一、什么是交互機器人

機器人通過(guo)計(ji)算機(ji)系統與操作(zuo)員或程(cheng)序員進行人-機(ji)對(dui)話，實現(xian)對(dui)機(ji)器人的(de)控制與操作(zuo)。雖(sui)然具(ju)有了(le)部分(fen)處理和決策(ce)功能(neng)(neng)，能(neng)(neng)夠獨立(li)地實現(xian)一些諸如軌跡規劃、簡單的(de)避障等功能(neng)(neng)，但是還(huan)要受到外部的(de)控制。

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二、交互機器人如何實現

1、隔離

截至目前，工業(ye)機(ji)器人在(zai)“與人類共享(xiang)空間”方面仍談(tan)不上安全可靠——僅美國(guo)市場(chang)，每年(nian)因(yin)機(ji)器人造成的(de)意(yi)外死亡就有20多(duo)起——因(yin)此大多(duo)數時候，機(ji)器人活動的(de)區域是(shi)需要用屏障圍護起來的(de)。它們(men)在(zai)搬運重物等(deng)單(dan)一操作上，非常高效實用。但是(shi)它們(men)只(zhi)能進行盲目且沒(mei)有智慧移動，因(yin)此在(zai)過程中一旦(dan)觸(chu)碰到人，就很可能造成嚴重事故，甚至導(dao)致(zhi)死亡。

與早(zao)期機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)不同，“交互機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)”安(an)(an)裝有傳感器(qi)(qi)并具備安(an)(an)全(quan)特性，能有效(xiao)地偵測周圍出(chu)現(xian)(xian)的(de)人(ren)(ren)及(ji)作(zuo)出(chu)相應反(fan)應。這樣的(de)設計讓(rang)人(ren)(ren)和(he)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)組(zu)(zu)成(cheng)了完美搭配：后者的(de)強度(du)和(he)精確度(du)配合(he)(he)前者的(de)視覺、感知、思維和(he)適應力將可釋放(fang)出(chu)更(geng)高效(xiao)的(de)生產力。人(ren)(ren)與機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)組(zu)(zu)合(he)(he)至少(shao)在(zai)現(xian)(xian)在(zai)而言是融洽(qia)的(de)，因為人(ren)(ren)類具備的(de)很多技能如今并不可以(yi)通過程序(xu)被創造出(chu)來(lai)。“有很多的(de)經驗和(he)非(fei)書(shu)本上的(de)知識是沒(mei)有辦法用(yong)程序(xu)代碼表達的(de)。譬如，一(yi)個工人(ren)(ren)可以(yi)察覺得到某些狀況不對(dui)，或者電鉆的(de)震動不合(he)(he)往常，或者某個材料太硬(ying)。想要通過文檔(dang)的(de)形式(shi)把這些記錄下來(lai)，將很難(nan)做到。

2、避免受傷

在利用“交互機器人”方面走得比較靠前的是BMW。2013年，BMW為旗下位于美國南(nan)加州(zhou)的(de)工(gong)(gong)廠安裝了(le)(le)由丹麥 UniversalRobots公司設計生產的(de)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)。該機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)可以(yi)在工(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)手握車門(men)組件的(de)情(qing)況下，通過噴射膠水以(yi)幫(bang)助完成汽車車門(men)的(de)隔離(li)和(he)(he)水封操作(zuo)。沒有這(zhe)些機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)，傳統的(de)手工(gong)(gong)操作(zuo)將(jiang)十分費(fei)力，并且(qie)還可能會(hui)(hui)導(dao)致手腕(wan)職業傷(shang)。“我們感(gan)興趣的(de)是人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)體工(gong)(gong)學和(he)(he)安全性。機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)可以(yi)生產線上進行推拉這(zhe)樣重復性的(de)操作(zuo)而(er)不受到傷(shang)害。”BMW組裝和(he)(he)物流部(bu)門(men)負責(ze)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)RichMorris表(biao)示(shi)，“這(zhe)些機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)與工(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)協同工(gong)(gong)作(zuo)，工(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)們都(dou)愛死它(ta)了(le)(le)。”但是當一個工(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)距離(li)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)太近了(le)(le)會(hui)(hui)怎樣？“機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)首先會(hui)(hui)警告(gao)說你靠得(de)太近。”Morris表(biao)示(shi)，“然(ran)后它(ta)會(hui)(hui)停止當前操作(zuo)。”

今年，機器人又被應用(yong)到了(le)另一人體(ti)工(gong)程(cheng)學(xue)繁重的(de)任務上：向車底盤的(de)孔內(nei)插入硬橡(xiang)膠(jiao)。“很多工(gong)人在做這件事(shi)時導(dao)致大(da)拇(mu)指受傷。”Morris解釋道。起初，BMW通過3D打印開(kai)發了(le)保護骨骼來(lai)支撐手(shou)指，但如今擁有“超級拇(mu)指”的(de)協(xie)作機器人已經完(wan)全接(jie)管了(le)這項任務。

3、通過示范來學習

最高級的(de)(de)交(jiao)互機器人在功能上是(shi)靈活的(de)(de)，因(yin)此同一(yi)款機器人型號可以(yi)輕松的(de)(de)跟(gen)進(jin)任(ren)務的(de)(de)不同而重(zhong)(zhong)新切換(huan)模式，如排列任(ren)務、裝(zhuang)卸(xie)貨任(ren)務以(yi)及處理原材料任(ren)務等(deng)模式。RethinkRoboTIcs設計(ji)的(de)(de)Baxter機器人擁有兩只機械(xie)臂和一(yi)個動(dong)態表情面部(bu)(屏(ping)幕(mu))。該機器人可以(yi)通過被示范(fan)訓練來學習(xi)執(zhi)(zhi)行各類任(ren)務：人類可以(yi)控制機器人的(de)(de)手(shou)臂，并指定一(yi)系列動(dong)作(zuo)，機器人會記住并重(zhong)(zhong)復，從而達(da)到示范(fan)學習(xi)的(de)(de)目的(de)(de)。而頭部(bu)的(de)(de)屏(ping)幕(mu)則(ze)會通過表情提示告知周圍的(de)(de)人當前正在執(zhi)(zhi)行的(de)(de)任(ren)務，或者正遭遇的(de)(de)問題。

首(shou)個脫離實驗室并投入實際使用的Baxter，是(shi)2015年2月(yue)由澳大利亞糖(tang)果巨(ju)頭Haigh“sChocolates引進的巧克力挑揀機器人。該機器人與其他工(gong)廠工(gong)人協同工(gong)作，全(quan)程(cheng)無(wu)保護無(wu)隔離。

4、靈活性和精度

交互機器人下一個(ge)主要(yao)(yao)適用(yong)領域是(shi)消(xiao)費(fei)者(zhe)電子品(pin)的(de)(de)(de)組裝(zhuang)生(sheng)(sheng)產(chan)，該行業目(mu)前主要(yao)(yao)依賴(lai)人(ren)力。總部在瑞士蘇黎(li)世的(de)(de)(de)abb公司(si)推出了(le)名為YuMi的(de)(de)(de)機器人(ren)，該機器人(ren)配(pei)有大量傳感器，可以(yi)精準地(di)將(jiang)線穿過縫衣針。YuMi的(de)(de)(de)小(xiao)尺(chi)寸和(he)移動(dong)范圍等特(te)點讓其成(cheng)為了(le)小(xiao)型組裝(zhuang)生(sheng)(sheng)產(chan)線的(de)(de)(de)完美搭配(pei)，譬如(ru)智(zhi)能(neng)手機、筆(bi)記(ji)本電腦和(he)平(ping)板電腦等。“這(zhe)些特(te)點對于在工廠(chang)中最大化利用(yong)空間，以(yi)及在小(xiao)型工作室中安裝(zhuang)機器人(ren)是(shi)至關重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)。”ABB營(ying)銷部門主管StevenWyatt表示。

一旦交互機器人(ren)在(zai)(zai)(zai)工(gong)業(ye)界(jie)廣泛(fan)裝(zhuang)配(pei)并完成測試(shi)，它們(men)就(jiu)有可能會(hui)立即出(chu)現(xian)在(zai)(zai)(zai)家庭市(shi)場上，當然這其中(zhong)也有不(bu)少特別的(de)挑戰。“在(zai)(zai)(zai)工(gong)業(ye)環境中(zhong)，會(hui)出(chu)現(xian)的(de)人(ren)類通常都是(shi)(shi)(shi)18歲以(yi)上的(de)成年人(ren)，足夠理解工(gong)作環境中(zhong)穿(chuan)戴護目鏡和(he)硬皮鞋的(de)重要性。但是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)家庭環境下，一切都會(hui)變得不(bu)同，譬如(ru)寵物(wu)和(he)小孩會(hui)在(zai)(zai)(zai)地上滾爬(pa)等。”Saenz指出(chu)，“不(bu)過(guo)家庭市(shi)場卻(que)是(shi)(shi)(shi)一個更大的(de)市(shi)場。”