隨著機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)，機(jī)器人系統(tǒng)越來越多地融入現(xiàn)實(shí)世界。它們出現(xiàn)在工業(yè)、倉庫和幾乎所有工業(yè)設(shè)施中。但這種無所不在的現(xiàn)象引發(fā)了人們對人類工人未來的懷疑。如果某些職業(yè)面臨消失的威脅，研究人員找到了一種數(shù)字孿生解決方案來促進(jìn)人機(jī)共存。

近年來，研究人員不斷尋找改善人工智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與人類工人之間互動(dòng)的方法。數(shù)字孿生解決方案就是這些創(chuàng)新之一。它實(shí)際上是一種旨在以數(shù)字方式創(chuàng)建物理對象的設(shè)備。換句話說，數(shù)字孿生系統(tǒng)涉及設(shè)計(jì)特定產(chǎn)品或組件的數(shù)字模型。

距離人機(jī)交互革命又近了一步

這一切都發(fā)生在中國，更準(zhǔn)確地說是在南京航空航天大學(xué)，當(dāng)時(shí)研究人員開發(fā)了一種數(shù)字孿生系統(tǒng)，旨在改善人機(jī)交互和協(xié)作。他們的研究結(jié)果也發(fā)表在《機(jī)器人與計(jì)算機(jī)集成制造》雜志上。具體來說，這個(gè)新系統(tǒng)可以創(chuàng)建一個(gè)環(huán)境，讓機(jī)器人和人類可以并肩工作，完成一項(xiàng)非常具體的任務(wù)。

該論文的作者 Zequn Zhang和 Yuchen Ji 指出，當(dāng)前的工業(yè)環(huán)境使用動(dòng)作捕捉設(shè)備來構(gòu)建人體數(shù)字孿生模型。然而，這些設(shè)備需要工作人員佩戴笨重的設(shè)備。Zhang和同事認(rèn)為，這違背了 HRC 推薦的靈活互動(dòng)原則。

“當(dāng)前的方法沒有將人類和機(jī)器人的建模統(tǒng)一在一個(gè)公共空間中。這使得對環(huán)境的感知和整體理解變得不直觀且不切實(shí)際.”他們補(bǔ)充道。

與傳統(tǒng)方法相比，數(shù)字孿生解決方案顯著優(yōu)越

Zhang、Ji和他們的同事開發(fā)了一個(gè)數(shù)字孿生系統(tǒng)，可以生成人機(jī)協(xié)作場景的虛擬復(fù)制品。然后，數(shù)字孿生系統(tǒng)會(huì)制定有效的協(xié)作策略，然后在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中實(shí)施。

然而，之前基于運(yùn)動(dòng)傳感器的數(shù)字孿生系統(tǒng)也存在缺陷。后者在發(fā)生擁塞時(shí)也無法提供令人滿意的結(jié)果。為了解決這個(gè)問題，研究人員開發(fā)了一種人體網(wǎng)格恢復(fù)算法。然而，新計(jì)劃的目的是在發(fā)生障礙時(shí)重建人體形態(tài)。此外，還集成了不確定性估計(jì)技術(shù)來提高動(dòng)作識(shí)別算法的性能。這就是南京航空航天大學(xué)的研究人員希望能夠最大限度地減少錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)的方法。

數(shù)字孿生系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了評估。數(shù)字孿生結(jié)果表明人機(jī)協(xié)作顯著改善。特別是在拋光、拾取、組裝和放下物體等任務(wù)中。就科學(xué)家而言，他們很快就強(qiáng)調(diào)了他們的方法相對于傳統(tǒng)方法的優(yōu)越性。

這種新的數(shù)字孿生與其他工業(yè)機(jī)器人的集成正在進(jìn)行中。它還將成為其他實(shí)驗(yàn)中更深入測試的主題。