協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展如何利用好人工智能技術(shù)

自主移動(dòng)機(jī)器人（AMRs）通過(guò)自動(dòng)化重復(fù)和容易受傷的材料運(yùn)輸，與人合作，創(chuàng)造高效的工作環(huán)境。雖然這些機(jī)器人使用傳感器和算法來(lái)安全地在動(dòng)態(tài)環(huán)境中導(dǎo)航，但它們無(wú)法將這種感官輸入應(yīng)用于高級(jí)決策。AMRs發(fā)展的下一步是添加人工智能（AI），以提高智能移動(dòng)機(jī)器人的能力。人工智能將使這些機(jī)器人更加高效，增加機(jī)器人可以執(zhí)行的任務(wù)范圍，并減少適應(yīng)工作環(huán)境的需求。

向人工智能的過(guò)渡

如今，移動(dòng)機(jī)器人使用傳感器和軟件來(lái)控制（定義機(jī)器人應(yīng)該在哪里以及如何移動(dòng)）和感知（讓機(jī)器人理解并對(duì)周圍環(huán)境做出反應(yīng)）。數(shù)據(jù)來(lái)自集成的激光掃描儀、3D攝像機(jī)、加速度計(jì)、陀螺儀、車輪編碼器，以及更多的數(shù)據(jù)，以便為每種情況做出最有效的決策。這些技術(shù)為AMRs提供了許多功能，這些功能在今天的汽車中已經(jīng)變得非常熟悉和令人滿意。這些機(jī)器人能夠使用最有效的路線進(jìn)行動(dòng)態(tài)導(dǎo)航，具有環(huán)保意識(shí)，因此可以避開(kāi)路上的障礙物或行人，并在需要時(shí)自動(dòng)充電。然而，如果沒(méi)有人工智能，這些機(jī)器人對(duì)所有障礙物的反應(yīng)都是一樣的：如果可能，它們會(huì)減速并試圖繞過(guò)人或物體;如果沒(méi)有安全的辦法繞過(guò)它，它們會(huì)停下來(lái)或后退。AMR的標(biāo)準(zhǔn)方法幾乎適用于所有情況，但就像人工智能為自動(dòng)駕駛汽車和智能無(wú)人機(jī)提供新功能一樣，它也準(zhǔn)備大幅改變機(jī)器人技術(shù)。

人工智能包括幾個(gè)分支?，F(xiàn)階段用于自主移動(dòng)機(jī)器人的人工智能主要集中在機(jī)器學(xué)習(xí)和視覺(jué)系統(tǒng)上。

米爾AI相機(jī)的靜態(tài)相機(jī)使米爾機(jī)器人能夠預(yù)測(cè)路線上的障礙，因此它們能夠提前重新路由，以優(yōu)化導(dǎo)航。

如今，用于協(xié)作機(jī)器人的人工智能主要專注于機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和視覺(jué)系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)正在顯著擴(kuò)展早期基于傳感器的功能。幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)成熟使這些創(chuàng)新成為可能：

一系列小型、低成本、節(jié)能的傳感器使移動(dòng)和遠(yuǎn)程設(shè)備能夠捕捉和傳輸大量關(guān)于機(jī)器人當(dāng)前、擴(kuò)展和預(yù)期環(huán)境以及內(nèi)部條件的數(shù)據(jù)。

云計(jì)算和寬帶無(wú)線通信允許從任何接入點(diǎn)幾乎立即存儲(chǔ)、處理和訪問(wèn)數(shù)據(jù)。安全虛擬網(wǎng)絡(luò)可以適應(yīng)動(dòng)態(tài)需求，幾乎可以消除停機(jī)和瓶頸。

強(qiáng)大的以人工智能為核心的新型處理器架構(gòu)廣泛應(yīng)用于AMD、英特爾、英偉達(dá)和高通等傳統(tǒng)半導(dǎo)體公司，以及谷歌和微軟等該領(lǐng)域的新參與者。雖然傳統(tǒng)的廣泛使用半導(dǎo)體正面臨摩爾定律的限制，但這些新芯片是專門為人工智能計(jì)算而設(shè)計(jì)的，它在提高性能的同時(shí)降低了成本。低功耗、低成本的人工智能處理器甚至可以集成到小型移動(dòng)或遠(yuǎn)程設(shè)備中，從而使現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算能夠快速、高效地做出決策。

復(fù)雜的軟件算法分析和處理最具生產(chǎn)力的位置的數(shù)據(jù)——在機(jī)器人中，在云中，甚至在遠(yuǎn)程、擴(kuò)展的傳感器中，這些傳感器為機(jī)器人提供額外的智能數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)需求并主動(dòng)適應(yīng)其行為。

使用這些功能，機(jī)器人編隊(duì)的行為就像一群學(xué)生在網(wǎng)上上課。他們?cè)诰W(wǎng)上學(xué)習(xí)，然后可以在不需要經(jīng)常訪問(wèn)網(wǎng)上內(nèi)容的情況下進(jìn)行表演。低功耗、具備人工智能能力的設(shè)備和高效人工智能技術(shù)支持新的機(jī)器人系統(tǒng)，具有低延遲和快速反應(yīng)時(shí)間、高自主性和低功耗——所有這些都是成功的關(guān)鍵因素。

AMRs中的人工智能改進(jìn)了路徑規(guī)劃和環(huán)境交互

移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人（MiR）正在推動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人人工智能的發(fā)展，并建立新的行業(yè)預(yù)期。創(chuàng)新的人工智能能力維護(hù)了機(jī)器人的安全協(xié)議，提高了路徑規(guī)劃和環(huán)境交互的效率。

人工智能是通過(guò)機(jī)器人軟件中的高級(jí)學(xué)習(xí)算法，以及安裝在高交通區(qū)域、叉車或其他自動(dòng)車輛路徑上的遠(yuǎn)程連接攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些攝像頭配備了小型高效的嵌入式電腦，可以處理匿名數(shù)據(jù)，運(yùn)行復(fù)雜的分析軟件，以識(shí)別該地區(qū)的物體是人類、固定障礙物，還是agv等其他類型的移動(dòng)設(shè)備。然后攝像頭將這些信息反饋給機(jī)器人，擴(kuò)展機(jī)器人對(duì)周圍環(huán)境的理解，使其能夠在進(jìn)入一個(gè)區(qū)域之前就適當(dāng)?shù)卣{(diào)整自己的行為。具備人工智能功能的網(wǎng)絡(luò)可以幫助機(jī)器人在特定時(shí)間避開(kāi)交通繁忙的區(qū)域，比如貨物定期由叉車運(yùn)送和轉(zhuǎn)移，或者有大量工人在場(chǎng)的時(shí)候，比如休息或換班的時(shí)候。

通過(guò)人工智能，MiR機(jī)器人可以有效和適當(dāng)?shù)貙?duì)不同類型的障礙物做出反應(yīng)，從而提高導(dǎo)航和效率。例如，如果他們面對(duì)來(lái)自另一個(gè)制造商的AMR，他們可以預(yù)測(cè)車輛的運(yùn)動(dòng)并適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)遇到一個(gè)新的未知物體時(shí)，機(jī)器人可以保持謹(jǐn)慎和觀察力，收集數(shù)據(jù)，以便計(jì)算出未來(lái)互動(dòng)的最佳可能行為。

同樣，在復(fù)雜的、高度動(dòng)態(tài)的環(huán)境中——比如那些有自動(dòng)導(dǎo)航車輛（agv）不能偏離固定路徑的環(huán)境，或者有人類驅(qū)動(dòng)的叉車或其他不可預(yù)測(cè)的車輛的環(huán)境中——機(jī)器人的機(jī)動(dòng)能力可能是有限的。agv的安全機(jī)制通常僅限于遇到障礙物時(shí)強(qiáng)制停車，例如，這可能會(huì)阻塞AMR。AI-powered MiR AMRs可以識(shí)別AGV并意識(shí)到它的局限性，這樣他們就可以在AGV安全通過(guò)之前，自動(dòng)在安全位置等待AGV通過(guò)，從而在AGV安全通過(guò)后繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。

雖然機(jī)器人內(nèi)置的安全機(jī)制總是能夠阻止機(jī)器人在其路徑上與物體、人或車輛相撞，但其他車輛，如人類駕駛的叉車，可能沒(méi)有這些功能，從而存在其中一輛車撞上機(jī)器人的風(fēng)險(xiǎn)。MiR機(jī)器人系統(tǒng)可以在高交通區(qū)域到達(dá)之前探測(cè)到它，并可以識(shí)別其他車輛，并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)來(lái)降低碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)這種方式，AMR不僅通過(guò)人工智能改善了自己的行為，而且還適應(yīng)了其他車輛的限制。

左圖：MiR AI攝像機(jī)檢測(cè)到一個(gè)它被配置用來(lái)做出反應(yīng)的物體，這阻止了MiR機(jī)器人穿越紅色標(biāo)記的區(qū)域。正確示例：MiR camera檢測(cè)到一個(gè)人，并配置為在這種情況下不作出反應(yīng)，因?yàn)檫@個(gè)人能夠有效地避開(kāi)機(jī)器人。在這種情況下，MiR機(jī)器人可以越過(guò)綠色標(biāo)記的區(qū)域。

解決人工智能問(wèn)題

人工智能仍然很新，足以引起人們對(duì)正在捕獲和使用的數(shù)據(jù)的安全和隱私的擔(dān)憂，以及在人工智能系統(tǒng)出現(xiàn)故障或受到干擾時(shí)確保安全?？蛻粼诳紤]ai驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮的主要問(wèn)題包括：

數(shù)據(jù)在哪里以及如何存儲(chǔ)、保護(hù)和處理？

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多長(zhǎng)時(shí)間？

捕獲哪些個(gè)人身份信息？

有什么后備安全機(jī)制？

為了保護(hù)安全和隱私，和平號(hào)機(jī)器人和人工智能相機(jī)只發(fā)送決策，而不發(fā)送圖像。由于每個(gè)設(shè)備內(nèi)部都有所需的計(jì)算能力，視覺(jué)傳感器捕獲的數(shù)據(jù)會(huì)被立即處理成形狀、大小和顏色，然后被分類為特定的類別，用于決策。因此，唯一可以發(fā)送的數(shù)據(jù)類型是AMRs能夠理解的命令，例如stop或resume;有關(guān)環(huán)境變化的資料，例如阻塞的道路或擁擠的地區(qū);或者需要采取的新行動(dòng)，比如選擇另一條路線。

雖然機(jī)器人人工智能系統(tǒng)的安全性有時(shí)會(huì)受到關(guān)注，但MiR的主要安全機(jī)制是機(jī)器人的核心，不能被人工智能決策所覆蓋。例如，當(dāng)機(jī)器人上的激光掃描儀為人工智能系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)時(shí)，它們也會(huì)做出基本的安全決策，在機(jī)器人路徑上有人或有障礙物的情況下機(jī)械地阻止MiR機(jī)器人前進(jìn)。

機(jī)器人人工智能的未來(lái)

移動(dòng)機(jī)器人將繼續(xù)成為協(xié)作實(shí)體，而隨著人工智能的出現(xiàn)，它們與人類之間的技術(shù)壁壘將繼續(xù)縮小，從而提高協(xié)作和效率。

隨著人工智能的發(fā)展，我們將獲得更自然地使用語(yǔ)音或手勢(shì)與機(jī)器人互動(dòng)的能力。這可能包括舉起一只手讓機(jī)器人停下來(lái)，把它指向一個(gè)更喜歡的方向，或者揮手讓它通過(guò)或跟隨——或者簡(jiǎn)單地告訴它，“這條走廊在接下來(lái)的兩個(gè)小時(shí)將被封鎖，在那之前走另一條路?！?/p>

盡管移動(dòng)機(jī)器人仍將是一個(gè)帶有緊急停止按鈕的可控工具，但它們將獲得自主權(quán)，這將使它們更有價(jià)值。他們將能夠理解哪里可以改進(jìn)他們的日常工作，并建議更好的路徑到他們的目的地，一天中執(zhí)行任務(wù)的效率更高的時(shí)間，其他可以部署到更高效的工作流的機(jī)器人，以及最合適的充電時(shí)間。

人工智能驅(qū)動(dòng)的AMRS將幫助把工作場(chǎng)所變成有機(jī)的、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的環(huán)境，在這種環(huán)境中，機(jī)器人可以共享來(lái)自自身或遠(yuǎn)程傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)，幫助機(jī)器人團(tuán)隊(duì)做出明智的決策。通過(guò)這種數(shù)據(jù)共享模型，每個(gè)機(jī)器人都可以訪問(wèn)其他機(jī)器人或相機(jī)中的每個(gè)傳感器，從而獲得對(duì)整個(gè)環(huán)境的更詳細(xì)的視圖，從而實(shí)現(xiàn)更高效的路徑規(guī)劃性能。

人工智能：推動(dòng)下一場(chǎng)工業(yè)革命

與以往的工業(yè)革命一樣，人工智能和機(jī)器人技術(shù)將使許多費(fèi)力且不受歡迎的任務(wù)變得過(guò)時(shí)。有了人工智能，MiR機(jī)器人可以更高效、更經(jīng)濟(jì)地完成重復(fù)性、低價(jià)值的物資運(yùn)輸任務(wù)，讓人類有更多的時(shí)間從事更有意義的活動(dòng)。隨著勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺阻礙了全球企業(yè)的發(fā)展，更智能的移動(dòng)機(jī)器人將使企業(yè)能夠提供有回報(bào)的角色，幫助它們吸引和留住有價(jià)值的員工。

來(lái)源：搜狐