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宜家椅子组装机器人

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大多数人需要花好几个小时才能组装完成宜家家居,现在有了一款新型机器人可以在20分钟内完成组装。新加坡南洋理工大学开发了一款能够自动组装宜家家居的机器人,准确的说是花8分55秒组装一把木质宜家的椅子,而之前的11分钟用来检查所有的椅子零件。

这套由助理副教授权刚(音译)设计的机器人,使用3D摄像机和2只机械手臂来抓取零件拼装。

机械手臂和人类的手臂非常接近,安装在手腕处的传感器能够精确分配组装时所需使用的力量。听上去组装椅子很简单,但要让机器人完成这个工作可不容易。对于人类来说,整个组装过程看似很简单,但对机器人来说需要分解成不同的步骤,比如确定零件的名称和需要组装到的位置,组装时需要使用多大的力,机械手臂移动时还不能碰到椅子。为了将这些步骤分解,研发团队进行了数学建模,这样机器手臂就可以自动进行组装。接下来研发团队还将进一步整合机器人的人工智能水平,通过学习人类示范不同的组装方式自我进化组装方式,甚至可以通过阅读安装说明书或是安装流程图就能学会整个组装过程。

该机器人首先会将椅子的所有零件进行3D拍照,通过拍照排序确定每个零件的组装顺序。研究人员这么做的目的在于,人类在组装过程中经常会把零件随意乱放,组装的顺序被打乱后就很容易花更多的时间去修正。为了避免发生这种情况,该机器人在拆开包装时就会对所有零件拍照排序,方便安装时节约时间。

数学建模可以帮助机器人在组装时的动作更加流畅,为了在组装过程中保证机器手指能牢牢抓住零件,研究人员会依靠安装在手腕上的传感器,时时关注机器手指所用的力度。在整个过程中,人类用到了不同的技能,从零件的建模到放置位置,然后使用不同的手臂手指动作进行拼装,还需要考虑到不同的力度。对于机器人来说,最大的难度在于同时合理分配这些技能。研发团队在设计机器手臂、手指和传感器时都需要根据人体工程学原理来优化设计,最大限度模仿人类的动作。

目前研发团队还在和一些自动化工业生产厂商合作,准备在一些自动化领域取代人工工作。不过,那些动手能力差的宜家客户别高兴太早,现在的这个机器人只能组装一把椅子,至于其他家具它的动手能力还不如你!

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