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浙工大科研（yán）團隊打造機器人（rén）“大腦”探索人機協作

2019-9-12 來源：- 作者：-

　　隨（suí）著（zhe）技術的不斷迭代（dài）和普及，用（yòng）機器人替代人類完成重複率高（gāo）、危險（xiǎn）係數大、精準度需求強的工（gōng）作已逐漸（jiàn）成為可（kě）能。這也讓人類不禁思考（kǎo）：未來，人和機器人會是怎樣的關係（xì）？機器人會扮演著（zhe）什麽樣的（de）角色（sè）？

　　日前，在2018年度浙江省自然科學基金優秀結題項目負責（zé）人的采訪中，浙江工（gōng）業大學俞立課（kè）題組向記者展示了他們致力於的一項研究（jiū）——移動（dòng）工業機器人的人機（jī）協同。所謂人機協同，是指人類和機（jī）器人在同一個場景下發揮各自優勢協作完成（chéng）某項任務。

　　課題組成員（yuán）董輝告訴記者，隨著機器人應用領域的拓展（zhǎn），工業機器（qì）人麵臨工作環境非結構化、任務複雜化等問題（tí），要求工業機（jī）器人具備廣闊的工作空間和高度的靈巧（qiǎo）性，甚至需要多台工業機（jī）器人進行協同工作，移動工業機器人應運而生。

課題組正在驗證機器（qì）人（rén）的部分性能

　　董輝介紹，目（mù）前大部分的移動工業（yè）機器人由（yóu）移動（dòng）平台和置（zhì）於平台之上的機（jī）械臂組成，平台的可移動性和機械臂的可操作性極大地拓展了工業機器人的（de）操作空（kōng）間和工作靈巧性。此外，多個移動工業（yè）機器人可（kě）通過（guò）協同（tóng）作業完成單個工（gōng）業機器人無法完成的複雜（zá）動作和任務。

　　但移動（dòng）工業機器人技術在現有的通信網（wǎng）絡下也表現出了一些（xiē）“水土不服”的情況。比如由於通信網（wǎng）絡擁塞、延時和丟包現象存在，使得機器人係統的分析和（hé）控（kòng）製變得非常複雜，“這給移動工業機器人控製理論帶來了新的課題（tí）和挑戰。”

　　麵對實際需求提出的挑戰，俞（yú）立課題組於2015年申報浙江省自然科學基（jī）金重點項目“網絡化移動工業機器人控製方法研究”，圍繞網絡化移動工業（yè）機器人係統的時延補償、跟蹤（zōng）控（kòng）製、目標跟蹤以及分布式協同等（děng）問題開展（zhǎn）研（yán）究工作。

　　2015年以來，課題組先後提出了多項創新性解決方案，著重解決網絡化（huà）移動機器人遙操作係統的同步控製、網絡化移動機器人（rén）係（xì）統的時延補償和輪廓誤差控製等難題，打造了可以實現（xiàn）移動工業機器人協同工作的中樞（shū）係統。

　　例（lì）如針（zhēn）對具有時延（時延，指傳輸所需的時間（jiān））的網絡化移（yí）動機器人係統，課題組提出了（le）基於（yú）廣義（yì）擴展狀態觀測的控製方（fāng）法，實現了遙操作係統同步，消除了時（shí）延和擾動引起的不確定性的影響。針對多移動機器人分（fèn）布式編隊控製（zhì）問題，利用有關（guān）算法，提出基於鄰域（yù）通信（xìn）的分布式模型預測控製方法等等。

　　“這套（tào）係統帶來最直觀的變化，就是為在現場的（de）機器人打造（zào）了一（yī）套‘大腦’。”董輝告訴記者，傳統（tǒng）的機器人往往獨立運算工作，比較難以實現機器人間甚至機（jī）器人與人的協同，但是（shì）有了這（zhè）個機器人“大（dà）腦（nǎo）”以後，機器人獨立運算（suàn）的過程被集中到了後台計算機上，通過（guò）網絡（luò）連接（jiē）後向多個機器人發出指令，實（shí）現（xiàn）機器人與機器人之間（jiān）的協同（tóng）“作戰”。

　　而（ér）通過安裝在機器人上的傳（chuán）感器，“大腦（nǎo）”能夠感（gǎn）知更多的（de）關（guān）於（yú）人（rén）類的信（xìn）息，比如人的身高、距離、位置、力度等，從（cóng）而指引機器（qì）人完成與人類的協同工作。

　　據了解，課（kè）題組（zǔ）在相關基礎研究（jiū）成果的基礎上正在積極探索（suǒ）成果（guǒ）產業化。

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