译文

机械太空人显示人形机器人在工作上具有的潜力

翻译:ayths613 | 2010-02-05 14:49:42 | 阅读363 | 来源

 

虽然人形机器人备受社会关注,但在功能上还是过于简单。本田公司的阿西莫(Asimo)机器人会跳舞,能与人握手,有时还会上茶。丰田公司的“伙伴机器人(Partner Robots)”系列会玩乐器,会引导游客参观公司设在日本的汽车生产工厂。除此之外,世界各地的实验室里还有更多更不出名的机器人,它们有的能用手安全地抓起东西,有的能走上几步,而保持特别昂贵的头部不倾斜。凭着这些技能,它们抢得了媒体的头条。而人形机器人是机器人世界的名人。

 

这就是为什么最近推出的机器人Robonaut2成为机器人发展上的一个重要里程碑。Robonaut2(简称R2)是美国通用汽车和美国航天局约翰逊航天中心合作的成果,是Robonaut的第二代。Robonaut是美国航天局设计的一款人形机器人,在太空行走、行星探测和任何需要多一双灵巧双手的任务时为宇航员提供协助。美国宇航局在Robonaut机器人设计上有意避免了采用复杂的、高成本的两条腿走动的模式,而是只给它配了一条腿。这种设计更适合宇航员在舱外活动时采用的“双脚固定”的工作方式。Robonaut还可以象半人马一样安装在一个轮式平台上。Robonaut还从未进入过太空,但从2007年开始,通用汽车公司的工程师有一个团队加入到休斯敦的约翰逊航天中心现有Robonaut团队,帮助设计第二代Robonaut。通用汽车还为该项目提供了资金,鉴于美国航天局目前的预算方式正在进行变革,这一举措从现在来看显得很有远见。

所以,确实,为什么一个陷入困境的汽车制造公司将其正日渐减少的资源投入到一个机器人上,而这个机器人是将来用于航天器周围攀爬或在其他星球上走动的?出于同样的原因,通用汽车一直对机器人感兴趣,这个原因就是制造汽车。通用汽车公司负责研究和开发的全球副总裁艾伦·陶布说:“我们与美国航天局有一个共同的目标。”“他们希望制造出一个可以在宇航员旁边工作的机器人。”他说,“对于这个问题,我们想作出的回答是,‘怎样制造出一个机器人,让它在没有安全防护措施和设备的条件下,与它的操作者一起工作?”由于工厂组装线上的机器人是按照其自动化程序作业的,它们对周围存在固有的危险性。并且根据陶布的说法,提供保护设施和其他安全措施的费用往往比机器人本身还要高。他说:“我们要制造的机器人能够有自己的特点,如果你只是举着双手,它一碰到你的手它就会停下来。”

在理论上,这不是一个新的特点。美国宇航局设计的第一代Robonaut机器人由人通过遥控操作直接控制或根据人给出的不同的命令行事,工程师把这叫“监督下的自主权”。R2项目的工程师们更专注于这种自主权,但按照Robonaut2的项目主管迈伦·迪弗特勒(Myron Diftler)的观点,与通用汽车公司合作的益处是该公司具有设计可连续使用和没有高学位的人使用的机器人的经验。迪弗特勒说:“他们注重耐用性和简易性,这点上与美国宇航局不同。”美国宇航局的机器人通常由经过严格训练的人操作,他们使用各种复杂的命令。就象火星探测器显示出的强大生命力,设计用于空间探险的机器人要能够数百次地执行一个给定的动作。通用汽车公司在工业机器人上的经验可以帮助R2团队简化控制界面,这意味着在培训上可投入更少的时间和金钱,以及在太空或地球上可以用更少的人员去操作机器人。

通用汽车公司参与开发R2的目的,是最终在工厂安装类似系统,去完成那些重复性的、因人体工程学因素人难以完成并危及工作人员的那些工作。机器人的头上安装有视觉传感器,在其手指上还安装了压力传感器,能够让它以接近人具有的精确动作操作仪器。对第一代Robonaut机器人最大的升级改造部分是R2的姆指,现在它的姆指具有4个自由度(而不是3个),并且其大姆指整体活动速度也因此而得到提高。所有这些带来的突破可以使一个机器人专家感到震憾:R2可以用双手去应付柔软的物体。如果这听起来很简单,请考虑到控制那些软绵绵、易变形的东西对感知数据的数量、认知的加工和身体灵活性上的要求。在其它机器人还在蹒跚学步时,R2正在跳跃。

不过,现有的两个R2型机器人仍然基本上是没有脚的,通用汽车公司不需要一个有两只脚的机器人在其工厂里摇摇晃晃地走来走去,而美国宇航局计划在R2上安装至少象它的前辈那样多的移动平台。R2的下半部将被模块化,然后是重新设计的头部也被模块化,这样头部可以根据不同的任务或环境安装上各种传感器。当然,直到美国宇航局的预算问题得到解决,迪弗特勒还无法证实R2将执行美国宇航局的那些任务,或者这些机器人什么时候可以投入使用。这意味着R2,或者在它的基础上发展起来的机器人,在能够进入太空之前更可能出现在通用汽车公司的工厂内。陶布认为Robonaut2是一种概念展示,就象该公司无人驾驶的Chevy Tahoe车“Boss”在2007年赢得了DARPA城市挑战赛(DARPA美国国防部高等研究计划局),这对公司的实力是一种证明。随着通用汽车公司继续与美国航天局合作,陶布希望在35年内能有一个人形机器人出现在自动化工厂的生产线上(与R2相关的技术改进,如在视觉处理上的改进,可以使人形机器人甚至能更快地在工厂里出现)。事实上,他看到了在自动驾驶与自动化人形机器人间有一个类似的整体时间表。很容易让人进行这样的比较,因为通用汽车公司的“Boss”汽车就让人看到了机器人司机的影子。而现在来看,Robonaut2将可能是第一个蓝领机器人。陶布和迪弗特勒也设想把R2应用在人需要穿上厚重保护服的环境,如无尘无菌室或核设施,因为穿上过于厚重的保护服将限制人的灵活性。无论最终发展成什么样,R2对本田公司和丰田公司那些更具娱乐性质的人形机器人带来了危机感。“我们在公司里提到机器人时,想到的是我们设计出这些机器人去完成工作。”陶布说,“虽然它很有趣和令人兴奋,但公司不是上展示和讲述课的地方。”

【本文翻译仅为外语学习及阅读目的,原文作者个人观点与译者及译言网无关】

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