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前ABB首席科学家甘中学:我们要做“匠心”工业机器人

发布于:2024-06-18 编辑:匿名 来源:网络

甘中学,2011年就读于美国康涅狄格大学,获得机械工程博士学位。

2012年回国,曾任ABB公司驻美国、首席科学家机器人研究中心主任。

2006年回国发展,目前在宁波智能制造产业研究院担任院长,致力于研发融入人工智能的新型工业机器人。

在近日举行的余姚中国机器人峰会上,他从学术和产业角度清晰阐释了工业机器人智能化的具体举措。

以下是雷锋网为大家整理的演讲要点。

今天的主题是研发智能机器人,探索人机融合的智能制造模式。

我刚刚听了几个报告,他们比我还要好。

我说的是宏观层面。

之前听了整个机器人流程的设计布局,很有用。

尤其是对于有间隙的机器人的运动机构来说,实现无间隙运动确实是一项非常好的技术。

今天我要讲的重点是灵巧。

说说我个人的看法吧。

今天我主要讲三个方面的内容。

首先是智能工业机器人的发展。

发展智能工业机器人 目前,工业机器人在中国浙江掀起热潮。

然而,现有工业机器人能够取代的工作岗位数量约为30-35%。

目前仍有约70%的工作岗位是工业机器人无法替代的。

为什么?这是因为现在的工业机器人实际上是六轴机械臂。

它的双手是由特殊的固定装置制成的,其灵活性和灵活性受到很大限制。

因此,想要机器人真正像人一样,具有良好的灵活性,能够适应不同的加工条件,首先它必须有一双灵巧的手,同时它还必须具有智慧。

人工智能。

因此,发展灵巧的双臂机器人和机器人是扩大工业机器人的工作范围和多样性的必要条件。

我们人类之所以在工作时灵活,是因为我们人类有灵活的双手,还有眼睛的视觉和手的触觉。

通过感知偏差,我们可以纠正它们。

如果我们想要制造智能工业机器人,就必须模仿人类加工劳动的原理。

就是要用我们灵活的双手,用一只手拖动工具,然后随时随地运用我们的视觉和力觉。

感知误差,通过大脑的反馈,发出控制指令,纠正误差,满足我们加工工件的要求。

所以,用王阳明的话来说,我们必须做到知行合一。

工业机器人要想真正实现最基本的智能,首先要实现这个从感知、到反馈、到修正、到执行的不断的智能循环反馈过程。

那么,对于双臂机器人来说,由于可以解放双手,增加了加工过程的灵活性和多样性。

巧妙的机器人是一个智能终端。

所以,这里有两个反馈。

第一个反馈是我们对工具之间的错误的感知和反馈。

这就是我所说的智能循环。

我们另外一个就是操作机器人,根据机器人的工作状态提供反馈来实时修正我们的控制参数,形成手和手臂的复合运动。

这是另一种我们称之为复合练习的练习。

如果这两种反馈能够实现,那么我们将实现人类智能与机器人控制之间的人机融合。

因此,形成手、脑、眼的闭环,智能环路是机器人真正智能的最基本条件。

巧手机器人是一个智能管理平台。

第二件事就是现在的机器人在上面放一个夹具,然后进行6自由度的运动规划。

这个规划是非常有限的。

当我们人类进行加工工作时,我们有多个自由度,并且用我们的手而不是手臂来工作。

因此,我们以后建造这种类型的机器人时,必须要控制手的自由度,以及手臂的控制。

控制以实现机器人的灵活性。

刚才提到,我们在实际实现机器人的时候,不仅仅是运动规划,还有工艺流程,基于流程来完成整体的运动规划。

根据工艺流、物流、信息流,这三个流的整合是机器人完成一个完整动作所必需的。

所以,对于机器人来说,现在的机器人是单臂的。

我们的人民是两只手臂。

随着机器人的发展,我们开发了多臂机器人。

两只手臂不一样。

根据工具的运动,两个臂可以制成短臂、长臂、复杂臂和简单臂。

可制成三臂或四臂。

是的,这就是我们对未来机器人的想法。

巧妙的机器人是智能决策的中心。

同时,未来我们的机器人不仅是一个执行工具,更是一个执行终端。

未来我们的机器人应该具有管理智能和决策智能。

也就是说,机器人本身不仅是一个智能终端,而且还是一个管理中心和决策中心。

但它要处理自己的运动,还要处理在此过程中与其他机器人合作的问题。

同时,它可以很好地检测整个生产线在此过程中出现的任何问题,然后反馈到云脑平台进行决策、诊断、处理和控制。

这是我的第一个问题。

我认为如果我们想扩大工业机器人的范围和多样性,未来我们需要根据其工艺开发双臂或多臂机器人。

发展人机融合新模式。

第二个问题是开发人机融合的新模式。

首先,这个概念是什么?众所周知,我们现在的情报是基于流水线的。

最早的这种发明是亨利·福特将制造汽车这种复杂的体力劳动分解为简单的、单一的劳动,形成流水线,这样每个人,只要有一定的智力,就可以做到。

自动装配线的发明大大简化了流程,使得汽车从经典车变成了大众车。

这是生产方法的改变。

然而,随着历史的发展,人们的个性化需求改变了制造工艺。

对个性化灵活性的要求越来越高。

目前的作坊式生产已不再是批量生产。

所以,这种流水式生产线已经不再不适合个性化制造的发展。

因此,如果想要打造一个能够实现个性化制造的机器人或者机器,就应该改变目前的流水线生产方式。

那么如何进行改变呢?大家都看到,特斯拉造新能源汽车的时候,发生了变化,从过去的线性过程,变成了循环过程。

例如,如果我把一个机器人放在中间,这个机器人可以用一只手臂或多只手臂完全同时移动。

一旦完成,就采用圆形(???)流水线,克服了简单流水线的缺点,增加了个性化。

它增加了灵活性,同时提高了劳动效率。

因此,基于此,对于我们精巧的多臂机器人,我们拥有了创客们喜爱的通用制造平台。

让我给你看一个视频。

这是组装电路板的过程。

很多创客说??我想要一个工作台,这样我就可以做任何我想做的事情。

我今天可以制作电路板,明天可以制作玩具。

我该怎么做?这种有两只手的东西,一只手是为了工艺的多样性,另一只手是为了工件,拓展了人类加工和改变的空间。

它的运动可以是左、右、上、下。

那么,借助这种双臂工业机器人,可以为创客提供个性化的柔性加工端口。

这是第一种方法。

第二种方式就是现在的自动化生产线。

我想我们从事过工业的人都知道,一般加工行业,核心加工是在中间。

你的车床一边加工一边切削,中间安排了大量的前处理和后处理。

这样做的人很多,为什么呢?因为这项工作灵活且复杂,无法由机器承担。

如果使用双臂机器人,我们可以在前面建一个环岛,然后进行加工。

然后还有一个环岛用于后处理,所以对于一个中小企业来说,你有一个核心单元,一个预处理单元和一个后处理单元。

三个机器人或两个机器人可以处理一条基本的生产线。

这种个性化的生产制造线适合中小企业。

这是注塑机,然后抛光、打磨。

前面用于装载材料和添加附加设备。

注塑机有两台。

另一种需要大手臂才能完成这种事情。

比如我们做高铁,它不能完全个性化,需要大规模定制。

我们如何进行大规模定制?我们拥有双臂和多臂机器人,大大简化了大规模定制生产线。

这是一个大型智能制造车间,通过多臂机器人、多摄像头位以及部分无人机实现物流。

这样就构建了一个立体的智能车间。

一方面,它是一条自动线。

我们的物流配合基于环形和三维表面定位的三维无人机,缩短了车间的空间、物流和时间。

这使得大型车间的设计成为可能。

让我举一个例子。

这是我们大规模定制的高铁车厢内的设备。

如今,装备高铁车厢非常困难。

一辆车厢需要 300 个人工作 16 天才能安装所有灯光和所有东西。

现在大家都可以观看了。

我们使用这个双臂机器人来安装玻璃。

以前,安藤臂上有两个人。

一个人把玻璃装上,拧紧螺丝,还有物料转移。

现在这辆车既可以做物料转运,也可以做转运。

三个手臂不仅实现了物流线,还可以将两个工人合并为一条作业线。

因此,当我们到达个性化制造时代时,我们应该改变亨利·福特现有的生产模式。

我们通过环形、三维、环形加工岛实现柔性自动化。

长期以来,人们在自动化CMS方面做了大量工作。

过去之所以没有实现,是因为没有像现在的信息网络这样的互联网;同时,过去灵活性一直被认为是在单机范围内,因为这种实现受到限制。

但之前的工作很有价值。

我们开发新型机器人,用新的思维方式构建自动化。

未来可实现个性化制造车间、柔性单元、单线制造智能工厂。

基于智能空间的人机融合接下来我刚才讲的是利用这种人机融合的方法进行处理。

因为我一直在这个行业,但是这个想法也可以延伸到我们人机融合的智能生活中。

今天早上大家都看到了。

会议上的机器人非常愚蠢。

因为它是工业机器人。

我们可以制造一个非常智能的家庭机器人来做到这一点。

我想在这里说几句话。

当然,我是做工业机器人的。

从工业机器人的角度来说,我们现在做的那种服务机器人基本上是和人没有接触的,无论是跳舞还是教孩子学习。

是什么原因?当人类与机器交互时,当前的技术还无法保证其安全性和舒适性。

所以,我个人认为,如果我们真的想让机器人走进千家万户,走进千家万户,就必须用让人能够接触到机器人的技术,让机器人对人绝对安全、绝对舒适、绝对友好。

我们可以做到这一点。

所以从我们的角度来说,手柄的动作一定要做好。

这就是我们所做的。

当然,我们所做的都是非常基础的。

另外,一旦有了机器人、无人驾驶汽车、无人机,我们的物理空间就不再是简单的物理空间,而是一个有传感器、有信息传输的智能空间。

我们首先要建设这个智慧空间。

在这个智能空间里,我们的传感器将会大大减少,相关的碰撞和不安全感也会大大减少。

因此,我们在建设智能家居或者智能生活的时候,除了控制机器人本身,不如构建一个智能空间。

那么,就像我刚才说的,如果我们能够建设好一个智慧空间的话。

你有智能家电,你有空调,你有冰箱,所有这些都带有传感器。

每个人本身就是一个代理人,为我们提供信息。

所以我们必须用这个技术构建一个智能空间,然后把机器人放进去。

机器人与人在智慧空间中进行交流、互动,营造更加美好、安全、舒适的氛围。

我相信未来是一个人机融合的时代。

由于人机的发展,特别是机器人与人的陪伴,这个时代对传感器和互联网的要求大大提高。

机器人时代让我们的生活变得更加舒适、更加有趣,因为机器人代替了人做简单、重复性的工作。

,机器人为我们做危险且不可能的工作。

这时候,很多人就会想到一个问题:机器人能做到这一点之后,人该怎么办?有些人会失业。

我认为计算机的出现并没有让人们失业。

个人机器人的出现不会让我们失业。

我们人类放弃简单重复的劳动,转而做自己感兴趣、愿意做的工作。

为了生活,我们才有这种创造性的工作。

所以我觉得工业机器人的时代是美好的,让我们一起为它努力吧,谢谢大家。

摘要:甘忠忠作为美国ABB公司和首席科学家机器人研究中心原主任,发表了主题鲜明、思路清晰的演讲。

他的话简单地向我们展示了他眼中工业机器人智能化的可执行方式——灵巧性的发展。

多臂机器人。

然后基于这个巧妙的多臂机器人,搭建了一个有序的智能管理平台,最后提升为一个智能决策中心。

这些理论看似简单易懂,但在有人系统地提出工业机器人智能化的过程之前,很多人一直停留在工业机器人作为自动化设备的认识上。

他们甚至认为以前的工业机器人过于呆板、庞大、单调、乏味。

它不应该被称为“机器人”,它最多只能被称为“设备”。

现在有人想给工业机器人配备像服务机器人一样的智能大脑。

那么我们应该举起双手欢迎工业机器人加入其中。

前ABB首席科学家甘中学:我们要做“匠心”工业机器人

“有灵魂”的智能化趋势来了。

前ABB首席科学家甘中学:我们要做“匠心”工业机器人

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