MIT分揀機(jī)器人:手替眼判斷更精確,效率驚人

垃圾分類(lèi)是一項(xiàng)工程量巨大、過(guò)程重復(fù)且枯燥的工作，工人需要用手將可回收的物品從大量垃圾中揀選出來(lái)，不但不衛(wèi)生，也存在一定的危險(xiǎn)。要處理數(shù)量龐大的垃圾，就意味著工人需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行工作，對(duì)工人的體力和精神力都是一項(xiàng)較大的考驗(yàn)。

而機(jī)器人就不存在這些問(wèn)題了，只要有電，他們就能夠無(wú)止境地工作下去，十分適合大量、重復(fù)性、長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)。

近日，MIT和FANUC相繼開(kāi)發(fā)出了物品分揀機(jī)器人，以幫助處理大量的可回收物品。二者雖目的相同，卻分別運(yùn)用了不同的技術(shù)手段，一個(gè)靠“眼”，一個(gè)靠“手”。

FANUC分揀機(jī)器人：能實(shí)時(shí)識(shí)別上百種材料

FANUC的分揀機(jī)器人Waste Robot使用了FANUC LRMate 200iD型號(hào)機(jī)器人作為主體，利用視覺(jué)分析系統(tǒng)對(duì)物品進(jìn)行跟蹤和分類(lèi)，這也是市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的分揀機(jī)器人所使用的方法。

但FANUC為其分揀機(jī)器人設(shè)計(jì)了一套新技術(shù)，叫做W.A.R，即Waste Robotics Autonomous Recycling Technology，廢舊物品自動(dòng)回收技術(shù)。

這套技術(shù)允許機(jī)器人對(duì)物品的化學(xué)成分以及形狀進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描和分析，同時(shí)也使機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)指定抓取方式和抓取順序。

這就意味著機(jī)器人能夠從繁雜的物品中，挑選出需要挑揀的物品，利用視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別出物品的種類(lèi)，然后將其放置到不同的地方，比如塑料罐放在較近的一側(cè)，易拉罐則拋到較遠(yuǎn)的一側(cè)。

垃圾分類(lèi)是一項(xiàng)工程量巨大、過(guò)程重復(fù)且枯燥的工作，工人需要用手將可回收的物品從大量垃圾中揀選出來(lái)，不但不衛(wèi)生，也存在一定的危險(xiǎn)。要處理數(shù)量龐大的垃圾，就意味著工人需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行工作，對(duì)工人的體力和精神力都是一項(xiàng)較大的考驗(yàn)。

而機(jī)器人就不存在這些問(wèn)題了，只要有電，他們就能夠無(wú)止境地工作下去，十分適合大量、重復(fù)性、長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)。

近日，MIT和FANUC相繼開(kāi)發(fā)出了物品分揀機(jī)器人，以幫助處理大量的可回收物品。二者雖目的相同，卻分別運(yùn)用了不同的技術(shù)手段，一個(gè)靠“眼”，一個(gè)靠“手”。

FANUC分揀機(jī)器人：能實(shí)時(shí)識(shí)別上百種材料

FANUC的分揀機(jī)器人Waste Robot使用了FANUC LRMate 200iD型號(hào)機(jī)器人作為主體，利用視覺(jué)分析系統(tǒng)對(duì)物品進(jìn)行跟蹤和分類(lèi)，這也是市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的分揀機(jī)器人所使用的方法。

但FANUC為其分揀機(jī)器人設(shè)計(jì)了一套新技術(shù)，叫做W.A.R，即Waste Robotics Autonomous Recycling Technology，廢舊物品自動(dòng)回收技術(shù)。

這套技術(shù)允許機(jī)器人對(duì)物品的化學(xué)成分以及形狀進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描和分析，同時(shí)也使機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)指定抓取方式和抓取順序。

這就意味著機(jī)器人能夠從繁雜的物品中，挑選出需要挑揀的物品，利用視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別出物品的種類(lèi)，然后將其放置到不同的地方，比如塑料罐放在較近的一側(cè)，易拉罐則拋到較遠(yuǎn)的一側(cè)。

單個(gè)機(jī)器人進(jìn)行分揀操作效率較低，速度較慢，也有很多物品被遺漏了下來(lái)。但在實(shí)際流水線工作中，多臺(tái)機(jī)器人同時(shí)進(jìn)行工作，遺漏下來(lái)的物品就微乎其微了。

下面是FANUC Waste Robot的介紹視頻：

雖然視頻中只展示了Waste Robot對(duì)于廢舊瓶罐的分類(lèi)能力，但其實(shí)W.A.R技術(shù)能夠讓機(jī)器人對(duì)上百種材料進(jìn)行辨別，甚至還能分析出木材的質(zhì)量，分辨出聚合物和塑料的區(qū)別等。既安全準(zhǔn)確，又能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間工作，減少人力資源的浪費(fèi)。

目前，F(xiàn)ANUC的Waste Robot已于政府廢品管理進(jìn)行了合作，離正式進(jìn)入應(yīng)用，可能也不是太遠(yuǎn)了。

MIT分揀機(jī)器人：以手替眼判斷更精確

MIT最近和耶魯大學(xué)也聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一款分揀機(jī)器人RoCycle，與FANUC的分揀機(jī)器人不同的是，這款機(jī)器人并沒(méi)有使用視覺(jué)分析系統(tǒng)，而是使用了觸覺(jué)作為檢驗(yàn)材料的方法。

研究人員表示，視覺(jué)分析系統(tǒng)在進(jìn)行分揀時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差，比如在分辨兩個(gè)外表幾乎一致但材料不同的物體時(shí)，視覺(jué)分析系統(tǒng)很可能將兩種材料歸為一類(lèi)，而觸覺(jué)系統(tǒng)卻不會(huì)。觸覺(jué)使人類(lèi)即使閉著眼睛也能夠大致分辨出手中所拿的物體是什么，對(duì)于分揀機(jī)器人來(lái)說(shuō)，或許觸覺(jué)比視覺(jué)更加有效。

機(jī)器人手由一種拉脹聚合物制成，這種材料在拉伸時(shí)能夠變寬。研究人員基于這種概念，對(duì)材料進(jìn)行了改進(jìn)，使材料成螺旋的圓柱狀，在受力拉伸時(shí)，圓柱會(huì)向左或向右扭曲。

研究人員將一左一右兩個(gè)圓柱體放在同一側(cè)，從而制造出更加動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)。這項(xiàng)技術(shù)被稱(chēng)為“手性剪切拉脹”（HSA），允許設(shè)備使用常規(guī)電機(jī)，而非像其他軟體機(jī)器人一樣使用昂貴的空氣泵和壓縮機(jī)，而且它可以被裝備在任何機(jī)械臂上。

RoCycle機(jī)器人指尖配有觸覺(jué)傳感器，可以用來(lái)檢測(cè)物品的大小。接著，通過(guò)壓力傳感器測(cè)量抓取物體所需的力。由尺寸和剛度這兩個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)判斷物體的材料，靜止?fàn)顩r下的準(zhǔn)確率能達(dá)到85%，而模擬傳送帶上準(zhǔn)確率也能夠達(dá)到63%。

拉低準(zhǔn)確率的最大因素是，RoCycle經(jīng)常將帶著紙包裝的罐頭判定為紙類(lèi)（下圖中第一個(gè)桶為裝紙制品的桶）。研究人員表示，其后將沿著接觸面添加更多的傳感器，以進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷。

接下來(lái)，團(tuán)隊(duì)將著手于結(jié)合機(jī)器人的觸覺(jué)數(shù)據(jù)與視覺(jué)數(shù)據(jù)，以判斷材料間的細(xì)微差別，提高RoCycle的判斷準(zhǔn)確性。

隨著各種功能的機(jī)器人被開(kāi)發(fā)并投入使用，感覺(jué)自己距離做一條咸魚(yú)的偉大目標(biāo)又近了一步。你覺(jué)得下一個(gè)最應(yīng)該開(kāi)發(fā)的機(jī)器人是什么呢？你擔(dān)心早晚有一日機(jī)器人會(huì)搶了你的工作嗎？

單個(gè)機(jī)器人進(jìn)行分揀操作效率較低，速度較慢，也有很多物品被遺漏了下來(lái)。但在實(shí)際流水線工作中，多臺(tái)機(jī)器人同時(shí)進(jìn)行工作，遺漏下來(lái)的物品就微乎其微了。

下面是FANUC Waste Robot的介紹視頻：

雖然視頻中只展示了Waste Robot對(duì)于廢舊瓶罐的分類(lèi)能力，但其實(shí)W.A.R技術(shù)能夠讓機(jī)器人對(duì)上百種材料進(jìn)行辨別，甚至還能分析出木材的質(zhì)量，分辨出聚合物和塑料的區(qū)別等。既安全準(zhǔn)確，又能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間工作，減少人力資源的浪費(fèi)。

目前，F(xiàn)ANUC的Waste Robot已于政府廢品管理進(jìn)行了合作，離正式進(jìn)入應(yīng)用，可能也不是太遠(yuǎn)了。

MIT分揀機(jī)器人：以手替眼判斷更精確

MIT最近和耶魯大學(xué)也聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一款分揀機(jī)器人RoCycle，與FANUC的分揀機(jī)器人不同的是，這款機(jī)器人并沒(méi)有使用視覺(jué)分析系統(tǒng)，而是使用了觸覺(jué)作為檢驗(yàn)材料的方法。

研究人員表示，視覺(jué)分析系統(tǒng)在進(jìn)行分揀時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差，比如在分辨兩個(gè)外表幾乎一致但材料不同的物體時(shí)，視覺(jué)分析系統(tǒng)很可能將兩種材料歸為一類(lèi)，而觸覺(jué)系統(tǒng)卻不會(huì)。觸覺(jué)使人類(lèi)即使閉著眼睛也能夠大致分辨出手中所拿的物體是什么，對(duì)于分揀機(jī)器人來(lái)說(shuō)，或許觸覺(jué)比視覺(jué)更加有效。

機(jī)器人手由一種拉脹聚合物制成，這種材料在拉伸時(shí)能夠變寬。研究人員基于這種概念，對(duì)材料進(jìn)行了改進(jìn)，使材料成螺旋的圓柱狀，在受力拉伸時(shí)，圓柱會(huì)向左或向右扭曲。

研究人員將一左一右兩個(gè)圓柱體放在同一側(cè)，從而制造出更加動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)。這項(xiàng)技術(shù)被稱(chēng)為“手性剪切拉脹”（HSA），允許設(shè)備使用常規(guī)電機(jī)，而非像其他軟體機(jī)器人一樣使用昂貴的空氣泵和壓縮機(jī)，而且它可以被裝備在任何機(jī)械臂上。

RoCycle機(jī)器人指尖配有觸覺(jué)傳感器，可以用來(lái)檢測(cè)物品的大小。接著，通過(guò)壓力傳感器測(cè)量抓取物體所需的力。由尺寸和剛度這兩個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)判斷物體的材料，靜止?fàn)顩r下的準(zhǔn)確率能達(dá)到85%，而模擬傳送帶上準(zhǔn)確率也能夠達(dá)到63%。

拉低準(zhǔn)確率的最大因素是，RoCycle經(jīng)常將帶著紙包裝的罐頭判定為紙類(lèi)（下圖中第一個(gè)桶為裝紙制品的桶）。研究人員表示，其后將沿著接觸面添加更多的傳感器，以進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷。

接下來(lái)，團(tuán)隊(duì)將著手于結(jié)合機(jī)器人的觸覺(jué)數(shù)據(jù)與視覺(jué)數(shù)據(jù)，以判斷材料間的細(xì)微差別，提高RoCycle的判斷準(zhǔn)確性。

隨著各種功能的機(jī)器人被開(kāi)發(fā)并投入使用，感覺(jué)自己距離做一條咸魚(yú)的偉大目標(biāo)又近了一步。你覺(jué)得下一個(gè)最應(yīng)該開(kāi)發(fā)的機(jī)器人是什么呢？你擔(dān)心早晚有一日機(jī)器人會(huì)搶了你的工作嗎？