市政府工作报告提到,要前瞻布局新兴产业、未来产业。主持人看新重庆工作室全市两会特别策划“向高而攀新重庆”,今天去看重庆团队研发的机器人。说到机器人,我们通常会想到它们跳舞、跑酷的硬汉身姿。今天要说的机器人,技能不在刚健,而在柔性。具备柔性能力的机器人,在精密制造业将大有可为。
以往出现在电影里的科幻手臂,它不仅可以出现在电影里。
重庆大学自动化学院教授、系统智能与控制团队青年负责人赵凯 :“这就是我们团队研发的双臂协同灵巧手系统。人体70%的动作都是靠臂手来带动完成, 一个手的一个关节,就是一个自由度,所以手一共有20个自由度,一个臂是有3个自由度,就造成了23个自由度的关节。目前为止,已让它具备了12个自由度的一个动作和能力。”
第1眼TV主持人李嘉博:“我拿起这颗鸡蛋的时候,都需要小心翼翼,我们来看这个机器手是如何‘拿捏’这个鸡蛋的?”
重庆大学自动化学院副教授黄秀财:“您看这款手,多个关节协同操作, 能够安全、准确地拿捏像鸡蛋这样易碎的物品。”
准确拿捏物品,不仅是动手的问题,还得动脑:拿鸡蛋,它首先得认识这是一颗鸡蛋,然后,相应调度拿捏鸡蛋的力度。拿魔方,它首先得知道这是一个魔方,进而对应给出玩魔方的手型。以此类推,面对不同物体,灵巧手皆能灵巧应变。
第1眼TV主持人李嘉博:“这么灵活的手臂,我们是怎么训练出来的呢?”
重庆大学自动化学院教授、系统智能与控制团队青年负责人赵凯:“在回答这个问题之前,我先邀请您来亲身体验一下。”
第1眼TV主持人李嘉博:“这个手,比如说,握个拳,看,它连我这个大拇指的动作都能学出来,然后依次动手指,来,再比个耶!”
赵凯介绍,通过一种“遥操作”的方式来进行真人“手把手教”。这里可以通过摄像头将人手关节点位进行实时的一个轨迹跟踪。
第1眼TV主持人李嘉博:“每个关节上都有点,而且捕捉得很精准,而且很灵活。”
重庆大学自动化学院教授、系统智能与控制团队青年负责人赵凯:“真实反应、真实采集,灵巧手上也有这个传感器,然后通过这种人机交互的学习算法,可以从视觉、力觉、触觉等多维度来尽可能还原示范动作。”
在日常的训练中,灵巧手要学的远不止比个YEAH那么简单。这套自主研发训练系统,叫作臂手机器人高精快速控制与技能发育的算法模型。其核心竞争力,就是自主交互学习。以笔记本装配这一柔性操作的典型场景为例,科研人员为灵巧手引入多模态的感知系统,让它能够识别上百种不同形状、材质和功能的零件,让它学习不同装配步骤之间的动作逻辑,从而实现从“模仿动作”到“理解任务”的跨越。
重庆大学自动化学院教授、系统智能与控制团队青年负责人赵凯:“目前我们正在承担了重庆市经信委项目里,正在将这个技术应用到笔记本装配行业,现在生产线上就有非常多的零部件,未来三年将通过机械灵巧手,精准应对柔性制造中多品种、小批量、混流生产的核心挑战。”
值得一提的是,它每一次成功装配、每一次碰撞预警、每一次自我纠偏,都将汇入模型训练池,从依赖预设程序的“机械遗传”,转向了基于持续交互学习的“智能演化”,从而得以更快进入更多智能制造、精密装配的场景。
中国工程院外籍院士、重庆大学人工智能研究院院长宋永端:“到目前为止,我们所有的关于实现灵巧手技术操作的运行的一些关键的技术都已经突破,已经获得中国、美国、日本专利将近100项。国际机器人大赛,在众多国际知名团队,包括普林斯顿大学、包括麻省理工大学、包括斯坦福大学这些知名高校参与的情况下,我们一举击败所有对手获得两项冠军。”
“动一动关节”的一小步牵动的是科技创新的一大步,新重庆正用创新驱动产业升级作为提质增效、绿色发展的关键抓手,用点点科创突破,汇就高质量发展的澎湃浪潮。
(重庆广电-第1眼TV记者 李臻 袁梦 洪志昳 李嘉博 熊健越 特约记者 谢春良)

