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近年來,隨著自動(dòng)化生產(chǎn)需求的持續(xù)釋放,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來了迅猛發(fā)展,各種機(jī)器人技術(shù)都在商業(yè)化應(yīng)用中找到了合適的落地,推動(dòng)著各行各業(yè)的快速轉(zhuǎn)型升級。反過來,由于行業(yè)應(yīng)用的深化和下沉,也呼喚著機(jī)器人技術(shù)的高要求發(fā)展與進(jìn)一步升級,人們對機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)的加深,增強(qiáng)了大家對技術(shù)未來發(fā)展情況的殷切期待。
2018年,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的火熱發(fā)展,已經(jīng)向我們展現(xiàn)了機(jī)器人語音技術(shù)、自主移動(dòng)技術(shù)、定位導(dǎo)航技術(shù)、感知識(shí)別技術(shù)等多項(xiàng)*技術(shù),以這些技術(shù)打造的機(jī)器人,在領(lǐng)域應(yīng)用中展現(xiàn)出了巨大的價(jià)值與成果。進(jìn)入2019年,一部《大黃蜂》又再度引發(fā)了人們對機(jī)器人變形技術(shù)的關(guān)注,樂森機(jī)器人攜多款“變形金剛”產(chǎn)品亮相CES展會(huì),展示出了國內(nèi)機(jī)器人變形技術(shù)的高水平。
2019年被不少人認(rèn)為是機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵一年,那么,以機(jī)器人變形技術(shù)為開端,新的一年里你期待哪些新技術(shù)?
機(jī)器人柔性化技術(shù)
柔性機(jī)器人目前分為工業(yè)和生物兩大類,主要是為了應(yīng)對制造業(yè)和醫(yī)療行業(yè)的需求,有意思的是柔性機(jī)器人在不同的領(lǐng)域定義也不*相同。
從制造業(yè)的角度來講,柔性機(jī)器人是指運(yùn)用機(jī)器視覺的六軸以上的工業(yè)機(jī)器人。從生物學(xué)角度來講,柔性機(jī)器人是指模擬生物的柔性與靈活性創(chuàng)造的仿生機(jī)器人。柔性機(jī)器人的工作是由機(jī)器感知,機(jī)器行動(dòng)和人機(jī)交互三大部分相互作用而完成的,具備高靈活性,可變形性,能量吸收特性等特點(diǎn)。
制造業(yè)方面機(jī)器視覺助工業(yè)機(jī)器人彎道超車。相對于功能比較單一的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人來講,柔性機(jī)器人借助于相機(jī),光源,圖像采集卡,視覺軟件等機(jī)器感知部件,通過圖像采集,圖像處理,運(yùn)動(dòng)控制來完成一系列復(fù)雜的動(dòng)作。正是由于近幾年視覺機(jī)器的快速發(fā)展,才讓柔性機(jī)器人在制造業(yè)領(lǐng)域大限神威目前已經(jīng)形成FMS系統(tǒng)。
生物學(xué)方面主要是應(yīng)用于醫(yī)學(xué),目前比較*成熟的柔性機(jī)器人是美國的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人。它由醫(yī)生控制系統(tǒng),三維成像視頻影像平臺(tái),機(jī)械臂攝影臂和手術(shù)器械組成移動(dòng)平臺(tái)三部分組成。實(shí)施手術(shù)時(shí)醫(yī)生不需要與病人接觸,通過三維視覺系統(tǒng)和動(dòng)作定標(biāo)系統(tǒng)操作控制,由機(jī)械臂以及手術(shù)器械模擬完成醫(yī)生的技術(shù)動(dòng)作和手術(shù)操作。
正是由于近些年來機(jī)器視覺系統(tǒng)的快速發(fā)展,讓柔性機(jī)器人彎道超車,相對于傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人更有發(fā)展前景。
液態(tài)金屬控制技術(shù)
研究人員的方法是使用鎵銦硒合金來進(jìn)行研究,該物質(zhì)在室溫環(huán)境下也是液態(tài)的,其熔點(diǎn)在50華氏度,大約在10攝氏度左右,合金形態(tài)處于液體環(huán)境中,并施加電壓來改變其形狀。即便不能研制出類似科幻電影《*》系列中的液態(tài)金屬機(jī)器人,也可以在醫(yī)療領(lǐng)域有可用之處。
研究人員對液態(tài)金屬的控制方法進(jìn)行了測試:現(xiàn)有的機(jī)器人有著各種各樣的形狀大小,但是它們都有一個(gè)共同點(diǎn),那就是都是固體,而科幻電影《*》系列中展示了液態(tài)金屬機(jī)器人的技術(shù),如T-1000全液態(tài)金屬機(jī)器人,可以操縱液態(tài)金屬來改變外表形狀,使機(jī)器人呈現(xiàn)各種造型,這使我們對機(jī)器人的概念有了重大改變,那么液態(tài)金屬機(jī)器人是否可行呢?來自中國清華大學(xué)、北京大學(xué)的研究人員近日發(fā)表消息稱找到了一種可以控制液態(tài)金屬的方法。
鎵銦硒合金的熔點(diǎn)只有10攝氏度左右,為我們呈現(xiàn)了制造液態(tài)金屬機(jī)器人的技術(shù)雛形:當(dāng)我們想到液態(tài)金屬時(shí),可以馬上聯(lián)想到汞,當(dāng)然汞是有毒的,如果一種超級液態(tài)技術(shù)機(jī)器人是由汞制造的,那么將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)可怕的后果,可能會(huì)毀滅所有的人類。研究人員的方法是使用鎵銦硒合金來進(jìn)行研究,該物質(zhì)在室溫環(huán)境下也是液態(tài)的,其熔點(diǎn)在50華氏度,大約在10攝氏度左右,合金形態(tài)處于液體環(huán)境中,并施加電壓來改變其形狀。
汞在常溫下呈液態(tài),而鎵銦硒合金也是液態(tài),可用于制造液態(tài)金屬機(jī)器人:鎵銦硒合金液態(tài)金屬顆粒移動(dòng)主要通過改變電流來實(shí)現(xiàn),由于該合金在常溫下可呈液態(tài),因此被科學(xué)家選為實(shí)驗(yàn)的材料,另一種常溫下為液態(tài)的金屬為汞,但汞是有毒的,鎵銦硒合金不像汞那樣有毒性。
《*》系列中的液態(tài)金屬機(jī)器人距離我們?nèi)苑浅_b遠(yuǎn):研究人員認(rèn)為通過加上不同的兩端電壓可將金屬液滴移動(dòng)到不同的位置上,因此下一步的實(shí)驗(yàn)也將證實(shí)在不同電壓等條件下是否可將液態(tài)金屬顆粒呈現(xiàn)出不同的形狀和分布,這項(xiàng)研究有助于建造簡單的機(jī)器。即便不能研制出類似科幻電影《*》系列中的液態(tài)金屬機(jī)器人,也可以在醫(yī)療領(lǐng)域有可用之處。
生肌電控制技術(shù)
生肌電本身是醫(yī)學(xué)范疇的事情,主要包含心電(ECG)、腦電(EEG)、和肌電(EMG)。
心電是什么無需贅述,而腦電近些年也很火爆,但是觀測腦電通常只能監(jiān)測是否活躍,所以國外腦電產(chǎn)品常被用于瑜伽中的冥想訓(xùn)練。
相比腦電,肌肉電信號(hào)的可讀性則更強(qiáng)。人體和電腦其實(shí)很相似,人腦就和CPU一樣起到控制作用,里面跑著無數(shù)的進(jìn)程,肌肉可以理解成為帶網(wǎng)線的馬達(dá),配合骨骼起到執(zhí)行作用。當(dāng)你拿著一個(gè)探測器去測CPU,你只能知道因?yàn)樗F(xiàn)在很燙,所以推測它在運(yùn)行一些比較大的任務(wù),但很難知道到底是什么進(jìn)程這消耗CPU,就像你只能通過腦電波了解大腦是否處于活躍狀態(tài)。
肌肉主要分為肌纖維和肌腱,肌纖維在中間,兩頭的肌腱附著在骨骼上;當(dāng)大腦發(fā)出控制信號(hào),經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的奇妙的傳輸,終以電流的形式到達(dá)肌纖維,肌纖維受到電流刺激后收縮,通過肌腱帶動(dòng)骨骼完成動(dòng)作。肌肉作為執(zhí)行單元,內(nèi)部所監(jiān)測到的肌電信號(hào)和肌肉的狀態(tài)有直接聯(lián)系,不同的動(dòng)作所對應(yīng)的肌電信號(hào)是差異化的,所以通過監(jiān)聽肌電信號(hào)即可反推出你的操作。
這個(gè)過程包含了兩個(gè)方面,信號(hào)捕捉和模式判斷。
情感識(shí)別技術(shù)
情感識(shí)別技術(shù)的實(shí)現(xiàn),能夠讓機(jī)器人對人類情感和心理活動(dòng)進(jìn)行有效識(shí)別,從而獲得與人類似的觀察、理解、反應(yīng)能力,輔助醫(yī)療康復(fù)、刑偵鑒別等活動(dòng)開展。
具體來說,該技術(shù)是機(jī)器人發(fā)展到別階段后才擁有的技術(shù),機(jī)器人擁有情感識(shí)別技術(shù)也就意味著更加的擬人化,可能會(huì)對人造成更多的威脅。不過,現(xiàn)階段所追求的情感識(shí)別,還只是對人類的表情做出識(shí)別和理解,是人臉識(shí)別的一種衍生技術(shù),較為初級。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的精神世界提升可能不大,但卻能讓機(jī)器人更好的融入人們的生產(chǎn)和生活,因此前景可期。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
機(jī)器人虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)操作者對機(jī)器人進(jìn)行虛擬遙控的技術(shù),該技術(shù)在維修檢測、娛樂休閑、現(xiàn)場救援等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用價(jià)值。
當(dāng)前的虛擬VR技術(shù)給人們打開了奇妙世界的大門,在影視、娛樂、教育等領(lǐng)域具有神奇功效,如果將虛擬技術(shù)運(yùn)用到機(jī)器人的控制方面,讓人能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)對機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操作,就像阿凡達(dá)一樣,這也將帶來一種革命性的有趣改變。
總的來說,當(dāng)前我們現(xiàn)有的機(jī)器人技術(shù)還比較初級,所能應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)的功能少之又少,但人們對于機(jī)器人的想象和憧憬卻是無限的,只有想不到?jīng)]有辦不到,隨著人們對機(jī)器人理解的不斷加深,未來機(jī)器人所能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和功能也將無限疊加下去,2019年就是一個(gè)好的開始!
在AR的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中,加入肌電臂環(huán)具有*的實(shí)用價(jià)值。工廠環(huán)境復(fù)雜,可能噪音、光線不穩(wěn)定,因此語音和機(jī)器視覺手勢識(shí)別都面臨著非常實(shí)際的問題,再加上工人通常都是佩戴手套或者手持物品,很難進(jìn)行遙控器按鍵操作,而他們的臂環(huán)則能不受干擾并實(shí)現(xiàn)常用操作。另外,功耗問題是一直困擾著可穿戴產(chǎn)品的千古難題,機(jī)器視覺需要的功耗通常在數(shù)瓦,而肌電方案可以做到十分之一瓦,優(yōu)勢非常明顯。在工業(yè)場合,單純的肌電控制也許不能解決所有的問題,但通過融合其他的交互方式,則能應(yīng)變多樣化的工作環(huán)境。
北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司,成立于2009年8月,成立至今已經(jīng)和國內(nèi)多家教育機(jī)構(gòu),全國各地多家企業(yè)有過長期的合作關(guān)系,專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研究,長期聘請清華大學(xué)精密儀器系的專家為技術(shù)顧問,并成立新型材料檢測儀器研發(fā)中心。
北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司是集專業(yè)設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)與銷售于一體的高新技術(shù)股份制企業(yè),專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研制、材料檢測技術(shù)的提高及材料試驗(yàn)方法的創(chuàng)新,是國內(nèi)的材料試驗(yàn)檢測儀器的生產(chǎn)企業(yè)。
富瑞恒創(chuàng)儀器研發(fā)部擁有行業(yè)內(nèi)you秀的、的研發(fā)力量及技術(shù)團(tuán)隊(duì),,并成立新型材料檢測儀器研發(fā)中心,是對推動(dòng)國內(nèi)材料檢測技術(shù)的提高和試驗(yàn)方法創(chuàng)新的重要技術(shù)保證力量。富瑞恒創(chuàng)同時(shí)還與中科院自動(dòng)化研究所、國防科技大學(xué)等全國數(shù)十所科研院所開展緊密合作,并為航天科技企業(yè)和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室定制生產(chǎn)了大量標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的測試儀器。
而對于VR主題樂園,肌電的交互方案能夠準(zhǔn)確判斷角度,而光學(xué)方案則能搞定位移等,兩者相結(jié)合能夠達(dá)成更好的效果,“至少玩游戲的時(shí)候,你的槍不會(huì)丟失了”。
因?yàn)榧‰娭苯优c個(gè)人動(dòng)作匹配,而同一個(gè)體相同手勢間的差異,個(gè)體和個(gè)體間的動(dòng)作差異,使得用通用模板來實(shí)現(xiàn)大部分人的手勢識(shí)別有很大挑戰(zhàn)。
宏觀上,通過大量的訓(xùn)練樣本可以提高模式識(shí)別的準(zhǔn)確性。目前Neo的產(chǎn)品還處于待發(fā)布的階段,只收集了少量參與者數(shù)據(jù),準(zhǔn)確度達(dá)到85%左右,他認(rèn)為這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,他們也在通過地推等方式獲取更多數(shù)據(jù),但是系統(tǒng)對批數(shù)據(jù)純度要求比較高,因此痛苦的數(shù)據(jù)收集過程是不可避免的。
對個(gè)體而言,他們正在開發(fā)一個(gè)針對個(gè)人用戶的訓(xùn)練和校準(zhǔn)界面,就像我們初使用觸屏手機(jī)需要校準(zhǔn)一樣,用戶根據(jù)提示把幾個(gè)手勢反復(fù)做幾遍,讓系統(tǒng)適應(yīng)之后即可準(zhǔn)確操控。
識(shí)別的大難度不在于理解已定義的動(dòng)作,而是如何排除那些無意識(shí)或無關(guān)的動(dòng)作。
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