Роботы получают координацию рук и глаз

Хотя Современный механический цех фокусируется на обработке с ЧПУ, изображенное здесь приложение заслуживает внимания. Рассмотрим на мгновение трудности, связанные с автоматизацией такой задачи, как вставка кабелей Ethernet. Множество переменных, от различных положений разъема до непредсказуемого изгиба шнура и уровня силы, необходимой для «защелкивания» разъема на месте, могут поставить в тупик даже самого тщательно запрограммированного робота. Этот робот отличается тем, что полностью отказывается от тщательного программирования в пользу контроля над собой. При необходимости он может регулировать свой подход, чтобы обеспечить плотное прилегание независимо от ориентации или положения гнезда.

Помимо вставки кабеля, более широкие последствия предоставления роботам того, что по сути является зрительно-моторной координацией, нетрудно представить. Если наши механизированные коллеги смогут это сделать, смогут ли они когда-нибудь помочь станочным цехам с ЧПУ манипулировать смесью различных деталей с помощью активных инструментов для удаления заусенцев или, возможно, выбирать заготовки наугад из коробок без решеток или других приспособлений? Инспекция, отделка поверхности, обслуживание машин и, возможно, даже приложения, которые еще предстоит изучить, могут выиграть от такой системы.

Вспомогательная система управления этого робота, разработанная в Германии компанией Micropsi Industries, называется MIRAI (Micropsi Industries Robotic Artificial Intelligence). Он использует камеры, датчики силы и нейронную сеть, чтобы аппроксимировать человеческие чувства и реагировать на динамичную среду в режиме реального времени. Рик Шуновер, представляющий компанию в Северной Америке, говорит, что некоторые ранние приложения уже дают веские основания для расширения амбиций за пределы электронной промышленности.

Например, одним из первых вариантов использования является загрузка шестерен в зубофрезерный станок достаточно деликатно, чтобы продлить срок службы оправки, говорит он. Другой использует систему для обрезки больших составных аэрокосмических конструкций с постоянным уровнем усилия, независимо от ориентации или местоположения робота относительно поверхности детали. Активные исследования по подбору и точному размещению множества различных деталей, напечатанных на 3D-принтере, также иллюстрируют широкий потенциал технологии для автоматизации небольших объемов работы с большим количеством товаров.

Программисты не «учат» кобота, управляемого MIRAI; они обучают его навыкам. Процесс похож на то, что человек неоднократно направляет манипулятор робота в соответствии с движениями выбранной задачи. Однако рука должна приближаться к цели с максимально возможного количества направлений и углов. Это связано с тем, что в центре внимания этих алгоритмов машинного обучения находятся не средства для достижения желаемой цели, а сама цель — например, кабель в розетке. По мере движения робота облачная нейронная сеть обрабатывает непрерывный поток данных датчиков, чтобы получить представление о его окружении и о том, что требуется для выполнения задачи.

«Если вы хотите вставить колышек в отверстие, вы не будете математически рассчитывать и выполнять последовательность движений», — объясняет г-н Шуновер. «Если вы можете это увидеть, вы можете это сделать — пути нет. Вы собираетесь посмотреть на колышек, посмотреть на отверстие и воткнуть колышек в отверстие. Если отверстие сдвинется, вы можете приспособиться к этому и в любом случае вставить колышек».

Пока MIRAI управляет роботом только на критических участках традиционно запрограммированного пути — в момент ввода кабеля или, возможно, захвата или вложения детали. В этот момент робот начинает двигаться самостоятельно, основываясь на собственном «восприятии», а также на том, что он «узнал» о своих целях и естественной изменчивости окружающей среды.

Появится ли такая технология когда-нибудь в вашем цеху или она когда-либо будет использоваться не только для микродвижений, еще неизвестно. Тем не менее такие технологии, как MIRAI, меняют наше представление о том, какой может быть автоматизация:гибкой, простой в развертывании и теперь, очевидно, терпимой к изменениям, начиная от возмущений окружающей среды и заканчивая различиями в форме, положении и геометрии деталей.