机器人生存检查表

一位在三家机器人公司和麻省理工学院机器人实验室工作过、拥有22项专利的机器人专家表示，机器人设计师如果忽视这三个原则中的一个或多个，就注定会失败。Harvest Automation联合创始人兼首席技术官约瑟夫·l·琼斯(Joseph L. Jones)在机器人工业论坛(Robotics Industries Forum)上向与会者介绍了机器人生存的清单。

“机器人怎么像海龟?”每1000只海龟孵化出来，只有一只能活到成年。机器人的数据也差不多。机器人设计师在选择制造哪种机器人时需要非常谨慎。”他还曾在iRobot(该公司已售出900万台Roomba机器人吸尘器)和丹宁移动机器人公司工作过。在30年的机器人行业观察中，他发现了任何机器人项目成功所需的三个关键要素。

机器人生存清单

琼斯说，要创造出一个成功的机器人，机器人应该:

1. 做一些很多人想做的事情
2. 使用现有技术构建，并且
3. 与当前解决方案相比具有成本竞争力。

琼斯说，虽然这看起来完全合乎逻辑，但在他30年的观察中，机器人专家通常会忽略其中一种，甚至三种都忽略。在他的演讲“农业小型移动机器人”中，琼斯讨论了他目前在Harvest Automation的工作，该公司成立于2007年，目前有40名员工。他正在为农业制造机器人。苗圃和温室(N&G)机器人是该公司的第一款产品。

园艺商店出售的植物通常种植在开阔的田野里，一直延伸到地平线。在罐子从货车上卸下后，大批难以找到的工人在地里手动将罐子分开。

琼斯说:“在我观察到这一点后，我想，‘如果我们不能造出一个低成本的机器人来做这件事，我们就入错行了。’”

六个系统挑战移动机器人

对于任何移动机器人设计，都有六个系统挑战领域:应用系统(传感器、执行器和软件)、导航、危险、机动性、电源和接口。(他说，对于HV-100，应用系统包括夹持器、识别罐子的激光导航器，以及与拾取和放下相关的软件。)

应用说明:琼斯说，N&G工作涉及很多痛苦，需要重复的重物搬运;所需的季节性劳动力很少，80%没有证件。琼斯指出，这样做效率也很低。这个项目不需要研究经费。拿起罐子需要一个单自由度的机械手。不使用GPS或摄像头。由一对光电二极管组成的传感器用于查找黄色胶带边界指南;一个现成的量程传感器定位罐子。抓取一个罐子并按顺序将其添加到图案中不需要机器人之间的通信。根据植物重量和地形条件，电池需要在3-5小时内更换一次。

经过三年的开发，第一批产品已经交付给了格鲁吉亚的客户。机器人管理员在需要时调整用户界面，并移动边界标记。除了放置之外，未来的功能还包括植物维护，将花盆放入棚内进行分级、修剪，并有针对性地施用杀虫剂或营养物质(避免人类接触旋转叶片或危险化学物质的风险)。

寻找一个被忽视的大市场

琼斯说:“我们尽量保持设计的小而简单，并试图找到一个被忽视的大市场。”他指出，有几家公司提出了采摘橙子的机器人，但这将是更高的复杂性，而且只有25亿美元的市场，而N&G的市场规模为170亿美元。

一般来说，在考虑机器人时，重新想象任务通常是有帮助的。想想通常是垂直的人工操作真空吸尘器和iRobot公司的Roomba吸尘机器人在设计上的诸多差异吧，Roomba看起来更像一个顶部有一个按钮的大冰球。

如何为机器人找到应用?机器人专家通常不知道具体的行业细节。潜在客户通常不知道机器人可以提供帮助。为了寻找机会，头脑风暴，抓住机会，访问有希望的网站。评估市场规模大、客户需求大、技术简单、成本低的应用。

很好的例子包括Roomba，卖出了900万台;Kiva仓库机器人;还有Aethon医院拖车，可以为护士拉柜子，为员工节省宝贵的时间和精力。

重塑农业

随着预期的全球人口增长，还将有其他农业应用。从现在到2050年，我们必须在没有比现在更多的土地和水的情况下，将粮食产量提高70%。为了提高产量，可以考虑在乡村集市上展示的巨型蔬菜。由于人们对它们的过度关注，它们变得巨大无比。机器人可以帮助优化作物，提供缺少的劳动力。传统拖拉机车轮无法实现的选择性修剪和六角形种植，可以使某些作物的产量提高15%。混种作物(在一块土地上种植多种作物)可以减少害虫，改善土壤利用，使用较少的农药。机器人的使用也可以实现多次收获，只在果实最成熟的时候采摘，让未成熟的果实继续成熟。机器人可以优化作物生长;尽量减少农药、水和营养物的使用; work safely with farmers; and avoid harmful soil compaction. (Compact soil increases water runoff and eliminates aeration.)

琼斯说，第一款机型Harvest Automation HV100的成本约为3万美元，使用12-18个月后就能获得投资回报。

琼斯说，机器人将推动农业的下一个创新浪潮。琼斯解释说，Harvest Automation公司在机器人创新者团队的支持下，已经为一系列农业应用设计了第一款实用的、可扩展的机器人，从苗圃和温室操作员开始。他指出，为了解决劳动力短缺问题，嘉实的机器人被设计成与人一起工作，而不是取代他们，在种植者的操作中，创造一个机器人和人结合的可持续劳动力，以提高效率、可靠性和工厂质量。

——Mark T. Hoske, CFE Media的内容经理控制工程而且工厂工程、mhoske@cfemedia.com．

www.harvestai.com

www.robotics.org-机器人工业协会

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