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【演讲】艾利特曹宇男:机器智能发展路线下从“小脑”到“大脑”的进化

2018-01-12 11:27 高工机器人网 阅读:36585
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摘要“人的脑分为小脑和大脑两部分,小脑更多集中在运动的控制,大脑负责思考、学习、语言等。我们期待机器人的发展方向就是,不但要实现人的小脑的工作,同时能够实现大脑的工作,这也是未来机器人控制的发展方向。”艾利特董事长曹宇男在1月11日下午,以“新时代•新机会•新使命”为主题的2017高工机器人年会上说道。

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【文/潘敏瑶】“人的脑分为小脑和大脑两部分,小脑更多集中在运动的控制,大脑负责思考、学习、语言等。我们期待机器人的发展方向就是,不但要实现人的小脑的工作,同时能够实现大脑的工作,这也是未来机器人控制的发展方向。”艾利特董事长曹宇男在1月11日下午,以“新时代•新机会•新使命”为主题的2017高工机器人年会上说道。

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模仿|融合|进化

曹宇男将机器智能从小脑到大脑的发展分为模仿、融合、进化三大阶段。

“模仿”就是工业机器人高速高精运动控制及工艺实现。曹宇男认为要成功度过模仿阶段,就必须做精以下十件事情:混合实时操作系统、高性能多核ARM处理器、高速伺服总线、高速光滑转接速度前瞻、离线编程及多点示教、多外部轴联动及跟踪、实时力矩前馈、各工艺库实现、D-H参数标定及工具自标定、奇异点避障及关节空间优化。

如今工业机器人的能力主要在哪?曹宇男认为3C行业中具有力矩传感能力的工序,或具有力矩传感器的等离子切割技术,离线编程能力等都是典型的机器人应用工艺。此外,比较简单的码垛,汽车行业的点焊,带有外部轴的焊接,机床上下料,抛光打磨,通过视觉鉴别的混料抓取等都为国产机器人提供了机会。

延续着“控制”这条主线,机器智能发展到第二阶段——融合。机器人在此阶段除了拥有基本的运动控制之外,融合了一些人的属性,协作机器人正是这个阶段的典型产物。

曹宇男说道:“七自由度轻型协作机器人不是传统工业机器人的补充,也不是一个特体,它是下一代机器人,是集成视觉感知、力感知、自主避障、自主路径规划、自主能耗评估、AR交互、APP示教、更加安全的机器人。”他预测,未来协作机器人将更广泛应用于3C装配、智能物流分拣、医疗、教育、新零售等领域。

协作机器人的能力又在哪?第一,协作节拍老化。第二,末端悬停,又称为“协作末端位姿不变”,这一功能的好处可以理解为它能够通过最优策略自主避障。第三,碰撞检测能力,曹宇男称之为“被动的安全”。第四,简化示教能力,一方面达到极高的成本控制,另一方面降低其使用难度。第五,关于力馈的“兰花指”拖动示教,这一能力主要针对传统机器人的拖动示教。

第三个阶段是“实现智能机器人+AI”的进化阶段,在这一阶段我们可以见证“智能工人”的诞生!机器人将发展为以智能控制为载体的、面向工业物联网的智能制造二次开发和集成应用平台,创造出全新的智能机器人应用生态环境。

未来表达1:智能物流实时物体分拣与抓取

深度学习算法(DL)、深度视觉传感器、大规模实物2D/3D数模和抓取位姿仿真数据集,为工业环境的“智能工人”和服务业机器人的抓取应用提供了坚实的基础。

此时,协作机器人可对任意刚性物体进行识别及抓取,抓取成功率高、抓取动作稳健;机器人还可以自主路径规划及位姿控制,完全不需示教,从而提供高性价比的整体解决方案

未来表达2:家用机器人

这一表达主要针对形变物体抓取与操作,能够叠衣服的机器人代表了对机器人进入家庭、完成家务劳动的憧憬和不断努力。

协作机器人通过深度强化学习(DRL)算法和深度视觉传感器精准定位衣物叠取点,定位速度快、精度高,还可自动寻优最佳运动轨迹,实现完美叠取效果。同时,协作机器人使用仿真环境快速建模和迁移学习(TL)方法,加快学习速度、降低数据采集成本,最终将仿真结果映射到真实机器人。

以“控制”为主线的技术和产品

关于控制的解读,曹宇男总结了三条技术主线。

第一条主线是“人工智能”,包括视觉传感器集成、深度学习和强化学习、语音语义学习、行为学习。第二条主线为“人机协作”,包括一体化关节、拖动示教和碰撞检测、多传感器融合与AR视角、自主避障和主动安全、人机群协作。第三条主线是“运动控制”,包括轨迹规划动力学、机器视觉集成、驱控一体七轴规划、多通道多机协作、AI动力学和AI轨迹规划等。

从这三条技术主线中延伸出了三大产品。

第一类产品是工业机器人控制系统,细分产品为实现基本工业应用的6轴以下工业机器人,包括轨迹跟踪、分拣的全应用覆盖,中小型机器人驱控系统,7轴工业机器人,完整工厂应用的一控多机复杂配合。

第二类产品是协作机器人,包括实现搬运、装配功能的7轴5kg轻型机器人、6轴3kg、5kg、10kg等系列化的轻型机器人、7轴双臂协作、智能工人等。

第三类产品是移动机器人,包括应用于电商物流的AGV,出现在电商物流超市餐饮的AGV+协作机器人的复合型机器人,最后发展为执行家政服务的AGV+双臂协作机器人。

以上就是曹宇男对控制技术的完整理解,“可以看出,这三条产品线最后的汇聚点正是智能工人。”曹宇男表示。

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