任何花費一個下午苦苦思索宜家傢俱套件的人都會明白,將這個專案交給機器人是多麼誘人。幸運的是,這家商店複雜的自助組裝套件已成為機器人專家的某種基準,他們多年來一直致力於製造足夠智慧和靈巧的自動裝置,以便將螺釘和木釘裝入相應的孔中。進展一直穩步進行,但可能還需要一段時間,機器人才能夠在您在廚房喝咖啡時,在您的臥室裡組裝STUVA閣樓床組合。
然而,新加坡南洋理工大學的工程師表示,斯蒂芬椅子套件顯然觸手可及。在本週的《科學機器人學》上,他們報告說,他們使用一個雙臂機器人組裝了一把斯蒂芬椅子,該機器人的感測器和程式使其能夠在沒有人工幫助的情況下將大部分零件組裝在一起。該機器的手臂、平行夾具、感測器和 3D 攝像頭完成了椅子的框架(不包括座椅和穩定螺釘),在約 20 分鐘內完成了 50 多個步驟。
同樣值得注意的是:機器人的每個部件都是通用的、現成的型別——這是使此類機器能夠批次生產的關鍵一步。完成組裝工作的元件“已經是批次生產的,因此我們在此開發的技術可以在不久的將來部署到實際工廠中,”與南洋研究人員弗朗西斯科·蘇亞雷斯-魯伊斯和周賢一起製造機器人的機械與航空航天工程助理教授範光強說。
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工程師們使用計算機程式碼對機器人進行程式設計,而不是訓練裝置透過機器學習和其他對機器人技術未來至關重要的人工智慧技術來組裝零件。範光強說:“在這項工作中,我們感興趣的是實現諸如感知、規劃和控制等低階能力,而不是高階推理。這些低階能力對於組裝其他物體或執行其他工業任務(如搬運、鑽孔、點膠、組裝和檢查)至關重要,並且可以適應這些任務。我們還計劃在未來的工作中整合人工智慧方法,以自動化[更抽象的]高階推理。”
康奈爾大學計算機科學助理教授羅斯·內珀說,南洋機器人手臂的動作可能看起來緩慢而乏味,但它們將釘子裝入孔中的能力解決了“機器人技術中一個超級難題”。內珀對此非常瞭解——他曾是麻省理工學院團隊的一員,該團隊在 2013 年構建了能夠組裝拉克邊桌的“宜家機器人”自主機器人系統。麻省理工學院的專案與馬薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員、Willow Garage機器人研究實驗室和其他機構(pdf)開發的另一個拉克組裝機器人同年首次亮相。
麻省理工學院宜家機器人是一個自動化系統,它協調兩個配備專用工具的機器人來執行組裝。該系統應用了關於各個零件幾何形狀的推理,以弄清楚它們是如何組合在一起的。“我的工作使用視覺感知模式——使用視覺來解決釘子入孔問題——而南洋的研究人員正在透過觸覺反饋來做到這一點,感受釘子是否進入了孔中,”內珀說。“這兩項應用都是針對宜家傢俱,但對機器人技術的貢獻卻截然不同。”
這家總部位於新加坡的研究機構的技術有望實現多功能,能夠重新程式設計以執行不同的任務——甚至可能組裝其他型別的傢俱。“很多人,尤其是很多美國人,都對努力甚至未能組裝宜家傢俱有著切身體驗,”內珀說。“夢想仍然是擁有一個可以組裝宜家整個目錄的機器人系統——但我們還沒有達到那個目標。”
