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機器人視覺給予機器人自主決策的能力

工業視覺中，機器人視覺領域在技術和商用程度上均有較好的表現。本文從機器人視覺的市場需求、技術原理以及發展趨勢三個層面，深入淺出地闡述了機器人視覺在工業智能進程中的重要地位。工業視覺是當前工業領域應用較廣的 AI 技術，主要用于質量檢測、尺寸測量、缺陷檢查、識別和定位等，在汽車和電子 3C 制造業中應用廣泛。而在工業視覺中，機器人視覺領域在技術和商用程度上均有較好的表現。本文從機器人視覺的市場需求、技術原理以及發展趨勢三個層面，深入淺出地闡述了機器人視覺在工業智能進程中的重要地位。工業機器人需要替代更多重復性的、生產環境惡劣的勞動，而機器人視覺可使工業機器人擁有感知和決策能力，以適應更多“機器換人”的生產場景。工業機器人可通過雙目或多目技術、激光相機技術、三維傳感器技術等實現智能的視覺功能，進而擺脫人為操控限制，大幅提高生產效率。目前工業機器人處在增加視覺、觸覺等感知力的階段，未來將向著AI＋AR的方向發展。AI能夠提高機器人識別的準確率，AR保證了機器人的感知力，更好的與人協作。首先問大家一個問題，平時住在家里最讓你頭疼的一件事是什么？對于有兩個孩子的我來說，最頭疼的是每次回到家里，都要面對孩子弄得一團糟的房間，而每次收拾這個房間，重復的勞動讓我累覺不愛，相信很多人都跟我有一樣的煩惱，那你們希不希望有個智能的機器人能替你收拾這個房間呢？但現在市面上沒有這個機器人，那視頻里的機器人是怎么做到的？實際是旁邊有個人通過一個遙控手柄一點一點地控制這個機器人把所有的事情做成，干了幾個小時，甚至比人親自做的時間還長。那機器人離我們想象中的未來機器人差了些什么？還差感知世界的能力和作出自我決策的能力，也就是相當于有了手臂和身體，但沒有眼睛和大腦，這個機器人不具備智能。其實我們在家里可以一邊聽音樂一邊干活，并不是那么枯燥，但在工廠里，工人要面對的是焊接的粉塵撲面而來，是打磨飛濺的火花甚至鐵屑環繞身體，是旁邊金屬性的撞擊刺痛耳膜，這些都會對人的身體造成永久的傷害。這就是為什么現在 90 后、00 后，寧可領個并不高的工資，也要待在辦公室或宅在家里，哪怕再高的工資都不愿意去工廠，或者可能這個年輕人干了半年就辭職了，或者心情不好導致工件質量出現問題，所以在工廠環境里，更需要工業機器人把人類從惡劣的環境里解脫出來，用工業機器人替代人去干焊接、打磨、搬運重物這些繁重的工作，而把人的智能發揮到最大程度。然而在通用工業領域件尺寸并不固定，可能今天來了一個一米的工件，明天客戶要求你做一個半米的工件，原先的工業機器人的程序就不能用了，或者今天的物流是個箱子，明天是個柔性的塑料袋，而且隨機地放置，這些問題都不能讓不夠智能的機器人來解決。那解決這些問題要通過什么？就像前面的視頻里，需要一個遙控手柄，在機器人行業里實際就是個操縱盒，告訴機器人要走一米的長度，或者半米的長度。而如果換了一個物件，人不去盯著它，就會像盲人摸象一樣，機器人不知道要做什么事，很有可能把這個工件做錯。那怎么解決這個問題？我們提出的解決思路是給工業機器人一雙慧眼。什么是慧眼？慧眼就是智能的視覺，我們給機器人智能的視覺，機器人就具備了柔性的能力。工業機器人在工業中經常要解決三維的問題。剛才所說的是一只眼睛，只能看到二維的世界，在三維到二維的過程中損失了一個深度信息，而我們要做的就是利用雙目或者多目的方法把丟失的信息找回來，用兩個攝像頭從不同的角度去看，可以把特征匹配起來，把二維又重構成三維，甚至用多目的方法會比人的眼睛更加出色、更加智能。而線的問題上，打一個橫的激光可以獲得一個線上物體的三維位置，而把這個線通過運動掃描就可以獲得完整物體的三維位置，通過這個物體的三維位置加以我們的算法，就可以告訴機器人應該怎么做這件事。接下來跟大家分享一下工業機器人的發展趨勢，工業機器人上世紀中代就已經開始發展，最早期經歷了第一代機器人，也就是現在使用的主流，機器人需要教它怎么干，它才知道怎么干，這種使用已經受限了。現在機器人正處在第二個階段，就是增加視覺乃至觸覺等一系列的傳感的方法，讓這個機器人更加智能，更加具有柔性。而接下來我想給大家展望一下未來機器人的模樣，就是我們期望的主流，要提高它的智能、做自主的決策。而通過 AR 使得人和機器人相互作用，可以達到更加智能的效果，我們說的機器換人并不是把人完全用機器人替掉，而是人干人最適合干的工作、更智能的工作，機器干重復的有傷害性的工作，而人機協作是未來的一個大方向。我們通過 AR 的方式，可以讓人的智能發揮非常好的作用，人看見機器人將要做的工作，只需要給個指示告訴機器人，1 號 2 號工件應該怎樣裝配，大大發揮人的智能性。而擰螺絲甚至焊接這種傷身體的工作，重復性勞動的工作由機器人來干，通過 AR 和機器人技術的結合，會讓我們的未來世界中機器人應用更加廣泛。

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