一、什么是交互機器人

機器人通過計(ji)算機(ji)系統與(yu)操作(zuo)員或(huo)程序(xu)員進行人(ren)-機(ji)對(dui)話，實現對(dui)機(ji)器人(ren)的控制(zhi)與(yu)操作(zuo)。雖然具有了部分處(chu)理和決策(ce)功(gong)能，能夠獨(du)立地實現一些諸(zhu)如軌跡(ji)規(gui)劃、簡單(dan)的避障等功(gong)能，但(dan)是(shi)還要受到外部的控制(zhi)。

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二、交互機器人如何實現

1、隔離

截至(zhi)目(mu)前(qian)，工業機(ji)器人(ren)在“與人(ren)類(lei)共享空間”方面仍談不(bu)上安(an)全可靠——僅美國市場，每年因(yin)機(ji)器人(ren)造(zao)成(cheng)的(de)意外死(si)(si)亡(wang)就有(you)20多(duo)起——因(yin)此大多(duo)數(shu)時候，機(ji)器人(ren)活動的(de)區域是需(xu)要用屏障(zhang)圍(wei)護起來的(de)。它們在搬運重(zhong)物等(deng)單一操作上，非常高效實用。但是它們只(zhi)能(neng)進行盲目(mu)且沒(mei)有(you)智慧移動，因(yin)此在過(guo)程中一旦觸碰到人(ren)，就很可能(neng)造(zao)成(cheng)嚴重(zhong)事故，甚至(zhi)導致死(si)(si)亡(wang)。

與早(zao)期機器(qi)人(ren)(ren)(ren)不(bu)同(tong)，“交(jiao)互機器(qi)人(ren)(ren)(ren)”安(an)裝有傳感器(qi)并具備安(an)全特(te)性(xing)，能(neng)有效地(di)偵測周圍出(chu)現的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)(ren)及作出(chu)相應(ying)反(fan)應(ying)。這樣的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)讓人(ren)(ren)(ren)和(he)機器(qi)人(ren)(ren)(ren)組成了完美搭配(pei)：后者的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)和(he)精(jing)確(que)度(du)配(pei)合前者的(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)覺、感知、思維和(he)適應(ying)力將可(ke)釋(shi)放出(chu)更高效的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產力。人(ren)(ren)(ren)與機器(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)組合至(zhi)少在現在而(er)言是(shi)融(rong)洽的(de)(de)(de)(de)(de)，因(yin)為人(ren)(ren)(ren)類(lei)具備的(de)(de)(de)(de)(de)很多技能(neng)如今(jin)并不(bu)可(ke)以通(tong)過程序被創造出(chu)來(lai)。“有很多的(de)(de)(de)(de)(de)經驗和(he)非書本上的(de)(de)(de)(de)(de)知識(shi)是(shi)沒有辦(ban)法用程序代碼(ma)表達(da)的(de)(de)(de)(de)(de)。譬如，一個(ge)工人(ren)(ren)(ren)可(ke)以察覺得到某(mou)(mou)些狀(zhuang)況不(bu)對，或(huo)者電鉆的(de)(de)(de)(de)(de)震動不(bu)合往常(chang)，或(huo)者某(mou)(mou)個(ge)材料太硬。想要(yao)通(tong)過文檔的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)式把(ba)這些記錄下來(lai)，將很難(nan)做到。

2、避免受傷

在利用“交互機器人”方面走得比較靠前的是BMW。2013年，BMW為旗下位于美國南加(jia)州的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)廠安(an)裝了(le)由丹麥 UniversalRobots公司設(she)計生產的(de)(de)(de)(de)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)。該機(ji)器(qi)人(ren)(ren)可(ke)以在(zai)工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)手握車門組件的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，通過噴射膠水以幫助完成(cheng)汽車車門的(de)(de)(de)(de)隔離和水封操作(zuo)。沒(mei)有這些(xie)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)，傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)手工(gong)(gong)(gong)操作(zuo)將(jiang)十分費力，并且還可(ke)能會導致手腕職業傷。“我們感興趣的(de)(de)(de)(de)是(shi)人(ren)(ren)體工(gong)(gong)(gong)學和安(an)全性。機(ji)器(qi)人(ren)(ren)可(ke)以生產線上進(jin)行(xing)推拉這樣(yang)重(zhong)復性的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)而不受到傷害。”BMW組裝和物流部門負責(ze)人(ren)(ren)RichMorris表(biao)示(shi)，“這些(xie)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)與工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)協同工(gong)(gong)(gong)作(zuo)，工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)們都愛死它了(le)。”但是(shi)當一個工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)距離機(ji)器(qi)人(ren)(ren)太(tai)近了(le)會怎樣(yang)？“機(ji)器(qi)人(ren)(ren)首先(xian)會警告說你靠得太(tai)近。”Morris表(biao)示(shi)，“然后它會停止當前操作(zuo)。”

今年，機器人(ren)又被應用到了(le)另一(yi)人(ren)體工(gong)程學繁重的(de)任(ren)務(wu)上(shang)：向車(che)底盤的(de)孔內插入硬橡膠。“很多工(gong)人(ren)在做這件事(shi)時導致(zhi)大拇(mu)指受傷。”Morris解釋道。起初，BMW通過3D打印開發了(le)保護(hu)骨骼來支撐(cheng)手指，但(dan)如今擁有“超級拇(mu)指”的(de)協作機器人(ren)已經完全接管(guan)了(le)這項(xiang)任(ren)務(wu)。

3、通過示范來學習

最高級的交互機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)在功能上是靈(ling)活(huo)的，因(yin)此同一款機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)型號可以(yi)輕(qing)松的跟進任(ren)務(wu)的不同而(er)(er)重(zhong)(zhong)新切換模式(shi)，如排列任(ren)務(wu)、裝卸(xie)貨任(ren)務(wu)以(yi)及處(chu)理原材(cai)料任(ren)務(wu)等(deng)模式(shi)。RethinkRoboTIcs設計的Baxter機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)擁有兩(liang)只機(ji)械臂和一個動(dong)態表(biao)情(qing)面部(屏幕)。該機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)可以(yi)通過(guo)被示范訓練來學(xue)習執行各(ge)類(lei)任(ren)務(wu)：人(ren)(ren)類(lei)可以(yi)控制機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的手臂，并指定一系列動(dong)作，機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)會(hui)記住(zhu)并重(zhong)(zhong)復，從而(er)(er)達到示范學(xue)習的目的。而(er)(er)頭部的屏幕則會(hui)通過(guo)表(biao)情(qing)提示告知周圍的人(ren)(ren)當(dang)前正在執行的任(ren)務(wu)，或者正遭(zao)遇的問題。

首個(ge)脫離實驗室并投入(ru)實際使用(yong)的Baxter，是(shi)2015年2月由澳大利亞(ya)糖果巨(ju)頭(tou)Haigh“sChocolates引進的巧(qiao)克力挑揀(jian)機器人(ren)。該機器人(ren)與其他(ta)工廠工人(ren)協同工作，全程無保護無隔離。

4、靈活性和精度

交互機器人下一(yi)個主要(yao)適用(yong)(yong)領(ling)域(yu)是(shi)消費者電子品(pin)的組裝生產(chan)，該(gai)行業目前主要(yao)依賴人(ren)(ren)力。總(zong)部在(zai)瑞士蘇黎世的abb公司推出了名為YuMi的機器(qi)人(ren)(ren)，該(gai)機器(qi)人(ren)(ren)配(pei)有大(da)量傳感器(qi)，可以(yi)精(jing)準(zhun)地將線穿過縫衣針。YuMi的小(xiao)尺寸和移動范(fan)圍等特點讓其(qi)成為了小(xiao)型組裝生產(chan)線的完美搭配(pei)，譬如智能(neng)手(shou)機、筆(bi)記本電腦和平板電腦等。“這些特點對于(yu)在(zai)工廠中最大(da)化利用(yong)(yong)空間，以(yi)及在(zai)小(xiao)型工作室中安裝機器(qi)人(ren)(ren)是(shi)至(zhi)關重(zhong)要(yao)的。”ABB營(ying)銷(xiao)部門主管StevenWyatt表(biao)示。

一旦交互機器人在(zai)(zai)工業界廣(guang)泛裝配(pei)并完成測試，它們就有可能會立即出現(xian)在(zai)(zai)家(jia)庭市(shi)場上(shang)，當(dang)然這其(qi)中也(ye)有不(bu)(bu)少(shao)特別的(de)(de)挑戰。“在(zai)(zai)工業環(huan)(huan)境(jing)中，會出現(xian)的(de)(de)人類(lei)通常都是(shi)18歲以(yi)上(shang)的(de)(de)成年人，足(zu)夠理解工作環(huan)(huan)境(jing)中穿戴(dai)護目鏡和硬皮鞋的(de)(de)重要性。但是(shi)在(zai)(zai)家(jia)庭環(huan)(huan)境(jing)下，一切都會變得不(bu)(bu)同，譬如寵(chong)物和小孩會在(zai)(zai)地上(shang)滾爬等。”Saenz指出，“不(bu)(bu)過家(jia)庭市(shi)場卻是(shi)一個更大的(de)(de)市(shi)場。”