联想最新的黑科技机器人,不用跳舞也让人高喊「Amazing」

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05-21 17:31

不知从何时起,我们已经对生活中的机器人见怪不怪了。

在商场角落站着的问路机器人、在饭店自己转悠的上菜机器人、在家里兢兢业业转圈的扫地机器人,曾代表尖端科技的机器人在近几年正悄无声息地融入到了我们生活的方方面面。

将时针往回拨 20 年,我们对于机器人还持着恐惧与怀疑的幻想,害怕未来会被拥有自我意识与强悍身躯的机器人所威胁、伤害,但是现在,机器人不再代表冷酷与残暴,而是高效的生产力和生活助手,甚至乎机器人还可以当「网红」。

机器人从「网红」回归现实

来自波士顿动力公司(Boston Dynamics)的「大黄狗」Spot 应该是目前知名度最高的机器人,四只仿真机器脚配合「可可爱爱,没有脑袋」的呆萌机身让它成为了机器人中的网红。

Spot 能够外接机械手完成一些搬运等工作,经过精心地编排后,它甚至还可以靠四只灵活的仿真足热舞起来,这让 Spot 经常活跃在一些热门的科技视频之中。

在 2020 年年末,波士顿动力发布了一段三个机器人跳舞的视频,分别是能走、能跑、能跳的初代机器人网红 Atlas,来去如风的搬运机器人 Handle 和「铁憨憨」Spot。

在视频里面三个机器人动作的自然不生硬,舞蹈的拟真程度很高,而这也是波士顿动力机器人的技术特点。

波士顿动力凭借炫酷的动作演示俘获了业界与公众的注意力和好奇心,但缺少丰富的应用场景让 Atlas 和 Spot 看起来实用性有点不足。

这也许是让波士顿动力接连易主的一个主要原因,2013 年波士顿动力先是被 Google 看好并收购,4 年后又被转手至软银,在 2020 年末,现代集团再宣布以 11 亿美元从软银收购波士顿动力,其命运几多坎坷。

在今年的三月,他们发布了一台名为 Stretch 的起重机器人,它不会后空翻,不过它能实际地帮助人们解决物流搬运的问题,可以说是波士顿动力历史上最实用的机器人。

从 Atlas 到 Stretch,波士顿动力的发展也让人感慨,一代网红终归现实,机器人总归是为了解决问题而诞生。

机器人的诞生应该是为了解决问题

在《我,机器人》、《黑镜》以及《西部世界》等科幻影视剧中,「机器人取代人类」是科幻片中常出现的一种主题,并且这些影视作品往往在讨论时带有一些悲观消极的人文反思。

不过回到现实,用「冰冷」的机器人代替人类工作在很多时候并不是坏事,事实上我们的生活中存在着很多工作环境恶劣的高危职业,用机器人代替人类从事高危作业,才是人道主义的体现。

有过装修或者 DIY 经验的朋友都知道,由于漆料含有很多挥发性的毒性有机物质,如果没有做好安全措施的话,喷漆是一个对人体有很大伤害的过程。

而每架飞机在起飞前,都需要经过整机喷漆,对于喷漆工人来说,这个过程其实存在着很大的操作风险。

飞机的漆料主要化学成份为芳香烃类和酯类化合物,且还可能含有重金属铬等化合物,这意味着在喷漆过程中会产生大量易燃易爆的有毒有害气体和粉尘。

由于飞机喷漆的工期长、程序繁琐,工人们长时间在这种环境下工作,会不可避免地将之吸入体内,对身体造成难以逆转的伤害。

为了尽可能降低喷漆工作的职业危害,用机器人代替人手喷漆会是个更合理的选择,然而一台飞机需要喷漆的零件往往有数百种,如果用传统的自动化喷涂,那么每喷涂一种零件都需要对参数进行调整,工作效率大打折扣。

针对这个问题,联想研究院提出了用工业机器人代替工人实现远程作业的解决方案,并用了一年时间让方案落地,联想将它命名为联想晨星机器人。

第一眼看上去,晨星机器人像是一台呆萌的小车,但其实晨星机器人拥有着自己的「手」、「脚」和「大脑」,并且能够灵活地运用它们来实现为飞机喷漆的高精度操作。

那么晨星机器人要怎么实现喷漆呢?在晨星机器人出发之前,技术员会需要带上晨星 AR 眼镜和操作手柄,然后晨星机器人就会前往指定的作业地点。

联想在晨星机器人上搭载了 SLAM 和导航定位技术,简单来说它会在大脑里自动构建地图,并自主前往作业地点,在路途中遇到人或者机器时也会停车让行,实现安全并且全自动「上工」。

来到喷漆室,晨星机器人会将「眼睛」拍摄到的 3D 画面通过 5G 网络发送到远端技术员的晨星 AR 眼镜上,并且得益于 5G 传输的低延时性,技术员可以看到喷漆室的实时画面,实现真正的「远程办公」。

这时使用手柄下达控制指令,晨星机器人的机械臂就会跟随技术员的操作对零件进行喷漆,将两组画面放在一起对比会发现,5G 网络的低延迟传输让二者能有高度一致的同步性,完全一致的同步动作看起来就像是电影《环太平洋》中的协同操作。

这还没完,晨星机器人在「学习」完喷漆操作之后,会通过计算机视觉技术检查喷涂情况,在同一工件上实现机器的自主喷涂,通过机器学习、云融合和边端计算实现真正的远程环境下自动化精准作业。

听起来并不复杂,但事实上晨星机器人涉及到了很多技术难题。根据联想的介绍,想要实现精准的远程控制,离不开领先的计算机视觉和 AI 技术、机器人与云端能力之间的高速数据交互计算,这其中边端(机器人)与云端的计算融合起到了关键性的作用。

简单化、智能化和人机协作是工业机器人的趋势发展方向,晨星机器人在易用性和智能化方面也做出了不少技术突破。

联想着重关注三维场景重建以及端到端的低时延,以提供较好的远程人机协作体验,并辅以计算机系统,实现表计读取,缺陷检测,视觉引导等具体智能化需求。

「只有加倍努力才能显得毫不费力」,晨星机器人就像是班级里从不显山漏水的「学霸」,看似简单的一次挥手喷漆,背后都有着夜以继日的技术研发作为支撑。

将同样是复合移动型机器人的晨星机器人与波士顿动力的 Spot 机器狗放在一起对比,你会发现晨星机器人少了一些夺目的仿生机械关节和大胆设计,却多了更多的实用性——更灵活的机械臂、更高效的机器学习能力和更符合远程需求的云端协同能力。

晨星机器人与 Spot 在功能上的差异来源于设计理念的不同,后者关注的更多是机器人平衡等核心技术的研发,而前者则专注将机器人的集成应用与成套设计相结合,在不同理念的驱动下,诞生的机器人产品之应用性也有所不同。

可以说,专注工业智能化转型的晨星机器人是为了解决问题而诞生的。

正在到来的「机器人时代」

随着更多像晨星机器人这样能解决实际问题的机器人涌现,我们将迎来一个全新的「机器人时代」,事实上,在大多数人感到陌生的工业生产中,机器人已经是不可或缺的生产力。

从联想发布的晨星机器人宣传片上可以看到,晨星机器人已经可以实现在同一实验室內协同作业,视频显示,7 个晨星机器人可以在同一实验室內各自完成包括异物处理、智能分拣、智能巡检、精细喷涂等不同工作,拥有出色的多任务自主协同作业能力。

而晨星机器人的移动性在为生产带来更多的便利性的同时,它的技术难度也更大。

根据联想上海研究院院长毛世杰的介绍,随着机器人应用场景越来越广泛,对移动性也就提出了越来越多的要求,与机械手等工业机器人相比,移动机器人的使用环境相对复杂,技术难度也相应会比较高。

为了充分发挥移动性和协同作业的优势,目前晨星机器人会着眼于高端制造和电力巡检两个领域,为特定行业的智能化问题提供整体解决方案。

毛院长表示,与中国商飞集团的合作是一次非常成功的合作,晨星机器人从立项、设计、产品化等整个环节,都是和客户密切合作,确保晨星机器人研发投入的方向是客户迫切需要的方向针对客户特别确定的场景和痛点,解决客户的实际问题。

当提到联想晨星机器人与普通工业机器人的差异时,毛院长进一步解释道,联想并不仅仅着眼于机器人本体,而是机器人整体解决方案,联想在「端-边-云-网-智」的架构下,设计了一个完整的体系,并且着重与客户现有生产系统相整合。

在这样的架构体系下,晨星机器人可以实现不断迭代进化,衍生出更多的应用可能,例如能在狭小空间进行精细装配、深入高温或放射性辐射等危险地区作业等等。

晨星机器人是联想融合了信息技术、通信技术、生产技术后面向工业 4.0 做出的智能转型新实践,而随着工业互联网时代的到来,向智慧制造转型也将成为大型工厂的新趋势,注重智能化、人机交互的复合型机器人将会在制造业中扮演更加重要的角色。

毛院长在介绍联想工厂时提到,联想在生产、检测、物流等各个环节都使用了大量的机器人,在未来也会持续推进自动化和智能化水平,把联想工厂打造成为灯塔工厂,最终引领和赋能业界智能化发展。

也就是说,在工业 4.0 的时代大背景下,我们生活中的手机、电脑等许多产品在生产时与机器人早已有了千丝万缕的关系,在畅想「机器人时代」何时降临之前,其实我们早已经离不开机器人了。

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