?。ㄓ浾?張吉 通訊員 王楠）隨著技術(shù)的不斷迭代和普及，用機(jī)器人替代人類完成重復(fù)率高、危險(xiǎn)系數(shù)大、精準(zhǔn)度需求強(qiáng)的工作已逐漸成為可能。這也讓人類不禁思考：未來，人和機(jī)器人會是怎樣的關(guān)系？機(jī)器人會扮演著什么樣的角色？
日前，在2018年度浙江省自然科學(xué)基金優(yōu)秀結(jié)題項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的采訪中，浙江工業(yè)大學(xué)俞立課題組向記者展示了他們致力于的一項(xiàng)研究——移動工業(yè)機(jī)器人的人機(jī)協(xié)同。所謂人機(jī)協(xié)同，是指人類和機(jī)器人在同一個場景下發(fā)揮各自優(yōu)勢協(xié)作完成某項(xiàng)任務(wù)。
課題組成員董輝告訴記者，隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，工業(yè)機(jī)器人面臨工作環(huán)境非結(jié)構(gòu)化、任務(wù)復(fù)雜化等問題，要求工業(yè)機(jī)器人具備廣闊的工作空間和高度的靈巧性，甚至需要多臺工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行協(xié)同工作，移動工業(yè)機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。
課題組正在驗(yàn)證機(jī)器人的部分性能
董輝介紹，目前大部分的移動工業(yè)機(jī)器人由移動平臺和置于平臺之上的機(jī)械臂組成，平臺的可移動性和機(jī)械臂的可操作性極大地拓展了工業(yè)機(jī)器人的操作空間和工作靈巧性。此外，多個移動工業(yè)機(jī)器人可通過協(xié)同作業(yè)完成單個工業(yè)機(jī)器人無法完成的復(fù)雜動作和任務(wù)。
但移動工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)下也表現(xiàn)出了一些“水土不服”的情況。比如由于通信網(wǎng)絡(luò)擁塞、延時和丟包現(xiàn)象存在，使得機(jī)器人系統(tǒng)的分析和控制變得非常復(fù)雜，“這給移動工業(yè)機(jī)器人控制理論帶來了新的課題和挑戰(zhàn)。”
面對實(shí)際需求提出的挑戰(zhàn)，俞立課題組于2015年申報(bào)浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)化移動工業(yè)機(jī)器人控制方法研究”，圍繞網(wǎng)絡(luò)化移動工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的時延補(bǔ)償、跟蹤控制、目標(biāo)跟蹤以及分布式協(xié)同等問題開展研究工作。
2015年以來，課題組先后提出了多項(xiàng)創(chuàng)新性解決方案，著重解決網(wǎng)絡(luò)化移動機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的同步控制、網(wǎng)絡(luò)化移動機(jī)器人系統(tǒng)的時延補(bǔ)償和輪廓誤差控制等難題，打造了可以實(shí)現(xiàn)移動工業(yè)機(jī)器人協(xié)同工作的中樞系統(tǒng)。
例如針對具有時延（時延，指傳輸所需的時間）的網(wǎng)絡(luò)化移動機(jī)器人系統(tǒng)，課題組提出了基于廣義擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測的控制方法，實(shí)現(xiàn)了遙操作系統(tǒng)同步，消除了時延和擾動引起的不確定性的影響。針對多移動機(jī)器人分布式編隊(duì)控制問題，利用有關(guān)算法，提出基于鄰域通信的分布式模型預(yù)測控制方法等等。
“這套系統(tǒng)帶來最直觀的變化，就是為在現(xiàn)場的機(jī)器人打造了一套‘大腦’。”董輝告訴記者，傳統(tǒng)的機(jī)器人往往獨(dú)立運(yùn)算工作，比較難以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人間甚至機(jī)器人與人的協(xié)同，但是有了這個機(jī)器人“大腦”以后，機(jī)器人獨(dú)立運(yùn)算的過程被集中到了后臺計(jì)算機(jī)上，通過網(wǎng)絡(luò)連接后向多個機(jī)器人發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與機(jī)器人之間的協(xié)同“作戰(zhàn)”。
而通過安裝在機(jī)器人上的傳感器，“大腦”能夠感知更多的關(guān)于人類的信息，比如人的身高、距離、位置、力度等，從而指引機(jī)器人完成與人類的協(xié)同工作。
據(jù)了解，課題組在相關(guān)基礎(chǔ)研究成果的基礎(chǔ)上正在積極探索成果產(chǎn)業(yè)化。
