Rethink Robotics 開發了一種多功能、易于編程且成本僅為 22 000 美元的工業機器人。


在一個原本不起眼的辦公室的中央,有六個大型機器人軀干安裝在基座上,沿著長凳放置,長凳上覆蓋著成堆的塑料小部件。


一個機器人有條不紊地將一個小部件一個一個地移動到傳送帶上,其 LCD 屏幕上的動畫面孔顯示出一種安靜專注的表情。


用戶友好性和成本是工業機器人普及的主要障礙


任這是巴克斯特,近五年秘密發展的高潮,基于羅德尼布魯克斯的愿景,他可能是世界上最著名的機器人專家。布魯克斯現在是Rethink Robotics 的創始人、董事長兼首席技術官,這家公司是打造 Baxter 的公司,他的目標非常高:用友好的工廠機器人在制造業中掀起一場革命。


自 2008 年成立以來,Rethink Robotics 從 Bezos Expeditions 和 Charles River Ventures 等頂級投資者那里獲得了 6200 萬美元的資金,一直備受關注。與其他跟蹤機器人技術的人一樣,Rethink 專注于制造;它的機器人非常便宜,每家工廠都能買得起;機器人將有助于提高工人的效率,并使美國工廠再次具有競爭力。但是沒有人確切地知道這家公司在做什么或者如果他們知道了。Rethink 的機器人是機器人技術中保存最完好的秘密之一,但這個秘密即將通過我們今天獲得的獨家演示揭曉,為 Baxter 本月的第一批出貨做準備。


這個看似簡單的功能只是 Baxter 不同于任何其他工業機器人的眾多方面之一。Baxter 有兩條手臂,每條手臂都有七個運動軸或自由度,用機器人的話來說以及類似于人類的伸手可及的距離,Baxter 旨在接管人類討厭執行的那些簡單、愚蠢、無意識的任務,因為它們是這樣,好吧,機器人。傳統工業機器人以超人的速度和精度執行一項特定任務,而 Baxter 既不是特別快也不是特別精確。但它幾乎擅長任何撿起東西并將其放在其他地方同時適應環境變化的工作,例如放錯地方的部件或突然改變速度的傳送帶。


用戶友好性和成本是工業機器人普及的主要障礙


更重要的是,百特的設計本質上是安全的。工業機器人憑借其快速、強大的電機和笨重的四肢,通常與人隔離開來。百特有限的速度和較低的體重約 75 公斤(165 磅),相當于一個普通的成年男子意味著它可以與人類工人一起工作。


Rethink 希望克服采用工業機器人的另外兩個主要障礙:易用性和成本。至于第一個,Baxter 不依賴自定義編程來執行新任務。一旦將其推到位并插入普通電源插座,沒有機器人技術經驗的人只需移動 Baxter 的手臂并遵循其用戶友好界面(兼作機器人的臉)上的提示即可編寫新任務。傳統的雙臂機器人(包括傳感器和編程)通常需要花費數十萬美元,而 Baxter 的成本僅為 22 000 美元。為了實現這一目標,Rethink 從頭開始設計機器人。在 Baxter 的塑料外殼下面是數以千計的巧妙設計的零件和材料,這些零件和材料使機器人能夠以中型汽車的成本完成它所做的工作。


所有這些特性使百特成為行業中潛在的顛覆性力量,顛覆的時機已經成熟。今天,大型供應商及其大客戶主導著工業機器人。但幾乎任何制造商都能買得起 Baxter(或兩個)。布魯克斯指出,僅在美國,就有大約 30 萬家中小型制造商。因此,Rethink 可以使人形機器人成為各種規模企業制造過程的正常組成部分,這并非不可想象。通過提高人類員工的效率,它可以使在工業化世界制造的東西與在發展中國家制造一樣具有成本效益。


接下來是具有六個自由度的手臂,類似于 1980 年代流行的機器人手臂,稱為PUMA(用于組裝的可編程通用機器). 經過多次內部辯論,Rethink 的工程師決定它需要第七個自由度,以更好地近似人類手臂的運動范圍。一個由 30 名機械和控制工程師組成的團隊于去年年底完成了第一個雙臂原型機,并在今年年初完成了第二代設計。


隨著機器人復雜性的增加,降低成本一直是一項艱巨的任務。工程師們找到了使用更便宜的組件的創造性方法,這通常意味著用更便宜的材料設計零件。(有一次他們試圖用塑料制造整個手臂,包括齒輪系統,但沒有成功。)通過與當地制造商的密切合作,他們能夠以更便宜的價格獲得所需的零件。在不影響質量的情況下。


Rethink 削減成本的另一種方式是通過軟件。通過讓 Baxter 能夠自主補償其自身的機械不規則性以及環境變化,Rethink 能夠避免使用昂貴的組件。因此,Baxter 可能沒有最昂貴的電機、最硬的軸承或最精確的傳動裝置,但它不需要這些東西。


這一切都涉及到百特的一項關鍵特性:合規性。當機器人不是完全剛性的并且可以感知和控制它施加到物體上的力時,它被認為是順從的?!叭绻阆胍粋€能夠處理非結構化環境的機器人,它不能太僵硬,”Rethink 的技術開發總監馬修威廉姆森說。


這種順從性的想法體現在 Baxter 的手臂中,它包含一個稱為串聯彈性致動器的機構。在傳統的執行器中,電機驅動齒輪箱,齒輪箱又驅動一個關節——比如機器人手臂的肘部。電機、齒輪箱和接頭彼此剛性連接。你得到的是速度和精度,這對于汽車廠的焊接機器人來說非常有用,但對于圍繞人類操作的機器人來說卻不是。


在串聯彈性執行器中,電機和齒輪箱驅動彈簧,而彈簧驅動關節。彈簧使執行器的剛度大大降低,還可以讓設備測量力。這是因為關節上的力可以通過彈簧的偏轉來計算,正如胡克彈性定律所說的那樣。如果控制系統知道在每個關節上施加了多少力,機器人就可以將其用作反饋信號以做出相應的反應。因此,當您抓住 Baxter 的肘部時,它會感應到增加的力并減速,甚至可以跟隨您的動作,布魯克斯當天早些時候演示的“重力補償、零力模式”。


免責聲明

我來說幾句

不吐不快,我來說兩句
最新評論

還沒有人評論哦,搶沙發吧~