能組裝宜家座椅的機器人已上線,全程僅需 20 分鐘

相信有相關經歷的人都深有體會:你從宜家買回了一把心儀的座椅,但在享用之前,你需要一邊閱讀好幾頁的安裝說明書,一邊與各種零件「死磕」,其中的累你我都懂。但現在,機器人可接手這項工作了。

據《科學機器人》(Science Robotics)報道,由新加坡南洋理工大學的副教授 Pham Quang Cuong 和機械與航天工程學院的科學家們組成的團隊,研發了一款能組裝宜家座椅的機器人。

這是一臺安裝了 3D 攝像頭和「手爪」的六軸機械臂。將散落一地的零件組裝成一把座椅,機械臂總共只需花費 20 分 19 秒的時間。

該項目領頭人 Pham Quang Cuong 教授表示:組裝工作雖然是人類非常熟悉的一項生產活動,但對於機器人來說,遠比看起來要複雜得多,它需要考慮的因素包括零件的識別、釘孔等精細位置的定位、抓取零件的力度以及避免移動過程中的碰撞等等。

考慮到機器人在進行物體抓取、零件嵌入等操作中所需力度都不盡相同,研發團隊在機器人的「手腕」上安裝了力傳感器。另外該團隊在機器人算法方面也花了 3 年的時間。但到目前為止,機器人還無法完全自主地完成整個組裝流程。在組裝工作進行之前,研究人員需要「告知」它相關的工作流程,比如在它的「大腦」系統中輸入零部件 3D 圖像、組裝「指南」等信息。

通過以下視頻,我們能大致瞭解下他們的工作流程:

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這一組裝任務由兩條機械臂協作完成。在工作開始的前 3 秒時間,它們通過 3D 攝像頭對地上的零件進行掃描,並與數據庫中的圖像信息進行對照確認。

在接下來 11 分鐘左右的時間裡,機器人的AI 系統需要規劃出一個速度快、且能保證兩隻機械臂不相互碰撞的最佳方案。

最終,兩隻機械臂用不到 9 分鐘的時間完成這項方案的執行:用「手爪」將木釘拿起,力傳感器同步進行「螺旋式」檢測。當木釘被準確置於釘孔中時,力傳感器便會做出反應並將信息傳達系統中,接著機械臂會根據系統下達的指令完成「旋擰」的動作,直到將各個部件拼接在一起完成整把椅子的組裝。

Pham Quang 教授提到,他們正在尋求人工智能專家合作,希望機器人最終能夠通過觀看人的演示、「閱讀」說明書等「更像人類的方式」去自主完成傢俱的組裝工作。

此外,該團隊還嘗試將該機器人應用到其他行業中去,如汽車工業的玻璃粘合和飛機制造業的金屬部件鑽孔等。