未来机器手臂:轻薄短小、智能快速

   2023-11-03 190
核心提示:机器手臂的创新应用 回顾疫情垄罩的三年,制造业积极导入自动化生产或努力转型走向智能制造,生产线或工作场域中出现愈来愈多机

机器手臂的创新应用

       回顾疫情垄罩的三年,制造业积极导入自动化生产或努力转型走向智能制造,生产线或工作场域中出现愈来愈多机器人、机器手臂应用场景,取代人类操作仪器设备或其他人力作业。随着AI快速导入机器手臂,传统机器手臂开始拥有自主学习能力,生产效率大为提升。

       AI机器人不仅可以控制机器手臂的速度、力道,还能透过感测、数字孪生等高阶技术与各种数据链接,降低错误率。机器手臂不仅能运用于制造业生产线及仓储物流,智慧医疗、智慧生活等场域中也能看到各种机器手臂协作案例。

       如Skyline Robotics开发Ozmo系统执行自动化清洗外墙任务。Ozmo集结AI、机器学习、kuka的KR AGILUS小型机器人、计算机辅助图像处理系统等优势,只需1名工作人员控制作业平台、电源、水源供给与起重机,由机器手臂负责清洗玻璃外墙即可。过去需要花3-4个月时间,动用3-4名工作人员执行的清洁工作不到50%的时间内就可以完成,省时,而且安全。

       智慧医疗方面,台大癌医中心及新竹台大分院设有「机器手臂微创手术」系统,迄今已完成超过5,000例机器手臂辅助手术。相较于传统手术,外科医师可以透过3D立体高分辨率视觉影像、仿人类手腕关节的手术器械搭配操作系统,大幅提高手术质量。机器手臂协助下,可以减少手术失血量、降低术后并发症,大幅缩短患者住院时间,而且预后效果更好。

       AI让机器手臂朝智慧化、轻量化、小型化方向发展,协作型机器手臂甚至可以包揽日常庶务,如采摘水果、泡茶、逗弄宠物,还有协助折迭衣物的机器人,如伯克利人工智能(BAIR)实验室调教原型机器人BRETT,利用两只机器手臂与红外线扫瞄技术折迭毛巾,几经修正后,现在只要90秒就能完成折迭T恤的工作,折衣机器人被命名为SpeedFolding。研究员Yahav Avigal指出,SpeedFolding系统采用神经网络BiManual Manipulation Network学习4,300次抚平和折迭动作,每小时可抚平、折迭30-40件衣物,成功率达93%,小缺点是速度仍不够快、衣物表面仍有小皱褶,还有进步空间。

       SpeedFolding折衣机器人利用两只机器手臂与红外线扫瞄技术,90秒就能折迭T恤。(source:Griffig)

       协作型机器人及机器手臂需要仰赖感知、视觉感知及计算能力,才能确认是否需要因应外在环境变化而减缓或停止运动,视觉雷达可以协助判断距离是否安全、机械手臂是否需要减速,而计算能力则是藉由软件演算前述感知数据,进一步下达正确指令或反馈。由于3D视觉、自主路径规划、AI识别等技术日益精进,加速协作型机器人及机器手臂的智慧化进程。鉴于协作型机器人与机器手臂具有极高的成本效益,灵活、安全、易于使用,传统的工业机器人四大巨头瑞士abb、日本发那科(fanuc)、德国库卡(KUKA)及日本安川电机(YASKAWA)也开始布局相关业务。


 
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