教授机器人在建筑业学习

旨在使机器人能够从人工伙伴上学习建筑工地，国家科学基金会提供200万美元到a密歇根大学 - LED研究团队。预计机器人将使全球建筑行业更安全，对工人更具吸引力，缓解美国的工人短缺。

几十年来，建筑一直是最危险、效率最低的人类活动之一。它在生产率方面远远落后于其他经济领域，难以吸引工人从事通常被视为繁重工作的工作。通过与佛罗里达大学和华盛顿州立大学的合作，密歇根大学工程学院和陶布曼建筑与城市规划学院的研究人员希望改变这一现状。

Carol Menassa.他解释说，如果建筑业想从已经重塑了制造业等其他行业的生产率提高中获益，那么在建筑工地上使用自动化和机器人是至关重要的。

“建筑比工厂这样的环境更为动态和不可预测，因此我们正在努力重新定义人类和机器人工人之间的平衡，”她说。“人类和机器人需要共存，这是我们现在所做的事情的前提。”

三年的项目将使人类与“互动机器人助理”配对，可以通过观看和倾听 - 非常像人类学徒。机器人最终可能对人类施加危险和艰苦的建筑工作，同时仍然可以让他们仍称射击并解决问题。

在项目结束时，团队计划提供一台机器学习系统，该系统将通过自然互动，以及一系列自由提供的教育工具，将培养人类工人有效地使用这些系统。该项目还包括向K-12学校的外展，为改良建筑领域提出的新机遇建立意识和兴趣。

在这一愿景中，机器人可以做的是身体上剧烈的任务，如提升砖或移动床单，而人类可以弄清楚做出特定任务的最佳方法或者在建造的结构需要偏离时进行调整原计划。该研究团队已经开发了一个实验系统，使人和机器人能够在简单的任务上进行合作，如将干墙板和天花板瓷砖放置。

“除了对建筑业的直接好处之外，这项研究还有可能对建筑环境的影响更大，”乔阿德尔是该项目的一个共同主体调查员和U-M's A. Alfred Taubman建筑和城市规划学院的助理教授。

“通过利用机器人的能力，比如它们根据建筑的数字蓝图执行建筑任务的精确性，以及它们执行非标准装配程序的能力，这项研究可能为高质量的新颖建筑的可行建造提供了机会，这些建筑太昂贵或在目前的施工实践中完全不可行。”

该系统使用Jobsite和机器人（称为实时，流程级数字双胞胎）的虚拟现实副本，人类运营商通过Oculus风格的VR耳机互动，看到类似于类似的视频游戏的克隆工作区。使用操纵杆式控制器和指针，人类显示系统需要做些什么，例如，拾取一片干墙并将其与镶嵌墙上的一致。基于这些说明，机器人设计了最有效的方法来实现它发生并开发一种称为运动计划的动作序列。然后，它将其计划在博览会的虚拟副本中屏幕上的运算符。

此时，它取决于人类确定拟议的计划是否会完成工作。他们可以批准这些计划，使改变或要求完全新的计划。当计划商定时，人类告诉机器人使它发生，然后在近乎实时观察，因为实际机器人就是这项工作。机器学习组件将使机器人能够记住人类伴侣制造的校正，以便下一个干墙面板更快地上升。

该团队与工业合作伙伴合作，包括密歇根州公司巴顿小组。Barton Malow已经使用简单的机器人，砂浆和放置在大型建筑物的外墙中的砖块。

Barton Malow的创新总监Daniel Stone希望增加技术的使用可能有助于遏制长期劳动力短缺，由婴儿潮一代的老龄化和行业的声誉造成肮脏和危险。

“一份你将在几年内爆炸你的肩膀，举起砖砌的块，这是一个坚硬的卖点，”他说。“我们正试图吸引更广泛的人交易，对技术感兴趣的人。当你拿走人们的负担时，我们可以吸引新的工人，也可以让我们的现有工人扩大他们的职业生涯。“

对于教育成分，Menassa的团队正在与建筑工会，社区学院和其他人一起开发培训课程，可以教授工人如何与机器人助理一起工作。

“施工的未来特别是只有在富有成效的人类机器人伙伴关系和展望前进的合作时，才能获得双赢，”vineet kamat.是一个关于该项目的共同主体调查员以及U-M的民用和环境工程教授。“因此，我们正在努力调整当前的培训方法，该方法使用课堂培训和求职培训的组合与提供实践培训的主建筑工人。”

Kamat解释说，新的培训可能包括在教室里的课程，在就业机构和实验室中，人类可以在虚拟现实环境中与机器人互动。虚拟现实体验是关键，因为在未来，人类和机器人工人可能并不总是位于同一个物理空间中。通过组合现场和虚拟培训，工人可以了解他们的虚拟命令如何转化为物理行动以及如何在当事人按计划中进行的情况下与机器人助手合作。

- 由Chris Vavra，Web Content Manager编辑，控制工程，CFE媒体和技术，cvavra@cfemedia.com.。