機器人身上開始出現(xiàn)越來越多的仿人關(guān)節(jié)，這在讓它們更靈活的同時，也意味著要鉚更多的螺絲釘。
這給維護人員增加了不少工作量，必須要花費大量時間去檢查和維修，給機器人擰螺絲。
東京大學(xué)的研究人員 Takayuki Murooka、Kei Okada 和 Masayuki Inaba 意識到了這個問題，經(jīng)過一系列研究之后，他們教會了機器人自己擰緊螺絲，而且，機器人還順便學(xué)會在自己背上安了一個掛鉤，方便人們掛包包。
研究團隊向機器人輸入了 CAD 數(shù)據(jù)，這樣機器人就準確地知道了所有螺絲釘?shù)奈恢谩?/div>
盡管它不能直接檢測出自己的哪一顆螺絲釘出了問題，但是如下圖所示，它能通過機器人連桿的姿態(tài)來判別自己的物理姿勢和數(shù)字模型是否匹配，如果不匹配的話，它會知道自己的骨架有點散了。之后它利用 CAD 數(shù)據(jù)計算出要擰緊的螺絲的位置，然后上緊螺絲。
或者別人告訴它哪一個螺絲松了，根據(jù)觸發(fā)器的信息，機器人可以大致算出螺絲的位置，它也會自己重新上緊。
圖 | 擰緊螺釘系統(tǒng)概述（來源：論文）
這個研究還有一個令人驚嘆的地方，很多機器人在被設(shè)計的時候都是按照人的胳膊和腿的活動范圍來設(shè)置機械臂的參數(shù)，但是這些設(shè)計人員把機器人的手臂限制去除了。也就是說，人在撓癢癢的時候會有一些背部盲區(qū)，但是機器人不會，它們可以輕松自如地給自己緊背上的螺絲。
如果是普通螺絲的話，機器人可以一直旋轉(zhuǎn)手臂，快速擰緊。但是，如果機器人的螺絲被嵌在一個內(nèi)六角形的、需要艾倫扳手的位置的話，再靈活的機器人也得像人類一樣一下一下地轉(zhuǎn)扳手。
當機器人想要搭載很多東西時，僅有兩只手是不夠的。所以研究人員讓機器人在肩膀上掛一個袋子，就像人們背包一樣。機器人通過 CAD 數(shù)據(jù)計算出掛鉤的位置，并用螺絲把鉤子上緊。這樣人們就可以把很多罐子裝在袋子里，掛在機器人肩上。
圖 | 機器人自我拓展（來源：論文）
研究人員做的一系列研究都是在一個名為 PR2 的人形機器人身上進行的。PR2（Personal Robot 2，個人機器人 2 代）是 Willow Garage 公司設(shè)計的機器人平臺，它有兩條手臂，每條手臂七個關(guān)節(jié)，手臂末端是一個可以張合的夾爪；PR2 依靠底部的四個輪子移動，在頭部、胸部、肘部、夾爪上分別安裝有高分辨率攝像頭、激光測距儀、慣性測量單元、觸覺傳感器等豐富的傳感設(shè)備。
PR2 可以獨立完成多種復(fù)雜的任務(wù)，例如 PR2 可以自己開門、找到插頭給自己充電、打開冰箱取出啤酒、簡單打打臺球等。只不過 PR2 價格高昂，而且能力還達不到商業(yè)應(yīng)用的要求，如今主要用于學(xué)術(shù)研究。
圖 | PR2 身上布滿螺絲釘（來源：IEEE）
研究人員表示，之后為了使這個系統(tǒng)更加通用，他們將建立一個統(tǒng)一的螺絲松動感知方法。同時，他們還將加強機器人的記憶和學(xué)習(xí)能力，機器人在多次擰緊某幾個螺絲的時候就會記住這個位置，通過持續(xù)存儲信息，機器人知道哪些螺絲更容易松掉，哪些不會。
圖 | R2-D2，參加了《星球大戰(zhàn)》系列十部電影中的九部，是 Luke Skywalker、PadméAmidala 等角色的好朋友（來源：wikipedia）
這讓人不得不聯(lián)想到科幻作品中憨態(tài)可掬的小機器人 R2-D2。不知道 PR2 具備自我維修和自我拓展的能力之后，還會被逐漸增強哪些技能，是不是會像《星球大戰(zhàn)》里的 R2-D2 一樣，成為人類貼心的好伙伴呢？
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