1
| 本文作者： 薩洛 | 2016-12-30 14:40 |
雷鋒網(wǎng)注：圖片作者，Edmon de Haro
Sami Haddadin 曾做出過(guò)瘋狂的舉動(dòng)：在機(jī)械手臂上安裝了一把鋒利的刀，將自己手臂放在刀下方，通過(guò)編程控制機(jī)械臂執(zhí)行向下「刺」的動(dòng)作。自然，這并非是冒失的特技表演。他只是在演示最新設(shè)計(jì)的壓力感應(yīng)控制方案，當(dāng)?shù)督佑|到肉之后能夠立即停止動(dòng)作。
工廠(chǎng)在嘗試機(jī)械化生產(chǎn)進(jìn)程中，為了規(guī)避潛在的威脅隱患，通常會(huì)將機(jī)械手臂安置在籠中，并配備安全人員，協(xié)助和確保機(jī)械手臂不會(huì)對(duì)人類(lèi)造成危險(xiǎn)。自然，針對(duì)機(jī)械手臂的安全功能并非沒(méi)有，只是受限于復(fù)雜程度和成本而始終無(wú)法普及。
現(xiàn)在，Haddadin 希望將安全技術(shù)變得更親民，造福所有使用機(jī)械手臂的用戶(hù)。2016 年，他在德國(guó)慕尼黑創(chuàng)建了 Franka Emika 公司，并計(jì)劃于 2017 年推出可以勝任多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的機(jī)械手臂，在偏于用戶(hù)設(shè)置和編程的基礎(chǔ)上，最為重要的是不會(huì)對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生威脅。
哦對(duì)了，這款機(jī)械手臂還能自我克隆。
這款機(jī)械手臂和公司同名，也叫做 Franka Emika——「它就像是姓和名」。Haddadin 解釋到，和工人協(xié)作的機(jī)械手臂并非只有他們一家。事實(shí)上，這種類(lèi)型的系統(tǒng)被統(tǒng)稱(chēng)成協(xié)作機(jī)器人（簡(jiǎn)稱(chēng) cobot），是當(dāng)前機(jī)器人市場(chǎng)需求最旺盛增長(zhǎng)最快的類(lèi)型。根據(jù)一份評(píng)估報(bào)告，2016 年協(xié)作機(jī)器人全球銷(xiāo)售額將超過(guò) 1 億美元，而五年后銷(xiāo)售額將超過(guò) 33 億美元。
所有大型工業(yè)機(jī)器人廠(chǎng)商都在研發(fā)自家的協(xié)作機(jī)器人，但是設(shè)計(jì)上大部分創(chuàng)新都來(lái)自于初創(chuàng)企業(yè)。Rethink Robotics 在 2012 年推出了 Baxter 雙臂機(jī)器人，最近還推出了名為 Sawyer 的獨(dú)臂機(jī)器人。目前在協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域，占據(jù)支配地位的是丹麥公司 Universal Robots，每年的出貨量超過(guò)數(shù)千臺(tái)。即使如此，這類(lèi)機(jī)器人的占比依然很少。
鑒于未來(lái)幾年協(xié)助機(jī)器人的迅速崛起，Haddadin 的公司收到了大量投資者青睞，其中包括德國(guó)機(jī)器人制造商 Kuka 以及一些涉足該行業(yè)的重磅公司。
Haddadin 此前曾在德國(guó)一家頂級(jí)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室工作過(guò)，并去硅谷的加速機(jī)器人公司 Willow Garage 學(xué)習(xí)了一段時(shí)間，他表示 Franka Emika 之所以能夠在眾多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中脫穎而出的原因之一就是優(yōu)秀的操作技能。相比較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，F(xiàn)ranka 在部分規(guī)格上存在很大的優(yōu)勢(shì)，例如七軸運(yùn)動(dòng)、80 厘米有效范圍、3 千克有效載荷和 0.1 毫米的精準(zhǔn)度等等。針對(duì)那些需要物理直接接觸的應(yīng)用情境，例如鉆孔、擰螺絲、拋光、以及電子制造商想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的各種質(zhì)檢和組裝任務(wù)中，F(xiàn)anke 在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了特別優(yōu)化，能夠以更精密的控制方式進(jìn)行操作。
由于采用力矩調(diào)節(jié)控制，F(xiàn)ranka 相比常規(guī)機(jī)械手臂擁有更高的靈活性。它能夠使用應(yīng)變式傳感器來(lái)測(cè)量所有 7 個(gè)關(guān)節(jié)上的力道，哪怕再輕微的碰撞都能檢測(cè)出來(lái)。值得對(duì)比的是，大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人至今仍未配備壓力傳感能力，這也正是這些機(jī)器的危險(xiǎn)之處，因?yàn)樗麄冎粫?huì)按照流程進(jìn)行操作，不過(guò)注意到這方面的細(xì)節(jié)。
力矩調(diào)節(jié)控制的選決條件之一，就是擁有豐富且詳細(xì)的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型。彈力、震動(dòng)、組件之間的摩擦等這些細(xì)節(jié)都需要反復(fù)推敲。這是因?yàn)榱卣{(diào)節(jié)控制需要實(shí)時(shí)的將機(jī)器上測(cè)量的實(shí)際壓力數(shù)據(jù)和從模型中獲得參考值進(jìn)行比較，如果你將模型關(guān)閉，那么也意味著你失去控制的權(quán)利了。
在 Haddadin 看來(lái)，這并不應(yīng)該視其為障礙，反而應(yīng)該將其當(dāng)作一種優(yōu)勢(shì)。力矩調(diào)節(jié)機(jī)器人的先鋒人物，同時(shí)也是 Haddadin 在德國(guó)航空航天中心機(jī)器人和機(jī)電一體化研究所工作期間的導(dǎo)師之一，Gerd Hirzinger 說(shuō)道：「真相是，我建模了我所創(chuàng)建的所有東西」，并稱(chēng) Franka 是「等待了多年的重大突破。」
讓 Franka 脫穎而出的另一個(gè)因素就是成本。在撰寫(xiě)本文時(shí)，這款機(jī)器人的預(yù)訂價(jià)格為 9900 歐元，約合人民幣 71964.1 元，但是最終發(fā)售價(jià)格目前還未確認(rèn)。相對(duì)于這款機(jī)械手臂的性能來(lái)說(shuō)，我們將同類(lèi)產(chǎn)品做個(gè)比較就可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)價(jià)格是明顯偏低的。Rethink 的的 Sawyer 售價(jià)為 29000 美元（約合 201648.6 元），Universal Robots 公司最暢銷(xiāo)的 UR5 機(jī)型更貴，售價(jià)為 35000 美元（約合 243369.0 元）
位于圣地亞哥的加州大學(xué) Contextual Robotics 研究所主任 Henrik Christensen 說(shuō)過(guò)，F(xiàn)ranka 是「令人印象深刻的硬件」。同時(shí)他也補(bǔ)充道，協(xié)作機(jī)器人的主要挑戰(zhàn)是不僅僅體現(xiàn)在硬件方面，同時(shí)也考量公司在軟件方面的造詣，如何能夠才能讓非專(zhuān)業(yè)人士迅速上手。他認(rèn)為，Universal Robots 之所以擊敗眾多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手獲得如此大的成功，就是因?yàn)樗麄兲峁┝似駷橹棺詈玫挠脩?hù)界面。因此擺在 Franka 面前的是，如何在未來(lái)進(jìn)一步證明自己。
Haddadin 表示，將軟件放置在同設(shè)計(jì)機(jī)械手臂相同的高度。用戶(hù)可以通過(guò)手勢(shì)和點(diǎn)擊觸控屏幕來(lái)編程 Franka 進(jìn)行移動(dòng)，此外還提供了豐富的預(yù)編程運(yùn)動(dòng)。一旦用戶(hù)為一臺(tái) Franka 創(chuàng)建了編程，還能通過(guò)云端將其復(fù)制到其他 Franka 上。
在 Haddadin 的未來(lái)路線(xiàn)圖中，最雄心勃勃的部分莫過(guò)于讓 Franka 實(shí)現(xiàn)自我克隆。在量產(chǎn)初期，80% 的 Franka 生產(chǎn)流程都可以自我完成，而最終目標(biāo)是在未來(lái)達(dá)到 100%，Haddadin 堅(jiān)信這一天遲早會(huì)到來(lái)。展望未來(lái)，Haddadin 設(shè)想通過(guò)發(fā)送容器將 Franka 當(dāng)作移動(dòng)機(jī)器人工廠(chǎng)開(kāi)到世界的各個(gè)角落。他說(shuō)道：「在容器內(nèi)部將會(huì)是由 Franka 創(chuàng)建 Franka。」
大量自我復(fù)制的機(jī)器人遍布全球？這是值得期待的事情，到時(shí)候哪怕它們拿著刀，在 Haddadin 的不懈努力下也會(huì)對(duì)人類(lèi)表現(xiàn)的非常友好。
via ieee
雷峰網(wǎng)版權(quán)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見(jiàn)轉(zhuǎn)載須知。
