以前，有關(guān)機(jī)器人如何同軟件以及人類(lèi)進(jìn)行協(xié)同合作方面的東西，它并沒(méi)有思考太多，但就是在大約一年前，想法改變了。當(dāng)他們看到奧斯卡獲獎(jiǎng)影片《地心引力》中的特效制作時(shí)，他們才幡然醒悟。
在工作區(qū)域的中間閑置著三部工業(yè)機(jī)器人，其中兩部是相同的黃色FANUCs，它們來(lái)自日本，主要用于汽車(chē)制造，或者完成一些挑選和放置的任務(wù)，人們把它們叫做Castor 和Pollux。把它們放在這樣一個(gè)既沒(méi)有汽車(chē)制造，也沒(méi)有擺滿貨架和商品的海上建筑物當(dāng)中，似乎有點(diǎn)奇怪。在它們旁邊的是它們的“表兄”，一臺(tái)來(lái)自ABB集團(tuán)的橙色瑞士工業(yè)機(jī)器人，它的塊頭要顯得更大一些。除此之外，在它們旁邊還有一部小一點(diǎn)的裝置，它是一部被人們叫做Bishop的Universal機(jī)器人UR10。
盲點(diǎn)
Maurice Conti是Autodesk應(yīng)用研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)導(dǎo)，他對(duì)Pier 9實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展了如指掌。
起初，Autodesk通過(guò)將其設(shè)計(jì)的軟件賣(mài)給無(wú)數(shù)大大小小的公司，建立起了一個(gè)價(jià)值110億美元的商業(yè)。無(wú)論是一個(gè)人的建筑商店還是一個(gè)跨國(guó)的建筑公司，無(wú)論是好萊塢視覺(jué)特效工作室還是環(huán)球機(jī)構(gòu)，都隨處可見(jiàn)Autodesk的產(chǎn)品。
應(yīng)用研發(fā)實(shí)驗(yàn)室中有一個(gè)獨(dú)特的令人羨慕的，但同時(shí)有很難執(zhí)行的命令，那就是：找出Autodesk還不知道，但需要在未來(lái)5年甚至100年內(nèi)要知道的東西。Autodesk的CTO Jeff Kowalski說(shuō)過(guò)：“我需要你們來(lái)找出我們的盲點(diǎn)。”但顯然，他不能說(shuō)出要到哪去探索。
2013年，Conti的團(tuán)隊(duì)給他們的大老板，也就是Autodesk的CEO Carl Bass做了一個(gè)演講，關(guān)于未來(lái)的制造業(yè)。演講中，他們強(qiáng)調(diào)了4項(xiàng)技術(shù)，分別是：增材制造，如3D打??；減材制造，如被CNC數(shù)控切割機(jī)；生物和納米技術(shù)制造，如合成生物學(xué)；以及機(jī)器人。
揭秘Autodesk機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室：別以為它只會(huì)CAD
經(jīng)過(guò)多年的投資和業(yè)務(wù)發(fā)展，Autodesk已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了前三項(xiàng)，但對(duì)于機(jī)器人還有所不知。Conti說(shuō)：“我們?cè)谶@方面沒(méi)做過(guò)什么研究，我們?nèi)狈Σ呗?，缺乏眼界，缺少立?chǎng)，這才是一個(gè)真正的問(wèn)題。”
大約同時(shí)，Conti的團(tuán)隊(duì)參觀了谷歌2013年收購(gòu)的機(jī)器人新興企業(yè)Bot & Dolly。當(dāng)時(shí)，該公司已經(jīng)創(chuàng)造出了可以控制工業(yè)機(jī)器人手臂的系統(tǒng)，用于電影制作。
很多人知道電影《地心引力》，一部講述宇航員在國(guó)際空間站被困的災(zāi)難故事。Bot & Dolly憑借在這部電影中的特效制作，摘取了奧斯卡金像獎(jiǎng)。在制作電腦特效電影時(shí)，他們把相機(jī)架在這些機(jī)器人手臂上進(jìn)行實(shí)景拍攝，畫(huà)面質(zhì)量與皮克斯的CG電影的精細(xì)度一致。
Conti說(shuō)：“當(dāng)我們?nèi)ot & Dolly參觀時(shí)，我發(fā)現(xiàn)原來(lái)我們一直沒(méi)有用正確的方式來(lái)看待機(jī)器人。”Bot & Dolly使用的是Autodesk的軟件來(lái)為其機(jī)器人編程，這真的是很諷刺。在Autodesk當(dāng)中，沒(méi)有人想過(guò)會(huì)發(fā)生這樣的事情。
“《地心引力》背后的機(jī)器人平臺(tái)全都是我們的，但我們不知道，因?yàn)槲覀儚臎](méi)想過(guò)它可以這樣用。”換句話說(shuō)，機(jī)器人就是他們的盲點(diǎn)。
Autodesk機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室
走進(jìn)Autodesk的實(shí)驗(yàn)室，最顯而易見(jiàn)的就是Bishop的活動(dòng)了，這是一種被叫做協(xié)作工業(yè)機(jī)器手臂的裝置，從遠(yuǎn)處看，就像它只會(huì)在紙上畫(huà)一些簡(jiǎn)單的圖案。該設(shè)備畢竟還是新的，并且Conti和他的團(tuán)隊(duì)對(duì)于這些機(jī)器的了解也還是很不清楚。
但有件事情Conti確實(shí)知道，那就是傳統(tǒng)上，那些大的制造機(jī)器人都非?？膳?。它們很大，速度快，這也就是為什么它們經(jīng)常被藏起來(lái)，人們也不能進(jìn)入到它們的工作場(chǎng)所。它們可以把你按在墻上捏得粉碎，等你意識(shí)到的時(shí)候，已經(jīng)為時(shí)已晚。
Conti的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為是時(shí)候探索像機(jī)器人這樣的新的領(lǐng)域了，那意味著，“我們要問(wèn)許多的問(wèn)題，結(jié)交許多比我們更聰明的朋友。”
經(jīng)過(guò)多次像這樣的談話之后，Conti認(rèn)為，追求的一個(gè)方向就是找出如何同機(jī)器人進(jìn)行更好地協(xié)作。人們?cè)诤蜋C(jī)器人并肩合作的同時(shí)，又不會(huì)被其傷害到。
一個(gè)主意是，對(duì)這些機(jī)器人進(jìn)行編程，讓他們能夠觀察人類(lèi)，學(xué)習(xí)人類(lèi)的行為。
“這會(huì)使人類(lèi)和機(jī)器人之間的交流變得更加具有創(chuàng)造性，更加流暢。”工程師David Thomasson說(shuō)道：“例如，一個(gè)機(jī)器人在觀察木匠刻木，然后它就可以按照你的意愿來(lái)學(xué)習(xí)這種雕刻技法，并能不斷重復(fù)，或者根據(jù)你的做法來(lái)做一些改變，這樣一來(lái)你們就可以一起工作。”
人類(lèi)善于感知和解決問(wèn)題，而機(jī)器人則善于做一些體力和重復(fù)性的工作。只要有足夠強(qiáng)大的軟件技術(shù)，機(jī)器人也可以變得靈巧。
教會(huì)機(jī)器學(xué)習(xí)人類(lèi)活動(dòng)就意味著要解決計(jì)算機(jī)視覺(jué)和通用傳感技術(shù)的問(wèn)題，只有這樣機(jī)器人才可以理解人類(lèi)是如何活動(dòng)和表達(dá)情感的。Thomasson說(shuō)；“我們要想使機(jī)器人能夠?qū)W習(xí)和感知環(huán)境，我們就必須先開(kāi)發(fā)出這樣的軟件。這也是Autodesk能在機(jī)器人領(lǐng)域有所作為的原因，畢竟一切都是軟件問(wèn)題。”
超越CAD
對(duì)于一個(gè)從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD軟件中賺了很多錢(qián)的公司來(lái)說(shuō)，你會(huì)認(rèn)為這是非常神圣不可侵犯的。但Thomasson解釋道，要想使機(jī)器人項(xiàng)目有所突破，就一定要在未來(lái)打破CAD的枷鎖。
機(jī)器人可以學(xué)習(xí)一種視覺(jué)語(yǔ)言來(lái)切割出不同的形狀，其精確度要遠(yuǎn)比人手精確得多。Thomasson說(shuō)：“倘若我將一塊三合板放在工作臺(tái)上，用鉛筆畫(huà)出我要切掉的部分，機(jī)器人看了之后，就可以把它切割成我想要的樣子。”
在展示中，Thomasson先在一張紙上畫(huà)上一些角標(biāo)，然后Bishop就根據(jù)這些角標(biāo)畫(huà)出了一個(gè)長(zhǎng)方形。就目前而言，Bishop所能做的只是繪圖而已，但這卻是以后進(jìn)行激光切割的前期階段。
和在Autodesk的許多事情一樣，這項(xiàng)特殊工程的推動(dòng)人也是公司CEO Bass，他的DIY技術(shù)在公司是出了名的。
Bass曾經(jīng)問(wèn)過(guò)為什么機(jī)器人不能根據(jù)人畫(huà)出的形狀進(jìn)行切割，“為什么我非要在電腦上進(jìn)行這些操作，為什么不能就簡(jiǎn)單的比劃一下手勢(shì)就好？”
打印橋梁
要想知道Conti團(tuán)隊(duì)使用機(jī)器人的全部計(jì)劃，現(xiàn)在還為時(shí)過(guò)早。不過(guò)其中一種方式是，會(huì)參與阿姆斯特丹的3D打印橋梁項(xiàng)目。這一項(xiàng)目將有一個(gè)工業(yè)機(jī)器人參與，它可以在空中打印不銹鋼的橋梁。
能實(shí)現(xiàn)這一項(xiàng)目的技術(shù)目前尚不存在。不過(guò)只要它不斷發(fā)展，不斷進(jìn)行編碼嘗試，就能不斷實(shí)現(xiàn)。
與此同時(shí)，機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)也正在探索新的方法來(lái)控制其工業(yè)機(jī)器人。Conti說(shuō)一個(gè)大的目標(biāo)就是使Castor和Pollux能在實(shí)際中進(jìn)行高精度的合作。從某種程度上講，這意味著要想出一些任務(wù)，可以使這兩個(gè)機(jī)器人進(jìn)行合作。Conti說(shuō)他還不確定這些工作是什么，但其中一個(gè)肯定是投影映射，即用軟件將圖像投射到不規(guī)則的表面。
成功的技術(shù)轉(zhuǎn)移
雖然應(yīng)用研發(fā)實(shí)驗(yàn)室并不需要擔(dān)心產(chǎn)品化這一點(diǎn)，但這不意味著他們什么都不做。等到該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一些具有商業(yè)潛力的方法時(shí)，這將會(huì)讓Autodesk的產(chǎn)品從一開(kāi)始就領(lǐng)先。
在某種程度上，這已經(jīng)發(fā)生了。該團(tuán)隊(duì)提出了一些全新的方法來(lái)控制機(jī)器人，即使用Dynamo，一種Autodesk的視覺(jué)編程語(yǔ)言。他們還找到一些方法可以通過(guò)公司的機(jī)械設(shè)計(jì)和工程平臺(tái)Fusion 360，來(lái)和機(jī)器人進(jìn)行合作。
Conti說(shuō)：“經(jīng)過(guò)共同的努力，這兩個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)使器人實(shí)驗(yàn)室的工作成為一次前所未有的技術(shù)轉(zhuǎn)移，因?yàn)樗l(fā)生的非常非?？?。”
這并不意味著實(shí)驗(yàn)室的工作幾乎已經(jīng)完成了，而是意味著Conti和他的同事們將不得不看向未來(lái)，尋找下一個(gè)盲點(diǎn)。
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