机器人看起来更有创造力，更灵活

我们可以期待2022年的机器人会有更大的灵活性。在最近的一次采访中，机器人软件公司Intrinsic的首席执行官温迪·谭·怀特(Wendy Tan White)预测，工业机器人领域将出现更多的创造力和创新。她认为，在软件优先解决方案、更便宜的传感和更丰富的数据的推动下，我们正处于工业机器人复兴的风口浪尖。

如今的制造商正寻求用机器人做更多的事情。采购商希望更小、更灵活的设计能够轻松地适应现有的生产线，或者让他们现有的机器人能够轻松地重新用途和重新分配任务。

在正常的制造空间之外——如物流、仓库或实验室等其他领域——对机器人的需求将不断增长。协作机器人(cobots)，特别是，将继续提供与人类更大的合作与协作的可能性。一个著名的例子是亚马逊的Kiva机器人，这是一种机器人托盘千斤顶，它跟随工人在仓库周围工作，并支持他们完成任务。

在2022年及以后，机器人将越来越多地用于在仓库或生产线周围挑选和移动产品。其他增长领域将包括操作计算机数控(CNC)机床的协作机器人。焊接应用的可能性也在不断增加。但是，机器人能胜任这些不同的角色吗?

视觉系统

机器人执行新任务(如在仓库中挑选和移动产品)的一个不可或缺的功能是增加2D和3D视觉系统的使用。“盲人”机器人(即那些没有视觉系统的机器人)可以完成简单的重复性任务，而拥有机器视觉的机器人可以对周围环境做出直观的反应。

在2D系统中，机器人配备了一个摄像头。这种方法更适合于读取颜色或纹理很重要的应用程序，比如条形码检测。另一方面，三维系统是从2003年麻省理工学院(MIT)首次开发的空间计算发展而来的。它们依靠多个摄像头来创建目标物体的3D模型，适用于任何形状或位置很重要的任务，比如拣箱子。

2D和3D视觉系统都有很多功能。特别是3D系统，可以克服配备2d的机器人在执行物理任务时遇到的一些错误，否则这些错误将留给人类工人来诊断和解决故障或由此产生的瓶颈。展望未来，配备3D视觉系统的机器人有潜力读取条形码和扫描仪，检查发动机部件或木材质量等缺陷，包装检查，检查组件的方向等。

正确的选择

在未来几年，机器人技术的重点将从传感器设备硬件转向构建人工智能，帮助优化传感器的使用，并最终提高性能。

人工智能、机器视觉和机器学习的结合将开启机器人技术的下一个阶段。我们期待看到更多的数据管理和增强分析系统，这些系统都是为了帮助制造商实现更高水平的卓越运营、弹性和成本效益。

这将包括机器视觉与学习能力的结合。以精确拣箱应用为例，这是机器人最抢手的任务之一。对于以前的机器人系统，需要专业的计算机辅助设计(CAD)编程来确保机器人能够识别形状。虽然这些CAD系统可以识别箱子中的任何给定物品，但如果在拣箱任务中物品以随机顺序出现，系统就会遇到问题。

相反，先进的视觉系统使用被动成像，光子被物体发射或反射，然后形成图像。然后，机器人可以自动检测物品，无论它们的形状或顺序如何。

Shibaura Machine的视觉系统TSVision3D就是一个例子，它使用两个高速摄像机连续捕捉3D图像。使用智能软件，系统可以处理这些图像并识别物品的确切位置。通过这个过程，机器人可以确定最符合逻辑的顺序，并以亚毫米的精度拾取物品，与人类工人一样轻松。

将机器视觉与机器人学习相结合，机器人技术具有很大的潜力。可能的应用包括基于视觉的无人机、仓库挑选和放置应用以及机器人分类或回收。

试错过程

有了TSVision3D，我们可以看到机器人AI进化到可以像人类一样可靠地解释图像的地步。这种进化的另一个关键特征是机器学习，它允许机器人从错误中学习并适应。

一个例子是由巨头埃隆·马斯克(Elon Musk)和山姆·奥特曼(Sam Altman)创立的人工智能研究实验室OpenAI开发的DACTYL机器人系统。使用DACTYL系统，虚拟机械手可以通过反复试验来学习。这些数据被传输到现实生活中灵巧的机械手，通过类似人类的学习，机器人能够更有效地抓取和操作物体。

这一过程也被称为深度学习，是机器人人工智能的下一步。希望通过反复试验，就像DACTYL系统一样，机器人将学会在不同的环境中执行更多不同的任务。

边缘的情报

简单地说，边缘计算意味着将数据处理移动到尽可能接近原始数据源的地方，以便更好地获取数据并确定数据的优先级。与标准麦克风或摄像头那样的“哑巴”传感器不同，它使用了智能传感器，比如配备了语言处理功能的麦克风、湿度和压力传感器，或者配备了计算机视觉的摄像头。

边缘计算可以与上述技术相结合。因此，机械臂可以通过智能传感器和3D视觉系统读取数据，然后将其发送到具有人机界面(HMI)的服务器上，在那里，工作人员可以检索数据。通过边缘系统，从云端发送和发送的数据更少，这缓解了网络拥塞和延迟，并允许更快地执行计算。这些工业4.0创新将补充最新的臂端加工硬件系统，如机器人的夹持器或加工中心的夹紧系统，这些系统的精度将逐年提高。

我们应该期待看到更多的创意和创新出现在工业机器人领域。改进的视觉系统、人工智能和边缘系统也可以结合起来，帮助确保制造商及其机器人在未来几年继续蓬勃发展。

-这最初出现在欧洲控制工程网站．由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。