我的领导是个机器人

利用简单的学习算法和图像处理，操控员就能人工引导这部机器人做一系列动作，来实现对“巴克斯特”的编程，然后它将重复这些动作。例如，如果一个人为“巴克斯特”演示，如何从运行的传送带上捡起部件，“巴克斯特”就会改写相应程序，来学习做出同样的动作，即便是部件出现在传送带上的时间和位置都不固定的情况下也能如此。

位于美国加利福尼亚州门洛帕克市的Willow Garage公司，已经研制出了一部名为PR2的移动展示机器人，拥有两条“胳膊”、一个“脑袋”和一个传感器阵列。与“弗里达”和“巴克斯特”类似，这家公司设计PR2的初衷，就是用来安全地同人类并肩工作。在卡内基·梅隆大学，我们还让PR2机器人做“服务生”，在嘈杂混乱的环境中为客人们提供饮料和点心。

分工合作

“喷火”不仅能向人类学习，它还足够聪明，能指导人类工作。“喷火”会将一个大工程分割成小步骤，并客观地根据“谁”（机器人或人类）能更快地完成，来分配这些任务，而不会主观地优先考虑某一方。

道森－哈格蒂和“喷火”的车架焊接工作，始于从车框架的CAD文件中提取“物料清单”。基于这份清单，机器人中的计算机自动安排从供应商处订购哪些部件，及如何将标准尺寸的钢管切割到精确的长度。随后，计算机会计划最佳的焊接工序，并给出部件的最佳固定方式，来让它们在焊接过程中保持稳定。

我们还为“喷火”装备了一部小型投影仪，让它能够直接将图像和文字投射到框架上。这些图像增强了实体的表现性，机器人能用它一步一步地引导道森－哈格蒂，来设置复杂的制造进程，包括车间里部件和装置的配送，以及焊接工序等。道森－哈格蒂将所有的材料部件都放置到位——从事这些通常被认为是“苦力”的工作，人类其实是更好的选择。因为这些相对较轻的部件形状多变，人类的手很容易握住它们。

“喷火”还能使用激光位移传感器来精确感知三维工作空间，并检查确认所有部件都被正确地放置。利用投影仪和传感器，它能用光在车框架上标注出精确的位置，并在焊接装配过程中指引人类工作。

这个焊接小组将需要焊接的部件安排好之后，“喷火”就接手进行快速的焊接工作。“喷火”不仅仅是一个动作极快的焊接工——完成一个5厘米的焊接只需5秒钟，它的焊接技术也是超一流的。通常，在开始每一项焊接工作之前，专业焊接工要调整约20项重要的焊接参数，例如电压、焊接速度、焊条的补料速率等。在实验中，我们引导“喷火”来设置试焊接工作，其间它可以独立运行，来对所有这些变量进行最优化。随着这些试焊接的进行，“喷火”会测试这些试焊接的效果，并调节自身的设置来进行改进。可以说，这部机器人通过自学而成为了一名专业的焊接工。

考虑到车框架需要400个焊点，“喷火”的高速和高质量的焊接能力是巨大的优势。但是，“喷火”还不完美。在某些情况下，这部机器人无法完成一些特定的焊点，所以它会指引道森－哈格蒂过来帮忙，完成一些棘手的工作。

前途光明

虽然现在还很难准确预言，多久以后人类与机器人合作组才能首次在工厂中闪亮登场——制造企业在引进新技术时往往拖拖拉拉，但是由于智能自动化的明显优势，应该能够促使它们在未来5年内接受这种协作系统。自1952年库尔特·冯尼古特（Kurt Vonegut）在其小说《自动钢琴》中提到“黑灯”生产（自动工厂完成全部工作，不需要人类参与，也就不需要灯光照明）以来，我们眼中的先进生产已经历了很长一段发展过程。小说中，随着故事的进行，自动化让人类劳动力成为过时产品，但同时，也让人类因自身毫无意义的生活而心生怨恨。这是一条无法接受的 （也是不必要的）道路。

相比之下，更好的一条发展道路是，机器人和人类紧密合作，并根据二者的能力来对生产进行动态分配。我们希望，人类也能在深度参与生产制造的过程中得到快乐，即便时不时地让机器人发号施令也无妨。

（撰文 戴维·伯恩（David Bourne））

本文来自《环球科学》2013年第6期，转载请注明出处。

（编辑：佛山站长网）

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