人機協(xié)作時(shí)代，這只“手”成了發(fā)展新機遇

智能機械手應用范圍廣泛，已成發(fā)展新機遇

作為自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵零部件，智能機械手近幾年受到的關(guān)注越來(lái)越多。智能機械手的主要作用，是輔助工人完成抓取和搬運任務(wù)，如3C、半導體、紡織、汽車(chē)、食品、飲料等多個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)線(xiàn)都會(huì )涉及到抓取環(huán)節，應用范圍非常廣泛，幾乎不同產(chǎn)業(yè)都會(huì )有類(lèi)似的需求，市場(chǎng)空間十分廣闊。

在“人機協(xié)作”成為大勢所趨的背景下，越來(lái)越多機器人企業(yè)也開(kāi)始投身其中，智能機械手成為了下一個(gè)發(fā)展新機遇。

（智能機械手，圖片來(lái)源：雄克SCHUNK）

在工業(yè)制造生產(chǎn)中，抓取作業(yè)是其中非常重要的一個(gè)環(huán)節。在過(guò)去，傳統工業(yè)機器人一般都是通過(guò)離線(xiàn)編程或者示教編程的方式實(shí)現抓取操作，它的起始位姿和終止位姿都要預先設定好，才能完成抓取工作。但這樣的問(wèn)題是，一旦抓取對象變換位置，或者工作環(huán)境出現變化，機器人就無(wú)法完成抓取作業(yè)了。

因此，如何讓機器人像人一樣，可以自動(dòng)識別目標并進(jìn)行分揀和抓取，是傳統工業(yè)機器人的一個(gè)難點(diǎn)和熱點(diǎn)。為了解決這些行業(yè)痛點(diǎn)，機器人企業(yè)開(kāi)始把目光轉向結合了視覺(jué)、傳感器等多項技術(shù)的智能抓取解決方案。通過(guò)這種技術(shù)，工業(yè)機器人能夠進(jìn)行有效分揀和抓取，降低生產(chǎn)的錯誤率，減少生產(chǎn)成本，提高工作效率。

目前，國外已經(jīng)出現OnRobot、SCHUNK等專(zhuān)注于智能機械手研發(fā)與生產(chǎn)的優(yōu)秀企業(yè)，而國內如新松、大族、艾利特等機器人公司也開(kāi)始涉足協(xié)作機器人領(lǐng)域，并先后推出了智能、柔性化的應用和產(chǎn)品。從各家已推出的產(chǎn)品來(lái)看，如今智能機械手配合視覺(jué)和傳感器，要做到測量、識別，實(shí)現智能抓取物件，已經(jīng)不是什么難事。不過(guò)對于未來(lái)智能工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，為了能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，機械手除了要做到“智能抓取”，還將需要做到“自主抓取”。

除了智能，還要自主

如今，工業(yè)抓取技術(shù)正處在變革之中，智能抓取和自主抓取就是其中主要的分界點(diǎn)。二者的區別在于，機械手是否能夠自行搬運種類(lèi)各異的物件。

目前為止，仍然需要根據一個(gè)或多個(gè)抓取目標的幾何形狀等參數，精確設定好智能機械手的抓取力、速度和位置等，才能進(jìn)行拾取和放置操作。而自主抓取就是此基礎上更進(jìn)一步，取消機械手的設定環(huán)節，直接就能進(jìn)行抓取。為了實(shí)現這個(gè)目標，行業(yè)里也有多家公司正在相關(guān)研發(fā)。

例如來(lái)自德國的雄克（SCHUNK）公司就提出了一種解決方案，讓機械手通過(guò)攝像頭探測其目標物體，然后根據數據記錄和算法，檢測原理并導出相應的反應，通過(guò)算法研究，對不同的幾何形狀和布置予以分類(lèi)，并開(kāi)發(fā)最優(yōu)的抓取策略，使抓取系統能夠自主搬運零部件。除此之外，雄克的解決方案還能夠讓機械手分享獲取的學(xué)習經(jīng)驗，從生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )或通過(guò)云平臺將類(lèi)似應用中與其他抓取系統一起分享，使抓取系統更進(jìn)一步優(yōu)化基本抓取工作流程。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是機械手不僅能通過(guò)獲取的數據分析并自主抓取物件，它還能把自己學(xué)到和獲取的數據分享給其他抓取系統。這樣一來(lái)，工廠(chǎng)再也不需要一個(gè)一個(gè)地給機械手設置參數，因為一個(gè)機械手學(xué)會(huì )了，那么所有機械手就都學(xué)會(huì )了。

聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)不可思議，但這種技術(shù)已經(jīng)成為現實(shí)。從過(guò)去在工廠(chǎng)的各類(lèi)試點(diǎn)來(lái)看，雄克自主抓取技術(shù)的應用已經(jīng)取得了不小的成果。僅僅經(jīng)過(guò)數次培訓，機器人的網(wǎng)絡(luò )系統便能夠歸納出如何進(jìn)行搬運以及有哪些組合選項。在這個(gè)過(guò)程中，捕獲場(chǎng)景的攝像頭直接與機械手交互，并引導機器人抵達其目的地。僅在做出幾步重復操作之后，系統即可自行對未來(lái)的組合和布置做出分類(lèi)，并采取自主行動(dòng)。

在智能抓取應用中，雄克機械手可獨自分辨不同部件，就像人手通過(guò)觸摸分辨物體，機械手也會(huì )感應零件的幾何形狀和構成，以便對其予以抓取和分類(lèi)。更值得一提的是，即使物件是無(wú)序、隨機擺放，機械手也一樣能識別。

（SCHUNK SVH 五指機械手，圖源來(lái)自：雄克SCHUNK）

人機協(xié)作時(shí)代，協(xié)作抓取技術(shù)大有發(fā)展空間

如今，為了降低成本，提高生產(chǎn)效率，引入工業(yè)機器人等自動(dòng)化設備代替人力已經(jīng)成為許多制造業(yè)企業(yè)的優(yōu)先選擇。但隨著(zhù)市場(chǎng)趨勢的變化，局部自動(dòng)化的重要性也在與日俱增，傳統工業(yè)機器人無(wú)法完全滿(mǎn)足這類(lèi)應用需求，協(xié)作機器人的出現是為了能夠協(xié)同發(fā)揮出人和機器人的優(yōu)勢，很好地補足了傳統工業(yè)機器人的應用局限。

未來(lái)，“人機協(xié)作”模式將從根本上改變制造業(yè)的工作環(huán)境，更加靈活、簡(jiǎn)易、高效的自動(dòng)化生產(chǎn)系統將會(huì )成為未來(lái)智能工廠(chǎng)的核心競爭力。在實(shí)現這些目標的過(guò)程中，安全的協(xié)作抓取技術(shù)以及能夠實(shí)現自主抓取的智能機械手都將有更大的發(fā)展空間。