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2018-05-18

能组装宜家座椅的机器人已上线,全程仅需 20 分钟

相信有相关经历的人都深有体会:你从宜家买回了一把心仪的座椅,但在享用之前,你需要一边阅读好几页的安装说明书,一边与各种零件「死磕」,其中的累你我都懂。但现在,机器人可接手这项工作了。

据《科学机器人》(Science Robotics)报道,由新加坡南洋理工大学的副教授 Pham Quang Cuong 和机械与航天工程学院的科学家们组成的团队,研发了一款能组装宜家座椅的机器人。

这是一台安装了 3D 摄像头和「手爪」的六轴机械臂。将散落一地的零件组装成一把座椅,机械臂总共只需花费 20 分 19 秒的时间。

该项目领头人 Pham Quang Cuong 教授表示:组装工作虽然是人类非常熟悉的一项生产活动,但对于机器人来说,远比看起来要复杂得多,它需要考虑的因素包括零件的识别、钉孔等精细位置的定位、抓取零件的力度以及避免移动过程中的碰撞等等。

考虑到机器人在进行物体抓取、零件嵌入等操作中所需力度都不尽相同,研发团队在机器人的「手腕」上安装了力传感器。另外该团队在机器人算法方面也花了 3 年的时间。但到目前为止,机器人还无法完全自主地完成整个组装流程。在组装工作进行之前,研究人员需要「告知」它相关的工作流程,比如在它的「大脑」系统中输入零部件 3D 图像、组装「指南」等信息。

通过以下视频,我们能大致了解下他们的工作流程:

这一组装任务由两条机械臂协作完成。在工作开始的前 3 秒时间,它们通过 3D 摄像头对地上的零件进行扫描,并与数据库中的图像信息进行对照确认。

在接下来 11 分钟左右的时间里,机器人的AI 系统需要规划出一个速度快、且能保证两只机械臂不相互碰撞的最佳方案。

最终,两只机械臂用不到 9 分钟的时间完成这项方案的执行:用「手爪」将木钉拿起,力传感器同步进行「螺旋式」检测。当木钉被准确置于钉孔中时,力传感器便会做出反应并将信息传达系统中,接着机械臂会根据系统下达的指令完成「旋拧」的动作,直到将各个部件拼接在一起完成整把椅子的组装。

Pham Quang 教授提到,他们正在寻求人工智能专家合作,希望机器人最终能够通过观看人的演示、「阅读」说明书等「更像人类的方式」去自主完成家具的组装工作。

此外,该团队还尝试将该机器人应用到其他行业中去,如汽车工业的玻璃粘合和飞机制造业的金属部件钻孔等。


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