據(jù)美國先進(jìn)制造機(jī)器人（ARM）創(chuàng)新機(jī)構(gòu)官網(wǎng)2023年1月26日報道，該機(jī)構(gòu)將為11個新技術(shù)項目提供近790萬美元資金支持，這11個項目總投資額大約為1660萬美元。這11個項目涉及美國制造業(yè)的關(guān)鍵需求領(lǐng)域，特別是國防部和工業(yè)界在機(jī)器人技術(shù)方面的關(guān)鍵需求領(lǐng)域。

 

　　項目征集由ARM創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的內(nèi)部專家團(tuán)隊、ARM成員和美國國防部合作伙伴共同策劃和實施，通過征集到的項目，在工業(yè)界、政府和學(xué)術(shù)界之間架起了一座可以鞭策制造業(yè)先進(jìn)機(jī)器人領(lǐng)域關(guān)鍵創(chuàng)新的橋梁。到目前為止，ARM創(chuàng)新機(jī)構(gòu)已經(jīng)投資了120多個機(jī)器人技術(shù)和勞動力開發(fā)項目。此次獲資助項目是通過ARM創(chuàng)新機(jī)構(gòu)ARM-TEC-22-01號技術(shù)項目公告征集的，側(cè)重于以下專題領(lǐng)域：自適應(yīng)實時路徑規(guī)劃與控制，人類行為&意圖預(yù)測，機(jī)器人學(xué)習(xí)，特征和姿態(tài)識別與估計，先進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)的虛擬調(diào)試，先進(jìn)制造機(jī)器人系統(tǒng)的人工智能（AI）與數(shù)據(jù)，離散與連續(xù)制造過程的多智能體運動規(guī)劃與任務(wù)處理，先進(jìn)鍍膜應(yīng)用中的虛擬掩模。

 

　　本次資助的11個項目的簡述如下：

 

　　（一）陶瓷基復(fù)合材料的自動抓取、鋪放和成型

 

　　主研單位：波音公司

 

　　合作團(tuán)隊：南加州大學(xué)和明尼蘇達(dá)礦業(yè)及制造公司（3M）

 

　　項目描述：該項目旨在開發(fā)自適應(yīng)路徑規(guī)劃，以確保高超聲速平臺或超過5倍音速（5馬赫或更高）的物體使用陶瓷基復(fù)合材料（CMC）部件的經(jīng)濟(jì)性。同時該項目還關(guān)注使用基于三維視覺的傳感器處理CMC織物預(yù)浸料的自動拾取、放置和成型，項目尋求對這一方面的整合改進(jìn)，以降低CMC結(jié)構(gòu)高速生產(chǎn)的成本和可變性。這種方法的優(yōu)點包括擁有具有成本競爭力的鈦替代品、更高的加工效率，以及可應(yīng)用于其他材料和工藝的應(yīng)用。

 

　　（二）熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的快速焊接

 

　　主研單位：雷神科技研究中心

 

　　項目團(tuán)隊：卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、沃森技術(shù)有限責(zé)任公司和柯林斯航空航天公司

 

　　項目描述：輕質(zhì)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（CF-TPCs）是國際公認(rèn)的能夠滿足未來航空航天市場高速率需求，并提供可持續(xù)性益處的材料。CF-TPCs快速制造速率的一個關(guān)鍵因素就是其焊接能力，這種材料無需使用傳統(tǒng)耗時的粘合劑進(jìn)行粘合或機(jī)械緊固。目前，有三種發(fā)熱方法在焊接TPC（熱塑性復(fù)合材料）的應(yīng)用和發(fā)展中占主導(dǎo)地位；然而，這些方法現(xiàn)在大多都無法應(yīng)用于復(fù)雜的航空器結(jié)構(gòu)。本項目旨在促進(jìn)TPC部件快速超聲焊接的機(jī)器人自動化。這些創(chuàng)新有望提高焊接速度，提升在更廣泛產(chǎn)品中的適用性，減少裝配時間，并減少焊接試驗和工藝校準(zhǔn)件的數(shù)量。

 

　　（三）敏捷自動目視檢查

 

　　主研單位：通用電氣公司研發(fā)中心

 

　　項目團(tuán)隊：華盛頓大學(xué)和GKN航空航天防務(wù)公司

 

　　項目描述：零部件的精確目視檢查對于航空航天的安全性至關(guān)重要，并且這往往是制造過程中的限制因素，尤其是對于復(fù)合材料零部件而言。當(dāng)前的流程耗時、需手動、主觀，往往并不準(zhǔn)確，并且需要大量培訓(xùn)。該項目旨在構(gòu)建一個敏捷的自動化目視檢查系統(tǒng)，通過自動化表面分割和集成智能照明來減少新零件幾何形狀的設(shè)置時間，從而實現(xiàn)優(yōu)化成像的實時決策，并利用人工智能（AI）構(gòu)建一個自動化和穩(wěn)健的缺陷識別與分類系統(tǒng)。

 

　?。ㄋ模┒?a href="http://www.baoxianwx.cn/sell/list-109.html" target="_blank">工業(yè)機(jī)器人融合制造

 

　　主研單位：倫斯勒理工學(xué)院

 

　　項目團(tuán)隊：通用電氣公司研發(fā)中心、WasonTechnology、日本安川電機(jī)和美國西南研究院

 

　　項目描述：該項目旨在通過多個機(jī)器人的協(xié)調(diào)運動進(jìn)行融合制造，以實現(xiàn)準(zhǔn)確快速的相對刀具運動，從而完成增材制造、減材制造和轉(zhuǎn)換制造任務(wù)。該項目的成果將使來自多個供應(yīng)商的機(jī)器人能夠高精度、高質(zhì)量地制造零部件，使制造工程師能夠做出更好的工藝決策和調(diào)整，并通過自動化運動編程節(jié)省時間。這個項目將建立在ARM研究所之前幾個項目的成果上，其中也包括機(jī)器人Raconteur。

 

　?。ㄎ澹┕I(yè)機(jī)器人檢測應(yīng)用視覺系統(tǒng)（VCVS）的虛擬調(diào)試

 

　　主研單位：西門子公司

 

　　項目團(tuán)隊：波音公司與PremierAutomation

 

　　項目描述：安裝或修改用于生產(chǎn)線檢測的機(jī)器人圖像采集系統(tǒng)可能是一個繁瑣的手動過程，需要來自如照明、相機(jī)、機(jī)器人、自動化、人工智能和生產(chǎn)過程等不同領(lǐng)域的全職人力資源。該項目旨在利用數(shù)字孿生技術(shù)來減少自動化目視檢查所需的工作量、時間和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，使這一檢查系統(tǒng)可以工業(yè)應(yīng)用中得到更廣泛的實施。該項目的成果力求減少檢測系統(tǒng)的調(diào)試工作，減少訓(xùn)練AI檢測模型所需的真實單元數(shù)據(jù)，并緩解勞動力短缺造成的生產(chǎn)瓶頸。

 

　?。C(jī)器人3D服裝縫制

 

　　主研單位：西門子公司

 

　　項目團(tuán)隊：Sewbo、LeviStrauss、BluewaterDefense、SaitexUSA和ISAIC

 

　　項目描述：自2018年以來，先進(jìn)制造機(jī)器人（ARM）創(chuàng)新機(jī)構(gòu)已經(jīng)完成了多個機(jī)器人項目，大大推進(jìn)了機(jī)器人縫紉的技術(shù)發(fā)展。該項目試圖在之前這些機(jī)器人縫紉技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過在三維空間中實現(xiàn)自動化縫制，來增強(qiáng)人工操作者與服裝組裝相關(guān)的常見行為，如拾取、對齊和縫制具有復(fù)雜三維形狀的工件。該系統(tǒng)將基于邊緣人工智能（物體姿態(tài)估計）和高級控制（三維縫紉）。除了縫紉，這項技術(shù)還將應(yīng)用于如航空航天等需要處理柔性材料的行業(yè)。

 

　　（七）減少大型金屬加工變形的基于人工智能的機(jī)器人計量學(xué)

 

　　主研單位：艾瑞斯科技

 

　　項目團(tuán)隊：奧什科什公司、日本安川電機(jī)、美國西南研究院、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、Plectix機(jī)器人公司

 

　　項目描述：本項目旨在通過訓(xùn)練人工智能模型來開發(fā)一個人工智能框架，以減少金屬加工中的變形。項目團(tuán)隊將通過研究結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和實踐來收集和管理基于人工智能的變形減少數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)為過程中的傳感提供閉環(huán)。預(yù)計這些產(chǎn)出可以提高質(zhì)量、減少訓(xùn)練數(shù)據(jù)集要求、降低成本并節(jié)省時間。

 

　　（八）復(fù)雜零部件表面處理的協(xié)作式機(jī)器人工藝規(guī)劃

 

　　主研單位：俄亥俄州立大學(xué)

 

　　項目團(tuán)隊：美國西南研究院、日本安川電機(jī)和諾斯羅普·格魯曼公司

 

　　項目描述：該項目將開發(fā)一個具有自然語言交互和手勢識別功能的增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）環(huán)境，為復(fù)雜幾何形狀的機(jī)器人表面處理的高級刀具路徑規(guī)劃提供直觀界面。該環(huán)境將利用快速作用的噴涂模型來預(yù)測工藝結(jié)果，以指導(dǎo)用戶和訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從而不斷改進(jìn)工藝計劃。該項目旨在減少準(zhǔn)備時間并提高小批量、高混合部件的表面加工操作質(zhì)量。

 

　?。ň牛┐笮徒Y(jié)構(gòu)制造中的多機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃

 

　　主研單位：倫斯勒理工學(xué)院

 

　　項目團(tuán)隊：AnchorIndustries和PvilionTechnologies

 

　　項目描述：該項目旨在為有時間限制的多機(jī)器人任務(wù)開發(fā)一個先進(jìn)的運動計劃器，并求出完成任務(wù)的最佳無碰撞機(jī)器人軌跡。本項目研發(fā)建立在項目團(tuán)隊之前的工作基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊之前構(gòu)建了一個多機(jī)器人織物操作系統(tǒng)。該項目的成果有望改善和簡化大型結(jié)構(gòu)制造中的多機(jī)器人系統(tǒng)編程。

 

　?。ㄊo夾具機(jī)器人裝配和制造環(huán)境（框架）

 

　　主研單位：洛克希德·馬丁公司（LockheedMartin）

 

　　項目團(tuán)隊：南加州大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、CapSen機(jī)器人公司

 

　　項目描述：本項目旨在為無夾具和動態(tài)高混合/小批量（HMLV）制造，構(gòu)建一個可配置的機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)可識別/檢查裝配部件，自主規(guī)劃運動和任務(wù)，并優(yōu)化人類與機(jī)器人制造單元的協(xié)作。通過消除夾具，該項目能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人制造單元的快速再利用，并降低生產(chǎn)成本。為了增強(qiáng)單元的靈活性和吞吐量，任務(wù)規(guī)劃器將接受高級裝配指令，并根據(jù)操作復(fù)雜性在人類和機(jī)器人之間分解任務(wù)。

 

　?。ㄊ唬┗跊Q策與控制強(qiáng)化學(xué)習(xí)的分層機(jī)器人學(xué)習(xí)框架

 

　　主研單位：通用汽車公司

 

　　項目團(tuán)隊：通用電氣公司研發(fā)中心、弗吉尼亞大學(xué)、西門子公司

 

　　項目描述：本項目旨在采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RL）算法，使制造機(jī)器人系統(tǒng)能夠在最小或無人工干預(yù)的情況下執(zhí)行新任務(wù)。該團(tuán)隊將通過構(gòu)建一個分層RL框架來實現(xiàn)這一點，在該框架中，專家知識、歷史數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生模型被用于有效地學(xué)習(xí)操作策略，以執(zhí)行非結(jié)構(gòu)化任務(wù)。預(yù)計這些產(chǎn)出將減少實施靈活自動化的時間和成本。