量化的趋势扩大了服务型机器人的使用范围和影响力。它们便于安置、构造精密、软件硬件高度集成,并且易于使用和编程。
雄克公司希望通过专家日活动展现两项新创举:一种强力的轻量化机器人手臂,其自身净重和最大负载重量之比达到2:1,是世界上功率密度最高的轻量化机械手臂之一,以及雄克公司针对家用领域研发的一种应用于服务型机器人领域的仿生五指机械手。这类服务型机器人的技术要求相当高,首先外观上要能被大众所接受,更重要的是能用人类的方式进行交流以及自动进行比较复杂的抓取动作。在该领域的研究中,雄克公司力图将该产品在规格、模具、外观以及移动性方面都能实现与人类手型的高度吻合。借助9台动力设备,五指机械手可以实现不同的抓取动作,此外,它还可以做出很多种手势,通过这些手势可以使人机互动变得更轻松,同时也能提高这种机械手在市场上的认可程度。“在针对人机交流的研发过程中,借助手势来表达无疑是一项新创举,这可能是机械手第一次尝试使用与现实生活更为接近的非语言表达方式。”雄克公司服务型机器人项目负责人Christopher Parlitz如是说。
定价合理的轻量化机械手助自动化行业提高收益
在我们为服务型机器人的成功庆祝之前,还是先回到摆在人们面前的现实问题来,第一个问题就是价格。“我们已经注意到了这点,因此我们花了很多精力来降低制造成本。”雄克公司的经理Tschakarow表示。它们的竞争对手,来自丹麦的Universal Robots公司同样采取了这种策略。这家来自Odense的企业在业内尚属后起之秀,目前正试图凭借几个较为成功的案例,推广它们低价中的小型机械手。而对于雄克而言,时刻关注竞争对手的动作,关注类似机器人业界巨头库卡推出CFK轻量化机器人的举动,是他们目前所采取的策略。“这个市场足够大,每个选手都能在这个舞台上找到自己的位置。”雄克公司经理Tschakarow对激烈的竞争并不担心。
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