近期,新加坡國立大學 (NUS) 宣佈,他們研發了一種可重構的混合智慧機器系統,該系統擁有接受人類的靈活度極高的機械手指,可輕鬆拾取各種物體,比如體型很小的、材質很柔軟的物體,也可以拾取體型較大,較笨重的物體。
“拾取”物體對於人類來說是一件非常輕鬆自然的事情,但是其背後的邏輯和實現卻很複雜。人類首先要透過眼睛觀察這個物體,大致分析評估它的位置(座標)、材質和大致重量,然後伸出手臂,用手指去握取。
如果要用機器來完成這一切,其思路和步驟是一樣的,首先第一步是要讓機器能“看見”識別物體,因為機器沒有人類的眼睛,所以,這部分任務需要使用計算機視覺和深度學習來完成,要做到案例能媲美人類的眼睛並不容易。
最後,智慧系統要能進行自主評估決策,如何去使用機械手指以最佳的方式去拾取和放置物體,以最大限度地減少人工干預的必要性。綜合來看難度極大,但這種功能在自動化產生的應用場景是非常廣。
目前,新加坡國立大學科研團隊研發了三種不同型別的機器手指:
第一種叫“美食家手指”,顧名思義,這種機器手指適用於拾取那些比較精細、柔軟的物體,比如各種食物和零食。
當這種“美食家手指”安裝部署到工業機械臂上時,它的威力和效率就顯現出來了,可以以與人類相當的速度拾取和放置各種食物,並且可以長時間工作,期間不會出任何差錯,精度極高,這是人類工人所無法比擬的。
與同類產品相比,這種“美食家手指”的速度更快、精確度更高,整體效率可提高23%。目前,這種“美食家手指”已經可以高效地識別拾取50多種不同的食物,例如布丁、蛋糕、蔬菜和水果等等,適用於大型食物加工企業,或者超市用於食物打包分類。
第二種型別叫“通用軟性手指”,主要用於大型製造工廠裝配流水線處理包裝貨物,也就是使用機器將貨物放入包裝箱內。這種“通用軟性手指”的拾取範圍更大,並可旋轉,還配有一個真空吸盤,能夠拾取體積較大的物體。
目前,“通用軟性手指”可以拾取處理30釐米寬和3公斤重的物品,其效率比其它同類產品高20%,可拾取超過30種不同型別的消費品,如瓶裝飲料、咖啡粉包裝、可再填充洗滌劑包裝等。
第三種類型是“可定製手指”,也就是說,它的具體引數和功能可根據客戶的實際需要進行修改定製。
現在,已經有成功商業案例,這種“可定製手指”已經應用部署在某米粉製造商 的工廠,用於實現將米粉包裝入紙箱的生產過程。
目前,該智慧機器系統有多種購買方案可選,它的機械手指可以與機械臂捆綁在一起銷售,也可以單獨購買,因為它的機械手指可以很容易地安裝到其它商業機械臂上,無縫使用。
此外,還有一種“四合一”綜合套裝方案,其中包括機械手指、機械臂、計算機視覺模組和傳送帶系統,一起打包出售。
據悉,新加坡國立大學科研團隊仍在繼續透過機器學習來增強機械手指的智慧度,以便讓其可以識別、拾取各種型別的新物品,擴大適用範圍。