机器人在许多制造业和工业应用中都是常见的存在，执行诸如挑选和分类物品以及对材料进行焊接等任务。虽然大多数机器人任务都是由人类精心编写的，但如今的机器人越来越多地融入人工智能(AI)算法，使它们能够在许多任务中做出决策，并采取与人类更合作的方式。以下是几个例子，免费技术使工业机器人能够承担更复杂的任务。
机器人作为合作者
Stäubli北美是一家大型的全球机器人制造商，生产一系列机器人硬件、软件，以及无缝连接彼此的接口。该公司已经将其标准机器人用于协同制造单元。
Stäubli北美机器人部门经理Sebastien Schmitt说:“我们有一个新的协同机器人系列，以手臂、集成机械和基于每个程序控制手臂运动的软件为特点。我们的机器人仍然是一个标准的机器人，但它也能够在协作环境中使用。”
多年来，大多数机器人生产线都使用标准的机器人，通常安置在保护性的笼子里。通过编程，这些机器人可以将特定的部件从一个位置移动到另一个位置，在某些情况下还可以区分部件，并对它们进行分类和放置。它们被设计成无需人工干预就能工作。
施密特解释说，他们的协作机器人包括人类作为生产过程的一部分。这种互动可以很简单，比如允许一个人从机器人那里取一批成品零件，或者取下一个托盘，用一个空托盘替换它。它也可能需要一个复杂的动作，一个人就在机器人旁边做某种类型的装配、检查或其他工作;在流程步骤中实际共享(图1)。
图1:Stäubli的TX2系列协作机器人允许制造商将人类工人安全地放置在机器人旁边，无需安全笼，提高了性能和生产力。(图片来源:史陶比尔)
施密特说:“例如，我可能需要完成一项非常困难的布线工作，或者一个小的关键任务，其中人类识别是操作的关键，然后当这些任务完成后，我会把它交还给机器人，让它在关键任务完成后再完成。”
他补充说:“对于我们的一些客户来说，如何在他们的制造环境中应用协作机器人是一个挑战，只是因为人们不习惯在没有笼子的机器人周围。因此，我们决定创造出能够执行高度复杂应用程序的机器人，以及所有人们习惯的标准工业应用程序。这台机器能够以任何标准的工业方式高速精确地使用，但它也可以与人类工人以高度协作的方式使用。”
施密特说，用户最终会控制机器人的自主程度。“在一种模式和另一种模式之间转换的方式是如何在其环境中配置和集成机器。我们不会强迫我们的客户立即决定以协作的方式使用机器人。它们可以继续以自己的方式工作，然后在准备就绪时演变为协作机器人应用程序，而不需要投资新的机器人。”
“随着机器人价格的下降和易用性的提高，最大的好处是可编程机器人增加了定制所需的灵活性，”施密特说。“整个机器人行业正在从纯粹的机电一体化向真正的数字视觉世界过渡。”
搬到人工智能
人工智能也在机器人市场崭露头角。该领域的一家公司是Micropsi Industries，它为机器人自动化的AI开发提供专业知识。这使得工业机器人手臂能够学习手工工程师很难或不可能掌握的技能，并扩展了工业机器人现有的应用可能性。
Micropsi的首席执行官Ronnie Vuine表示，他们的人工智能软件Mirai可以学习并教机器人一些对人类来说很直观但对机器人来说很有挑战性的动作(图2)。Mirai是通过模仿人类来实现的。
图2:来自Micropsi Industries的Mirai机器人控制系统训练机器人完成复杂的运动任务，这些任务昂贵或无法手工设计。视觉辅助系统在训练过程中使用机器学习来学习新的运动技能，并实时控制运动。(图片来源:Micropsi Industries)
这个软件辅助机器人与传感器和摄像头相连。摄像头观察机器人在做什么，然后返回给软件，软件引导机器人完成所有动作。”“因此，机器人基本上‘学习’如何正确地做每个动作，并继续重复那个动作。它不忘记。它不会累。它不会重复完全相同的动作。它可以根据相机的图像推断出如何进行运动，每秒30次。”
Vuine补充道:“我们的产品就像操作工业机器人手臂的大脑。有了Mirai，现在可以训练工业机器人在几天内处理复杂任务，而不是几周，使机器人能够在非结构化和不可预测的环境中快速和经济有效地运行。”
据Vuine说，德国在机器人方面的悠久历史帮助该公司开发了这项技术。“在德国的一个好处是，几乎所有的公司都使用机器人。我们选择了一家顶级的机器人制造商，并问他们:“怎样才能让他们的机器人对最终用户更有销路?”“他们很乐意告诉我们，从那里我们选择了我们认为可以通过将我们的技术融入其中来解决问题的领域。”我们专注于利用实时摄像头对机器人的末端执行器进行精确定位。”
Vuine表示，协作机器人(通常被称为cobots)和智能机器人之间的区别正在逐渐消失。“如今，这些术语开始变得模糊，”Vuine解释道。“多年来，工业机器人一直在笼子里操作，以防止人类意外干扰它们的操作。”
“一般来说，合作机器人可以通过编程对干扰做出反应，它们足够安全，可以被放在桌子上，在人类旁边工作，而不会对人类工人造成任何危险。它们不是直觉上的智能，但它们具有高度的可编程性，可以安全地与人类工作人员良好地交互。实际的机器人还是一样的。新的传感器和软件只是让它们更安全、更智能。”
Vuine补充说，对于任何自动化领域的新技术来说，最大的挑战是证明它足够可靠，可以投入工厂工作，同时仍然非常容易使用。“人们需要积累经验，使用它，并了解它真的可以投入生产。一旦他们看到了这些可能性，这种技术就会很快为自己带来回报。”
机器人车辆
自动驾驶汽车已经引起了业界的广泛关注。但自动驾驶技术也使标准的物料搬运车辆成为“无人驾驶”，并与人类直接操作，根据周围环境相应地调整他们的行为。马萨诸塞州坎布里奇市的Vecna机器人公司正在从事这方面的工作。
Dan Patt是Vecna机器人公司的首席执行官，曾担任美国国防高级研究计划局(DARPA)战略技术办公室副主任，在那里他对直接与高科技系统和机器人打交道越来越感兴趣。“我在DARPA的经历让我思考我们为什么拥有无人机、机器人和人工智能等技术，以及我们如何使用这些技术。从本质上说，所有这些技术都是为了帮助人们提高效率，过上更有意义的生活。”
Patt表示:“我们在Vecna开发的技术(图3)将我们推向了我所认为的下一个工业革命的前沿。”“我们专注于用于物料搬运行业的机器人车辆，并正在开发利用机器人执行日常任务的解决方案，以解放人们从事更有成就感的工作。我们目前的许多客户都是航运和物流行业的知名企业，包括联邦快递。”
图3:Vecna的自动驾驶机器人车辆可以收集数据，分析周围环境，并对障碍做出动态反应。(图片来源:战场)
帕特补充说:“当我们与客户合作时，我们会考虑他们的设施，他们目前在做什么，他们要搬什么地方，他们使用什么类型的车辆，更重要的是，我们也会考虑他们未来的需求。在评估之后，我们选择适合他们的车辆领导。我们寻找适合应用程序的车辆类型。它可以是叉车、托盘、拖船或任何其他仓库车辆，然后我们将自动驾驶技术添加到它上面。”
“首先，我们将初始车辆安装和客户培训结合起来。之后，通过一个非常简单的用户界面控制机器人。顾客只需使用触屏就可以很容易地教机器人他们想要它做什么，”帕特解释说。“如果机器人遇到麻烦，它将与另一台计算机进行无线通信，这台计算机将把它连接到主操作中心。修理机器人不需要一个人在场。如果机器人表示需要帮助，通常可以远程解决。”
帕特说:“随着时间的推移，这些车辆也会学习。”“当他们重复执行任务时，他们会学习完成任务的最佳方式，并与同伴分享这一信息。如果他们陷入了困境，机器人足够聪明，知道自己无法找到出路，并寻求帮助。它从经验中学习。因此，其性能能力不断提高。”
Vecna最近发布了一个多代理AI编配引擎Pivot.al。开发该软件是为了使人类和机器人以最有效的方式一起工作。帕特说:“我们的目标是最大化人的潜力，帮助企业满足不断增长的需求。”
主。人工智能有助于协调不同类型的机器人、不同类型的自动化和人类工人的共同努力。无论是在航运公司还是制造工厂，它都能让人类和机器人更高效地工作。
帕特补充说:“我们从三个来源获得关于性能的信息:我们自己的内部创意团队、客户需求和我们的机器人。我们观察不同的仓库和工作流程，以帮助我们开发解决方案，我们的机器人不断收集数据并向我们提供反馈。这告诉我们哪里需要改进，或者我们如何更好地解决问题。”
人类还算数
尽管进化的机器人/人界面正在迅速改变制造业，但专家们仍然认为，人类将在未来的工业中发挥主导作用。帕特总结道:“这场新工业革命的中心不会是机器人。不会是人工智能。这场工业革命的核心是人。它是关于如何让人们的工作生活更好、更有成效、更有成就感。机器人做事情做得很好，但不能取代人做得最好的。相反，机器人的存在是为了让工作更容易，为人们打开新的更好的机会。”
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