人工智能(AI)和柔性機(jī)器人系統(tǒng)已成為工業(yè)自動(dòng)化未來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)，并在許多方面產(chǎn)生影響。

先進(jìn)制造機(jī)器人研究所(ARM)的首席技術(shù)官Chuck Brandt指出，讓機(jī)器人專家在房間里尖叫著跑出來(lái)的最快方法之一，是讓工業(yè)機(jī)器人處理布料，這是一個(gè)出了名的疑難問(wèn)題。

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Brandt說(shuō)：“這就是為什么不僅在美國(guó)，而且在世界各地的服裝設(shè)施中，看起來(lái)仍然和19世紀(jì)剛誕生時(shí)沒(méi)啥兩樣，一排又一排由人操作的縫紉機(jī)。”

解決自動(dòng)化領(lǐng)域的這一挑戰(zhàn)，是ARM研究團(tuán)隊(duì)喜歡面對(duì)的問(wèn)題。作為其開(kāi)發(fā)未來(lái)制造技術(shù)承諾的一部分，ARM研究所促成了西門(mén)子、Bluewater Defense、Sewbo和加州大學(xué)伯克利分校的合作，創(chuàng)造了一種新的機(jī)器人組裝工藝，將織物與水溶熱塑性聚合物層壓來(lái)加固服裝。

從那時(shí)起，ARM研究所開(kāi)發(fā)了一種新的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)底部折邊(在T恤底部進(jìn)行圓形縫合的過(guò)程)和個(gè)人防護(hù)裝備(PPE)的自動(dòng)化質(zhì)量保證流程。

然而，ARM研究所的未來(lái)主義項(xiàng)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了服裝加工的范疇。2023年，該研究所預(yù)計(jì)將完成多個(gè)領(lǐng)域的研究，包括高精度自適應(yīng)加工、高能材料的安全機(jī)器人處理和人工智能(AI)輔助機(jī)器人編程。

Brandt說(shuō)：“一旦你將機(jī)器人技術(shù)付諸應(yīng)用，就可以提高每位員工的生產(chǎn)力，改善工作條件。”

隨著制造業(yè)本身發(fā)生根本性變化，AI和柔性機(jī)器人系統(tǒng)已成為關(guān)鍵技術(shù)。

“制造業(yè)正在從傳統(tǒng)的低混合/大批量裝置，過(guò)渡到通過(guò)高混合/小批量制造流程實(shí)現(xiàn)更多的定制。這就需要機(jī)器人系統(tǒng)，因?yàn)樗梢噪S著產(chǎn)品的不同而快速、智能地適應(yīng)。從技術(shù)角度來(lái)看，我們還沒(méi)有達(dá)到這一目標(biāo)，但總有一天會(huì)實(shí)現(xiàn)的。”Brandt說(shuō)。

Apera AI公司的首席執(zhí)行官Sina Afropise表示，制造業(yè)即將認(rèn)識(shí)到AI對(duì)工廠的影響。Apera AI是一家總部位于加拿大溫哥華，專門(mén)從事基于人工智能的機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用公司。

很多公司已經(jīng)開(kāi)始探索這個(gè)領(lǐng)域。但很多制造業(yè)的工作流程，如組裝、箱內(nèi)分揀、進(jìn)料和機(jī)器維護(hù)等，傳統(tǒng)上并不是基于AI應(yīng)用的理想選擇。因此，制造商還沒(méi)有意識(shí)到將其完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的潛力。

Apera AI開(kāi)發(fā)了一種由人工智能驅(qū)動(dòng)的3D機(jī)器人制導(dǎo)技術(shù)。Afropise表示，短期內(nèi)該公司的工作重點(diǎn)是為客戶提供一整套技術(shù)，包括遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)能力的高價(jià)值任務(wù)。

“我們希望將一系列任務(wù)帶到桌面上，從定位和路徑規(guī)劃到智能抓取和手持檢查，而不是傳統(tǒng)的檢查裝置，即零件在傳送帶上移動(dòng)，相機(jī)只在零件經(jīng)過(guò)時(shí)拍攝快照。”Afruise說(shuō)。

Apera AI正在開(kāi)發(fā)第二代視覺(jué)智能，被稱為“4D視覺(jué)”，還開(kāi)發(fā)了運(yùn)動(dòng)和抓握規(guī)劃解決方案。下一步，該公司將推出人工智能檢測(cè)解決方案Apera Inspect。最終成果是一整套支持制造應(yīng)用、類似人類的技能。

Afrooze說(shuō)，再往前一步，“我們可以期待更多的系統(tǒng)融入創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。像箱內(nèi)分揀這樣的任務(wù)，對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兒茈y準(zhǔn)確地從箱中抓取零件。但人類可以很容易地做到這一點(diǎn)。”這就是技術(shù)的發(fā)展方向。AI將真正接管運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、抓取規(guī)劃，并提出學(xué)習(xí)政策，自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)器人應(yīng)對(duì)不同的工況。

隨著智能化的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的成本也將同時(shí)下降。Afropise估計(jì)，“這為制造企業(yè)打開(kāi)了各種應(yīng)用的大門(mén)，在以前，或者因?yàn)樘F，或者因?yàn)闊o(wú)法證明投資的合理性，在這些應(yīng)用上無(wú)法考慮使用機(jī)器人。但當(dāng)成本真正下降時(shí)，它會(huì)徹底改變游戲規(guī)則。”

ARM研究所的大部分工作，都集中在智能機(jī)器人領(lǐng)域。Brandt預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年將在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速增長(zhǎng)。“每個(gè)人都看過(guò)這樣的視頻：汽車加工車間，一排工業(yè)機(jī)器人。這些技術(shù)都非常成熟。這些機(jī)器人往往只做一件事，一次又一次的重復(fù)，但做得非常好。但由于適應(yīng)能力極為有限，它們不是你所說(shuō)的‘智能機(jī)器人’。”

在一定程度上，Brandt受到了過(guò)去十年日益流行的協(xié)作機(jī)器人的啟發(fā)，他設(shè)想了一種未來(lái)的制造業(yè)格局：人類和機(jī)器人可以使用自適應(yīng)、靈活的機(jī)器人系統(tǒng)，安全有效地協(xié)作，這些系統(tǒng)可以輕松應(yīng)對(duì)產(chǎn)品線的變化。盡管過(guò)去自動(dòng)化應(yīng)用可能是大公司的專利，但Brandt預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年中小型企業(yè)將以越來(lái)越快的速度采用機(jī)器人技術(shù)。

Brandt認(rèn)為，人工智能等技術(shù)將改變我們看待制造業(yè)的方式，以及我們?nèi)绾味x和實(shí)現(xiàn)不同層次的生產(chǎn)力，在勞動(dòng)力方面也會(huì)經(jīng)歷新的方法和戰(zhàn)略。

“這是無(wú)法回避的，”他說(shuō)，“這并不是一個(gè)新的現(xiàn)象。在過(guò)去的幾個(gè)世紀(jì)里，我們已經(jīng)看到，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)和舊技術(shù)的退役，勞動(dòng)力會(huì)發(fā)生變化并適應(yīng)新現(xiàn)實(shí)。這將會(huì)很有趣。”

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