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浅谈机器视觉对机器人发展变化的影响
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时间:2016-06-07 11:08:08

        在《复仇者联盟2》影片中,除了炫酷的特效以外,最大的亮点莫过于描绘了未来机器世界的蓝图:机器人拥有了自主“繁殖”能力,能够在无人工厂内自主生产新的机器人,机器人再也不是冷冰冰的铁疙瘩,而是有思想有判断甚至有情感的新的生命个体。您也许会觉得不可思议,但这一天正悄然无声地来临。

        机器人从最早由人控制的单一运动的机械手臂到电影中提到的智能活动的新的个体,我们将这一进化过程称为机器人的“生命化”过程。在这生命进化过程中,一个重要的标志是机器人拥有人的感知和学习功能。人类感知周围环境变化主要通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感觉器官,据统计数据表明,人类从视觉获取的信息占人类所获得所有信息的70%以上,如何为机器人点亮双眼成为了机器人生命进化的重要环节。

        机器视觉技术的发展让这一想法成为了现实。中国科学院沈阳自动化研究所为青岛海信集团定制的视觉定位系统,现已成功应用于自动配料、自动撕膜卡合、自动锁螺丝等生产环节中。走进海信车间,就仿佛走进了电影中的智能工厂,从上料到运输,从安装到装箱,全程机器人作业,全程产品质量监控,视觉系统的成功应用为海信插上了智能的双翼,使这个有着辉煌历史的民族企业焕发了新的生机,成功入选中国第一批“两化融合”体系评审达标企业。

        机器视觉目前处于高速发展阶段,它通过摄像机随时捕捉场景图像,将图像传输给高速控制器,控制器根据相机传输来的图像经过复杂计算,求出目标的三维位置信息,从而实现机器人“看见”的目的。在没有机器视觉技术之前,机器人靠机械结构保证对目标的定位,依靠触碰完成抓取等操作,好比“盲人摸象”,机器人不能从整体上对周围的环境进行感知,一旦目标位置发生偏差,机器人很可能“摸”不到目标,更糟糕的是,如果机器人运行轨迹中存在遮挡,机器人将会义无反顾的撞上去,一个眼盲的力大无比的巨人将是无比可怕的,因此机器人往往被关在笼子里,无法与人进行亲密的人机协作。机器视觉的出现解决了这个难题,首先,它使机器人的柔性大大的增强,再也不用因为换一个作业目标而改变流水线的机械结构,随着工业生产的个性化和定制化需求的不断增加,作业目标也许每天都会变化,机器人柔性的增强会使机器人适应更多的工作岗位。更重要的是,机器人有了眼睛以后,会实时感知周围环境的变化,根据这些变化改变自己的作业路径,从“摸着抓”变为“看着抓”,这对机器人的发展将会有里程碑式的意义。与此同时,机器人还可以随时监控身边运动着的人,根据与人的位置关系随时改变作业路径,为机器人走出笼子,实现与人的协同作业提供了一种可行的技术方案。在将来,机器视觉还可能与深度学习等技术相结合,通过视觉将作业结果反馈给机器人,机器人将作业结果作为深度学习的训练样本进行保存,在一次次的作业中,机器人逐步积累工作“经验”,并将工作完成得精益求精。

        机器人正以超出人类想象的速度发展,也许用不了多久,电影中的场景就会出现在某个企业的加工车间,人类将会从繁重重复的劳动中解放出来,到那时您只需在车间喝喝茶水,产品已经生产出来并销往全球各地。

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