德國自動化巨頭Festo打造出了面向未來的結合人工智能的人機協作工作站BionicWorkplace，給個性化小批量生產提供了一種新型解決方案！


德國Festo（費斯托）公司是一家極具創新和創造力的自動化家族企業，在氣動和電驅動領域有著舉足輕重的地位。往期我們介紹過多次，對企業情況我們不做過多陳述。


Festo的主要業務在自動化和教學領域：


 自動化 (Automation) 
為所有需求制定解決方案：費斯托提供氣動和電氣控制與驅動技術領域的產品、系統和服務——無論是在工廠或是在流程自動化領域。


 教學(Didactic) 
費斯托教學培訓體系在全球工業教育領域處于市場領導地位——不論是在為技術教育機構提供設施還是在為制造性企業提供培訓與咨詢方面。


然而似乎真正讓Festo聲名大噪的恐怕是其在仿生學習網絡 (Bionic Learning Network)上取得的研究成果。


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Festo仿生學習網絡


費斯托公司每年將營業額的8%投入在研發當中，以實現可以為客戶創造明顯競爭優勢的創新解決方案。成果也是顯而易見的：每年100項可申請專利的產品創新，全球超過2,600項專利以及2010年德國未來獎。


其中仿生學習網絡，靈感源于大自然，致力于為技術和工業應用提供源于自然法則的新動力！

比如這條配備

鰭條驅動器的魚

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在空中肆意飛翔的銀鷗

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可實現能量回收、存儲的袋鼠

 BionicKangaroo 

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高度集成的輕量化的飛行蜻蜓

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從象鼻和章魚觸須中

獲得靈感而來的BionicMotionRobot

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還有模仿人類手臂解剖結構的

 BionicCobot 

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還有很多很多.....


在工廠日?；顒又?，自動化技術承擔重任，例如物料的抓取、運動和定位以及控制和調節工藝過程。自然界理所當然、簡單和節能地完成所有這些任務。什么還能比觀察自然現象和從中學習更方便呢？


因此，費斯托與著名高校和研究所、開發公司和私人發明人建立了一個聯合體：仿生學習網絡。


02、仿生學習網絡的較新實踐BionicWorkplace


BionicWorkplace是運用了AI技術的人機協同工作站。除批量生產外，產品的個性化定制是大勢所趨，也是工業4.0的典型特征之一。


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觀看Festo打造的極具前瞻性工作環境


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在BionicWorkplace中，所有設備都實現互聯互通，配備了AI和機器人以及一系列*技術裝置，可與操作員一起完成個性化小批量生產工作。


01、核心組成之BionicCobot


這個我們在上文的動圖中簡介過，這里需要著重介紹，因為它是整個工作站的核心成員。它是通過氣動驅動的輕型機器人手臂，可以像人類手臂一樣既靈活又靈敏地移動。無論是大力抓取或小心提升、猛力按壓，或輕柔敲擊等，都不在話下，它是一臺七軸機器人手臂，與我們現在談到的協作機器人概念較為類似。


通過專門開發的圖形用戶界面，BionicCobot的操作尤為直觀。借助平板裝置，用戶能夠十分容易地教導并任意排序所需執行的動作。通過開源平臺ROS（機器人操作系統），經過編程的運動流程可傳輸至負責運動控制和調節的FestoMotionTerminal(數字控制終端)。


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02、安全交互的自適應系統


在BionicWorkplace中，仿生機器人手臂與眾多彼此連接互通的輔助系統以及外圍設備共同協作。同時，人工智能和機器學習法使BionicWorkplace成為一個累積增大的自適應系統，能持續對自身進行優化。


整個工作場所的設計符合人體工程學，甚至照明都根據工作人員的需要進行了個性化調整。機器操作員的視野正中間是一張巨大的投影屏。它為操作員提供所有重要信息，還可通過調整顯示內容對各項要求作出動態響應。


投影屏四周安裝了不同的傳感器與攝像系統，可持續穩定地檢測操作員、零部件、以及工具的位置。因此，操作員可直接與BionicCobot合作，并可通過移動、觸摸、或語音命令對其進行控制。


03、可穿戴設備加持


通過操作員穿戴的特殊工作服，系統能夠識別他本人以及他的動作。這些所謂的可穿戴設備由一件裝有慣性傳感器的長袖上衣與一雙內置紅外線標記的工作手套組成。


借助傳感器檢測到的數據，BionicCobot能夠將物品精確地傳遞給操作員，并在必要時精準地避開他——這對人機間的直接合作而言是一個至關重要的前提。


04、機器學習優化工作進程


智能化軟件可同時處理所有攝像機圖像、位置數據、以及各種外圍設備的輸入信號。從以上信息中，軟件能夠推算出較佳的程序運行過程。隨后，系統會將任務妥善分配至機器人與其他工具，以便它們能以較佳方式協助操作員進行工作。


每解決一項任務，系統都能學習吸收新的知識。由此便產生了一個可以不斷擴充的所謂的語義地圖。沿著網絡路徑，存儲算法持續得出動態結論。故而，設備從一種受操控的、經過編程的、固定的運行方式逐漸轉化為一種本質而言更自由的工作模式。


05、虛擬現實眼鏡實現遠程控制


直觀操控理念中的另一個要素是遠程控制。為此，一臺三維立體攝影機需要180度覆蓋把控整片工作區域。


與此同時，分散在各處的操作員除了身著衣物型可穿戴設備外，還佩戴著虛擬現實眼鏡。有了這幅眼鏡，操作員可實時調取并跟蹤攝影機捕捉的圖像。如此一來，即便操作員分散在各處、或與機器保持安全距離，他們也可對機器人進行操控。


06、全球共享知識模塊


通過自適應的智能化工作場所，如BionicWorkplace，加上對多功能型工具的使用，未來的人機協作將會更加直觀、更易于操作、更高效。


已習得的知識模塊和新技能可被不受限制地廣泛分享，且在全球范圍內均可使用。因此，未來有可能將工作場所建造成一種全球范圍內互聯互通的復合體，并依照當地個性化的任務與客戶需求分別作出適應性調整。


在未來前景中，BionicWorkplace將整合機器人制造技術的所有基本要素，讓其變得更為強大！