如果你喜歡機器人,你應該去IROS;如果你從事機器人行業,什么,你還沒去過IROS?
由IEEE和RSJ(日本機器人協會)聯合發起的世界機器人頂尖學術會議IROS將于2017年9月24日到9月28日在加拿大溫哥華召開。IROS國際會議是國際上機器人和智能系統領域最著名、影響力最大的頂級年度會議,預計今年將有來自全世界的超過2500名機器人專家,政府官員,企業代表參加此次會議,而這個會議也將是最前沿的機器人技術的展示舞臺。
隨著“機器人會不會取代人類工作”的熱議,在今年的IROS大會上,相關的機器人抓取和操作競賽成為被關注的熱點。這一競賽始于去年在韓國大邱舉辦的IROS 2016大會,今年是
第二屆舉辦。該競賽旨在用機器手模擬完成一系列實際任務,以推動機器人在現實生活與靈巧制造環境中的應用,今年的比賽分為服務機器人與制造機器人兩部分,讓我們來看看今年比賽的內容:
服務機器人競賽
服務機器人競賽規則為在120分鐘內,通過完成十項生活場景中的任務獲得最高的分數。目前官網已經公布了十項參考任務,包括:
舀豌豆(10分):用勺子將碗里的豌豆舀到碟子里,每成功運送一粒豌豆2分,滿分10分;
整理咖啡杯(20分):將隨機擺放的咖啡杯放到碟子上(10分),并將一整套杯碟運送到制定位置(10分)。其中杯子落地任務結束;攪咖啡(10分):
用勺子(隨機擺放)攪拌另一個杯子里的水,模擬攪咖啡的動作。每攪一次5分;撒鹽:拿起一個裝有鹽的調料瓶,將鹽撒在一個碟子上并稱重,能精確灑出1/16杯獲得滿分;
插座拔插(20分):將插在
插座上的兩個小夜燈拔出并插回,每個燈的拔出插回各5分;
擺放積木(30分):將帶有1-4個孔的積木擺放到母板上的合適位置,正確擺放每個積木5分;
想知道機器人能幫你做什么?你應該關注這場機器人比賽 | IROS 2017插吸管:將插在一個外賣杯里的吸管拔出并插入另一個外賣杯的孔中;
倒水(30分):從涼水瓶往一個杯子倒水到90%滿。低于80%(有標志線)或溢出均被判斷失敗,3次機會,每次成功獲得10分;
拉注射器(10分):將一個注射器的活塞拉伸到30cc的位置,然后再推到盡頭。每個動作5分;
剪刀剪紙(40分):用剪刀在A4紙上按畫出的線條進行剪紙,每個圖案10分。
制造機器人競賽
制造機器人競賽包含兩個任務:任務板組裝與減速器組裝。
想知道機器人能幫你做什么?你應該關注這場機器人比賽 | IROS 2017在預制板組裝中,機器手首先需要從一個任務板上拆卸各種元器件,包括螺絲、齒輪、釘子和連接器等,并將其分類到已經裝有對應部件的分類籃中;然后將這些元器件組裝到另一塊空白任務板上去;
想知道機器人能幫你做什么?你應該關注這場機器人比賽 | IROS 2017在減速器組裝中,機器手需要用一個基板、兩個滾子螺栓、兩個軸環、兩個齒輪、兩個墊圈和螺母組裝一個簡單的齒輪減速器。該任務分為三個不同難度的子任務。
大會及贊助商將會為每支隊伍提供500-1500美元的行程資助。同時李群自動化也將為比賽提供Athena機器手贊助,但從雷鋒網了解到的信息,各參賽隊伍還是傾向于使用自己的機器手進行比賽。
比賽難在哪里?
如果從人類的視角看,舀豌豆、倒水這樣的任務在我們的日常生活中再平常不過,但這當中卻需要依靠我們大腦中非常復雜的網絡來完成,人類通過進化已經有了自己高度定制化的處理慣例,無需思考就可以自動計算出最佳的
解決方案,但對于機器來說,在不同的場景和任務都是一次新的冒險。
想知道機器人能幫你做什么?你應該關注這場機器人比賽 | IROS 2017“機器下棋已經打敗了人類,但現在世界上最高級的機器人靈巧手,也趕不上一個一歲小孩的手能力。”該項賽事的組織者,南佛羅里達大學的孫宇教授告訴雷鋒網。
而在去年的抓取與操控比賽獲得全自主(Autonomous)任務冠軍的清華大學計算機系助理研究員方斌看來,按照今年新制定的規則在規定時間內完成所有十項任務難度很大,這就要求各支隊伍結合自己的實際情況制定合理的任務策略,來獲得更高的分數。
方斌向雷鋒網表示,這屆比賽他們將參加服務機器人和制造機器人兩個項目的比賽。雖然今年的服務機器人去掉了去年的“Hand-in-hand”(手持機器手操作)任務,改為重點重點考察自主環境感知、自主軌跡規劃和自主抓取策略的全自主任務,但他們想要衛冕的挑戰不小,因為“今年的競爭很激烈,Rethink公司和兩支來自日本研究所的隊伍都會參加”。
而對于新增的制造機器人競賽,方斌感覺這次的裝配任務對機器人來說會是極大的挑戰,“人都不是那么容易能順利完成齒輪裝配。”
一雙靈巧的雙手
在歷年的IROS大會上,機器手的抓取(Grasping)都是熱門的討論內容,也都會有一個專門的Session討論抓取的研究進展。直到2012年,Gill Pratt在IROS上提出了那個著名的帶爭議的論斷“Grasping is sloved”,這反映了抓取研究的兩極:讓機器手抓住一個東西,從現在來看這并不是很難;但要想讓機器認識你想抓的是什么東西、它在那里、應該怎么處理…抓取還有很長的路要走。
正如IEEE機器手、抓取與操作委員會官網上的一段話:
“機器人技術已經從行業應用走入我們的日常生活。相應,對抓取和操作的研究也從剛性夾具演變成靈巧的類人機器手,可以掌控和操作廣泛的日常生活對象,并在非結構化的環境中執行多種不同任務。目前機器手的智能軟件更注重靈活性、適應性和學習能力,無論是在學習人手的抓取能力、新的傳感器的應用以及機器手制造理念、跨模式的控制以及機器學習和規劃技術的應用方面,都取得了一定的進展。”
機器手是機器人研究的前沿領域。從簡單的固定位置上的機械工作,到能夠自主感知場景和環境、可以自行「思考」的柔性、靈巧的手指,是機器人研究的一大步,也是機器人向人類靠近的重要環節。在IROS上,這些最先進的機器手能表現出怎樣的日常生活能力,也值得我們關注。