北京時(shí)間9月19日消息,《紐約時(shí)報(bào)》網(wǎng)站日前發(fā)表的一篇深度報(bào)道文章以Rethink公司推出的Baxter機(jī)器人等產(chǎn)品為例,介紹了美國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的前沿動(dòng)態(tài),指出制造業(yè)正在涌現(xiàn)新一波機(jī)器人熱潮,而未來的機(jī)器人將會(huì)兼具廉價(jià)、高效、安全、人性化等優(yōu)點(diǎn),最終將成為與人類并肩工作的好幫手,同時(shí)這一產(chǎn)業(yè)也將出現(xiàn)支持第三方軟硬件開發(fā)者的系統(tǒng)平臺(tái)。
以下為文章原文:
機(jī)器人世界迎來“麥金塔”
Baxter(意為“面包師”)是一臺(tái)有著兩條“手臂”的機(jī)器人,如果你抓住它的“手”,它就會(huì)向你轉(zhuǎn)過頭來,“臉”(其實(shí)是一塊大小與平板電腦相仿的電腦顯示屏)上的一雙卡通眼睛也會(huì)饒有興致地端詳你。
Baxter非但不會(huì)嚇到人,還能給人以和藹可親之感,而且這種親切感不分國(guó)界,任何人都會(huì)覺得它就像一位朋友。
Baxter由雄心勃勃的科技初創(chuàng)公司Rethink Robotics(下文簡(jiǎn)稱為“Rethink”)打造,是其首款產(chǎn)品,而該公司對(duì)Baxter寄予厚望,認(rèn)為機(jī)器人有朝一日將直接與人類一起辦公,成為人類身邊的同事。
這種構(gòu)想與現(xiàn)今的機(jī)器大不相同:后者很好地與人類隔離開來,不是被放在玻璃罩里,就是被藏在由激光操控的“光幕”后面,因?yàn)樗鼈冇兄峭瑢こ5倪\(yùn)行速度和精度,并且有可能把人撞傷。
相比之下,有著塑料制軀殼、臂展長(zhǎng)度達(dá)9英尺(約合2.74米)的Baxter動(dòng)作相對(duì)遲緩,而且沒那么精確。但是它擁有一套復(fù)雜的安全機(jī)制和傳感器,能夠保護(hù)它所協(xié)助的人類工人的安全。
在新英格蘭的一座舊工廠里,Rethink的創(chuàng)始人、知名機(jī)器人專家羅德尼•A•布魯克斯(Rodney A. Brooks)博士親身演示了Baxter的安全性——當(dāng)這臺(tái)機(jī)器人在生產(chǎn)流水線上搬運(yùn)物件時(shí),他用自己的頭擋住了它的“手臂”移動(dòng)路徑。
那條“手臂”感知到了他的頭,然后隨著“哐啷”一聲輕響,它中止了運(yùn)行。布魯克斯博士面不改色地指出,那條手臂有著很好的“順從性”(機(jī)器人領(lǐng)域的術(shù)語),即:能夠感知意外遇到的障礙并進(jìn)行相應(yīng)的自我調(diào)節(jié)。
Rethink將在今年10月開始以每臺(tái)2.2萬美元的價(jià)格銷售這款機(jī)器人,這有力地證明:機(jī)器人不只是實(shí)驗(yàn)室里鼓搗出的新奇玩意兒,也不只是資金雄厚的大公司才能享用的高級(jí)工具。借助能與人類協(xié)作且物美價(jià)廉的機(jī)器,Rethink堅(jiān)信自己能夠拓展機(jī)器人的市場(chǎng),而20世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)也有異曲同工之妙——當(dāng)時(shí)PC價(jià)格大幅下降,而且不會(huì)編程的人也能立即上手。
“機(jī)器人的世界似乎迎來了真正的‘麥金塔’(即引領(lǐng)PC革命的蘋果Macintosh電腦)!”前蘋果公司高管托尼•法德爾(Tony Fadell)如是說道,他曾在iPod音樂播放器與iPhone手機(jī)開發(fā)中擔(dān)任管理工作。
Baxter:安全又能干、試水小企業(yè)
Baxter在出廠時(shí)將會(huì)配備一套簡(jiǎn)易任務(wù)(或行為)——例如一項(xiàng)“常識(shí)性”的能力:它在移動(dòng)及放下某物體之前,需要意識(shí)到自己必須把它拿在“手”里。
雖然Baxter也能按照人們編寫的程序運(yùn)行,但Rethink的設(shè)計(jì)師們并不希望這樣。他們提出了“演示訓(xùn)練”:例如撿起并移動(dòng)某物體這樣一組動(dòng)作,人們可以通過移動(dòng)它的手臂、讓它抓起物體來“教”它。
這款機(jī)器人擁有多重安全機(jī)制,其中包括位于頭頂?shù)囊蝗β暭{傳感器——當(dāng)有人走近時(shí),這些傳感器就會(huì)讓它自動(dòng)放慢動(dòng)作。如果它那張由電腦顯示屏做成的“臉”變紅了,就說明它已經(jīng)感知到了附近的工人。此外,每臺(tái)機(jī)器人都有一個(gè)大大的“急停”按鈕,按下即可讓機(jī)器人立即停止所有動(dòng)作。
布魯克斯博士預(yù)計(jì),機(jī)器人很快就會(huì)來到人類中間,成為我們司空見慣的靠譜“同事”。他還指出,那個(gè)“急停”按鈕目前仍是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所必須的,但早晚也會(huì)淪為擺設(shè)。
Baxter及其同類機(jī)器人可以擔(dān)任何種工作呢?其制造商Rethink已經(jīng)在美國(guó)各地的一些小型企業(yè)中秘密進(jìn)行了初步測(cè)試——這些企業(yè)的制造與裝配流程中都有大量重復(fù)性任務(wù),而Rethink估算的數(shù)據(jù)顯示,每臺(tái)機(jī)器人的勞動(dòng)力價(jià)值可以達(dá)到每小時(shí)4美元。
“它與我們的現(xiàn)有設(shè)備配合默契,并且讓我們已有的機(jī)器人如虎添翼。”康涅狄格州Vanguard塑料公司的總裁克里斯•巴德尼克(Chris Budnick)說道——他的公司位于Southington市,共有30名員工,經(jīng)營(yíng)模塑元件定制業(yè)務(wù)。
雖然機(jī)器人接管了大量重復(fù)勞動(dòng)工作,但是巴德尼克表示,本來從事這些苦差的工人并未因此失業(yè),而是轉(zhuǎn)而從事需要更高技能的工作,其中包括對(duì)生產(chǎn)線上的機(jī)器人進(jìn)行訓(xùn)練——這些小工廠經(jīng)常接“小活兒”,所以生產(chǎn)任務(wù)也頻頻變動(dòng)。
“我們的員工很喜歡它,而且覺得跟它一起干活兒很舒服。”巴德尼克說道,“就連老員工也沒有把它視為威脅。”
靈活雙手不是夢(mèng)
還有一些機(jī)構(gòu)正在設(shè)計(jì)能與人類工人安全地進(jìn)行互動(dòng)的機(jī)器人——丹麥公司Universal Robots已經(jīng)推出了一款機(jī)器人手臂,它無需被鎖在玻璃罩內(nèi),但是操作人員需要具備嫻熟的編程技能。
而去年年底,美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校(UCSD)機(jī)器知覺實(shí)驗(yàn)室主任賈維爾•莫維蘭(Javier Movellan)前往墨西哥邊境小城蒂華納,拍攝記錄了為美國(guó)企業(yè)代工的工廠中工人的工作狀況。
從木工到汽車零部件生產(chǎn),他想要研究工人們?nèi)绾卧谝唤M復(fù)雜的任務(wù)中運(yùn)用雙手。回到美國(guó)之后,莫維蘭與其他科學(xué)家一起分析了這些視頻,最終意識(shí)到:裝配工人對(duì)雙手的運(yùn)用方式,與當(dāng)今那些只會(huì)匆匆抓放的機(jī)器人截然不同。
“人類很難把一個(gè)動(dòng)作分毫不差地重復(fù)一遍。”莫維蘭說道,“人們?cè)谧テ鹨粋€(gè)物體時(shí),每一次的動(dòng)作都是不一樣的。”
如今的機(jī)器手臂和機(jī)器手主要用來執(zhí)行一成不變的重復(fù)性任務(wù),但是加州大學(xué)圣迭戈分校和華盛頓大學(xué)的學(xué)者們卻研制出了幾款“不走尋常路”的機(jī)械手雛形,它們有著可彎曲的仿真手指,其動(dòng)作速度可以媲美人類手指。
這支研究小組已經(jīng)與之前提到的墨西哥組裝工廠建立了合作關(guān)系,藉由后者對(duì)新型機(jī)器人進(jìn)行測(cè)試。
“雖然自動(dòng)化已經(jīng)發(fā)展了幾十年,但是真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工種卻相對(duì)較少。”華盛頓大學(xué)的認(rèn)知科學(xué)家伊曼紐爾•托多羅夫(Emanuel Todorov)說道。
以上情況目前正在發(fā)生日新月異的變化——隨著計(jì)算機(jī)成本“跳水”,以及層出不窮的廉價(jià)傳感器賦予機(jī)器人嶄新的視覺和觸覺,制造業(yè)正在涌現(xiàn)新一波機(jī)器人熱潮。
“在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中,最大的敏感問題就是讓機(jī)器人與人類一起工作。”卡耐基梅隆大學(xué)的機(jī)器人專家大衛(wèi)•伯恩(David Bourne)說道,“要想進(jìn)行大推動(dòng),就要確保機(jī)器人與人類共事時(shí)的安全性。”
展望未來:仿生助手與系統(tǒng)平臺(tái)
回到我們?cè)诒疚拈_頭講過的Rethink公司——它還投入了巨大精力來設(shè)計(jì)模仿生物系統(tǒng)的機(jī)器人,這一理念被稱為“行為機(jī)器人學(xué)”,是由公司總裁布魯克斯博士在20世紀(jì)90年代率先提出的一種設(shè)計(jì)方法,并且被美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)用來打造第一代火星探測(cè)車。
布魯克斯博士在1989年發(fā)表了一篇題為《快速、廉價(jià)、不受控:機(jī)器人入侵太陽系》的文章,并在文中首次提出了上述理念,認(rèn)為與其發(fā)送造價(jià)不菲、依賴傳統(tǒng)人工智能控制的機(jī)器人,不如放出成群結(jié)隊(duì)的廉價(jià)機(jī)器人、讓它們像昆蟲一樣在星球表面爬行探索——這一理念催生了名為“索杰納”(Sojourner)的火星車先驅(qū)。
下一代機(jī)器人將會(huì)越來越多地充當(dāng)人類工作者的助手,從而將他們從繁重的重復(fù)性勞動(dòng)中解放出來,讓他們有精力從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及問題解決等更高層次的工作。
Rethink希望機(jī)器人產(chǎn)業(yè)形成計(jì)算機(jī)化的系統(tǒng)“平臺(tái)”,從而讓其他開發(fā)者可以就特定目的添加特定的硬件設(shè)備及應(yīng)用軟件。這一平臺(tái)建立在諸多開源軟件的基礎(chǔ)上,它們包括硅谷公司W(wǎng)illow Garage開發(fā)的機(jī)器人操作系統(tǒng)Robot Operating System(ROS),以及一個(gè)被稱為OpenCV(“開源計(jì)算機(jī)視覺庫(kù)”的簡(jiǎn)稱)的獨(dú)立項(xiàng)目,等等。
所以,獨(dú)立開發(fā)者可以對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展,使其實(shí)現(xiàn)Rethink沒有想到的功能——這與第二代蘋果電腦的外部設(shè)備插槽異曲同工。
“我們會(huì)推出腕端接口。”布魯克斯博士說道。這也就是說,雖然Baxter只有構(gòu)造簡(jiǎn)單的“手”(或者叫做“終端操作器”),但是它可以通過改造獲得更復(fù)雜、更能干的“手”,進(jìn)而執(zhí)行對(duì)敏捷性要求更高的任務(wù)。