萊斯大學(xué)開發(fā)了一種新的方式 能簡(jiǎn)化訓(xùn)練協(xié)作機(jī)器人的過程

協(xié)作機(jī)器人（cobot）的設(shè)計(jì)初衷是為了保證在與人類一同工作時(shí)的安全性，協(xié)作機(jī)器人的工作非常出色，但是它們不夠聰明，無法做到超出其編程動(dòng)作序列以外的任何動(dòng)作。

因此，當(dāng)人在與機(jī)器人一同工作時(shí)碰到了機(jī)器人，機(jī)器人就會(huì)暫停。只有確認(rèn)了安全或者人去重啟機(jī)器人，它們才會(huì)繼續(xù)完成任務(wù)。當(dāng)協(xié)作機(jī)器人以這樣的方式運(yùn)行，雖然它們成功地完成了任務(wù)，但是如果協(xié)作機(jī)器人更聰明，能夠根據(jù)人的指導(dǎo)來適應(yīng)環(huán)境，那么它們能達(dá)到什么樣的新成就呢？

萊斯大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的方式。當(dāng)機(jī)器人完成任務(wù)時(shí)，他們用“溫和的反饋”來訓(xùn)練機(jī)器人，實(shí)時(shí)手動(dòng)地調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，最終目標(biāo)是簡(jiǎn)化的訓(xùn)練協(xié)作機(jī)器人的過程。

機(jī)械工程、電氣和計(jì)算機(jī)工程及計(jì)算機(jī)學(xué)科學(xué)教授Marcia O’Malley說：“從歷史上看，機(jī)器人的職能是接管我們不想做的單調(diào)任務(wù)：制造、流水線、焊接和噴漆。隨著我們?cè)絹碓皆敢馀c科技分享個(gè)人信息，就像我的手表記錄了我的步數(shù)，科技也不斷轉(zhuǎn)化為具體的硬件?！?/p>

根據(jù)O’Malley和Dylan Losey的說法，機(jī)器人將實(shí)體人機(jī)交互（pHRI）看作干擾，只有當(dāng)交互結(jié)束時(shí)才會(huì)恢復(fù)其編程行為。

研究人員開發(fā)的萊斯算法允許機(jī)器人在受到中斷或被指導(dǎo)時(shí)重新計(jì)算其目標(biāo)路徑——就像GPS系統(tǒng)計(jì)算替代路線一樣。

Losey和其他學(xué)生花費(fèi)一個(gè)夏天的時(shí)間訓(xùn)練協(xié)作機(jī)器人在桌面上遞送一個(gè)咖啡杯，并使用實(shí)體人機(jī)交互來幫助它避免使用電腦鍵盤。同時(shí)機(jī)器人手臂還要保持足夠低，以免杯子掉落。

“軌跡變形”有效地改變了協(xié)作機(jī)器人到達(dá)目地的方式。Losey表示：“通過觀察之后重新規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的期望軌跡，機(jī)器人能夠產(chǎn)生符合人類偏好的行為?！?/p>

這一測(cè)試及其他測(cè)試證明了軌跡變形使后續(xù)任務(wù)變得更容易，并且機(jī)器人只需要較少的交互就可以完成目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)表明，即興互動(dòng)可以編程自主機(jī)器人。

Losey 說：“這項(xiàng)工作的范式轉(zhuǎn)移是，機(jī)器人不應(yīng)該把人視為一種隨機(jī)的干擾，而應(yīng)該把人視為一個(gè)理性的存在——人的交互是有原因的，人試圖傳達(dá)一些重要的信息。機(jī)器人不應(yīng)該試圖擺脫困境，它應(yīng)該知道發(fā)生了什么事情，并更好地完成工作?！?/p>

研究人員計(jì)劃進(jìn)一步完善萊斯算法，進(jìn)而幫助協(xié)作機(jī)器人優(yōu)化完成任務(wù)所需的時(shí)間。