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【图文】盘点台味十足的合作型机器人

导读: 根据国立台湾大学智慧机器人及自动化国际研究中心(NTU-iCeiRA),所有的机器人都应该是“合作型机器人”(Co-Robots)——能够安全地与人类并肩共事,而不会对人类“同事”造成任何危害。

  根据国立台湾大学智慧机器人及自动化国际研究中心(NTU-iCeiRA),所有的机器人都应该是“合作型机器人”(Co-Robots)——能够安全地与人类并肩共事,而不会对人类“同事”造成任何危害。相较于美国故意让“听话的”合作型机器人更“温柔”,NTU-iCeiRA则是将合作型机器人打造的比人类更强壮,才能执行一些人们无法完成的任务。台湾有信心能够让合作型机器人的能力比人类更强大,而又能安全地从旁协助人类执行任务。

  NTU-iCeiRA拥有多家赞助商的支持,一长串的赞助商名单看起来就像是全球高科技研究产业风云排行榜一样,从英特尔(Intel)、微软(Microsoft)到联发科(MediaTek)都囊括在内。NTU-iCeiRA同时也是台湾大学(NTU)与全球其他知名机器人研究中心的桥梁。

  对于NTU-iCeiRA及其合作伙伴而言,能与人们共同工作的合作型机器人并不是什么新的概念,它已经是每个制造机器人不可或缺的重要部份。NTU-iCeiRA也已经经制造出数十种款式,其中还多许多获得了国际性的首奖。对于NTU-iCeiRA,美国国家机器人计划(National Robotics Initiative)虽然获得更多补助——包括美国国防部先进研究署(DARPA)约1.5亿美元的资助以及美国国防部(DoD)提供3,700万美元赞助全美27州47家研究单位的66项研究提案,但为了安全而减弱机器人的能力并不理想。

  “我们并不赞成让合作机器人能力减弱就会更‘听话’的作法。机器人应该比人类的能力更强,才能在与人类共同工作时帮助他们执行困难的任务。为了保护和机器人一起工作的人们,可以利用3D视觉与感测器技术,以避免妨碍人类‘同事’,如果机器人真的不小心碰触到人类,也会立即停止。”NTU-iCeiRA中心主任罗仁权表示。

  他强调,“我们相信这种合作型机器人的概念对于每一个机器人都至关重要——没有一个机器人必须因为要避免伤害人类而被关在围篱内。”罗仁权同时也是台湾大学电机系终身特聘教授、IEEE院士与IEEE《工业电子学》(Transactions on Industrial Electronics)期刊的共同编辑。

  实现这一目标的最重要概念就是结合3D视觉系统、感测器以及7个自由度的模组化机器人平台,让机器人随时都能安全地在人类身旁执行任务,而不至于碰触到他们。3D视觉系统让机器人随时追踪与人类的实际接近程度,而模组化的元件(如操作器),则让他们能够更快地重新进行配置,以便在不妨碍人类的情况下在人类身旁执行任务。

  更详细来看,在NTU-iCeiRA的机器人身上每个模组关结部份都可以采用径向连接(旋转)或轴向连接(以铰链转向)进行组装。此外,每个模组关节部份都包含各自的马达、编码器、减速器以及原位感测器。

  使用空心轴内的嵌入式减速谐波驱动,大幅简化了齿轮比的重新配置与双边对称衔接,让所有的关节都能实现360度旋转,对人类来说也更安全。同时,3D视觉系统通常安装在机器人的头上,它有2个关节转动与俯仰摆动,确保附近的人类都保持在其视线范围内。

  NTU-iCeiRA自2011年成立以来已经赢得多项国际性机器人竞赛的冠军了,以下图集展示NTU-iCeiRA与合作伙伴共同开发台味十足的合作型机器人。

NTU-iCeiRA中心及该中心主任罗仁权

NTU-iCeiRA中心及该中心主任罗仁权

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