自编程机器人到底是什么？

当我们想到如何将人工智能、自主功能和机器人技术结合起来时，好莱坞和口齿伶俐的编剧让我们相信，未来将介于“终结者”和“她”之间。虽然幻想的飞行对于让生活保持有趣是必要的，但事实是，可以自主工作的机器人太有用了，无法接管世界。他们真正要做的是填补长期需要的角色，最终让我们作为人获得比以往任何时候都多的自由。

根据麻省理工学院的说法，自主机器人“是能够自己在世界上执行任务的智能机器，无需明确的人工控制。”在这种情况下，我们知道人为控制是一个限制因素，但限制是什么？

为了实现机器人的自主性，机器人必须超越的第一个限制是自我编程的能力——即能够在没有人工干预的情况下采取为其设定的目标并找出实现目标的方法。

事实证明，实现机器人自主的下一步要定性得多。正是在这些品质中——无论是提供的服务、执行的流程还是生成的数据——机器人自主的想法才真正成为现实。

机器人编程是累人的、乏味的、可怕的

事实是，今天的机器人通常非常“愚蠢”。这当然不是一个绰号——考虑到它们在精心编程时可以实现的目标，它们是令人难以置信的强大解决方案。每家机器人公司都在努力使他们销售的机器人更易于使用，虽然一些机器人初创公司正在努力在现有硬件之上做同样的事情，但该领域的每一家公司都希望有一天机器人能够编程他们自己。

为什么这是机器人行业的共同目标？由于机器人编程是一个非常乏味的过程，因此在任何机器人集成中通常会占用大量预算。对于那些不熟悉这个过程的人来说，机器人编程——虽然对许多专业人士来说很有趣——但要做好却很难，因为它通常需要多达 6 个自由度、数十个潜在的工具路径和终端位置，以及各种需要深入考虑以生成最高效的机器人运动程序的运动学约束。

同时，这种运动生成过程必须针对机器人预期工作的每个部分和环境手动完成。这意味着，直到今天，机器人对于运输和消费等行业的公司来说都是实用的电子产品，但对于大多数每年没有生产数万个高价值 SKU 的公司来说是不切实际的（除了专业应用程序），否则品种 的产品。

这就是自编程能力可以成为制造业游戏规则改变者的地方。使用机器人的大部分成本来自对其进行编程，然后构建制造空间以满足其需求。通过将编程减少到可自动化的程度，就可以让机器人适应周围的零件和环境。实现这一目标意味着机器人最终可以被各种制造商使用，无论涉及的零件组合或 SKU。

实现“自编程”需要什么？

多年来（和几十年）已经引入了各种解决方案，以使机器人编程变得更容易。示教器、运动学指令和离线编程都是机器人供应商让工程师、程序员和集成商更轻松、更有用的方式。

最终，这些都可以使流程的某些元素自动化或至少使它们更直观，但每个完整的动作仍然需要数小时、数天甚至数周的时间来生成和验证，当然，所有这些都需要在高度结构化的环境中进行。

为了思考机器人需要什么来产生自己的运动，一个关键的答案是思考什么可以让机器人更像我们。不用太哲学化，我们人类依靠我们的感官来学习我们所知道的几乎所有东西。与此同时，我们的感官使我们能够解释和回应我们的环境——其中大部分是无意识地、反射性地、本能地发生的，甚至随着年龄的增长而学习。

为机器人提供他们需要的感官，然后响应 到他们的环境——特别是解释 3D 空间和纹理的能力——然后让他们收集他们需要的信息来对自己进行编程以实现目标。

一个自编程机器人，就其本身而言，可以通过一套正确的算法来实现，但目的是什么？这里真正的挑战是让机器人朝着传统上可实现的目标进行自我编程——利用人类的相同能力，使用现有工具对机器人进行有效编程，并使其成为一个自动化过程。

喷涂操作过程

这是怎么发生的？以喷涂工艺为例，简而言之，实现高质量输出的基本需求是在空间中识别和解释零件的能力。通过了解这一点，有了实际生成程序的正确能力，机器人就可以实现用涂层覆盖表面（或用热枪或研磨材料喷涂）的目标。

通常，为了达到与人类在工作过程中相同的敏锐度，这种精度需要降低到一毫米或更小。幸运的是，这是红外传感器可以实现的精度水平，当组合多个角度和位置时，能够提供在 3D 空间中渲染对象的数字孪生所需的信息。

从那里开始，这种能力使公司能够自动化被视为对人类工人来说乏味甚至危险的任务。每周花费 40 小时，每年 50 周，持续 30 或 40 年喷涂和喷涂工业零件并不是您能做的最好的事情——无论是对您的健康还是对您的心理而言——而添加机器人会创造物质利益，使其他工作变得更容易和更有趣的事情。

与传统的机器人编程相比，优势甚至相差甚远。在大多数涂层操作中，有各种各样的零件需要工作——无论是在给定的一天还是在给定的生产运行中。在这种情况下，许多制造商尝试使用机器人但失败了，而汽车制造商通常是当今喷漆机器人用户的绝大多数。然而，有了自编程机器人，这种故障将发生巨大变化。

感知之后，接下来会发生什么？

现在您了解了自编程机器人可以实现的目标，重要的是要了解从前到后的流程。在产生环境感知后，自编程机器人需要处理工业机器人的所有常规要求，另外还需要理解 过程或单元的独特特征。这可能是流程知识（例如，我应该从哪里走开，或者我应该使用什么模式将油漆涂在表面上），或者通过基本软件界面输入的特定指令，以确保优先考虑确切的质量目标——当然，所有这些都不需要编程。

以下只是自编程过程如何组织的一个示例。 Omnirobotic 的 Shape-to-Motion™ 技术使用 3D 相机重建细胞的 3D 模型。通过在工厂环境中连接到过程控制器，以及了解机器人本身在空间中的位置和约束，机器人可以使用过程知识、任务故障和运动指令来参与并行任务规划过程。每个结果都在数字孪生环境中进行评估，然后产生最佳的可能结果——有时基于每次操作 10,000 多个场景。

通过使用这种对任务进行优先级排序的能力，机器人可以有效地为自己生成一系列动作，这些动作加起来就是一个完整的过程。由于机器人本质上更一致、更可预测并且可以比人类更快地工作更长时间（当然，机器应该可以预期），因此自编程机器人的最终输出比任何解决方案都更加一致。

如果你做某事，你必须有一个目的

人工智能可能会取代一些工作，但在自动化我们所有生产和工作流程中的高价值瓶颈的过程中，它们实际上会为人类创造对更具创造性、创新性和直观性的工作的需求。虽然有一天可能会有一种方法来自动化这些独特的人类特征，但我们为什么要这样呢？当然，作为消费者的我们会不会对机器产生的“创造力”感兴趣？

当然，自编程技术给我们带来的想象力与一部好电影一样多，但重要的是让我们了解任何技术的实用性和成本效益优势。显然需要更高效和有效的生产流程，而熟练劳动力的短缺仍然存在——即使在创纪录的失业率中也是如此。

事实是，使用更多机器人是让人们重返工作岗位的最佳方式。你问怎么样？当您创造更多的生产力（以及盈利能力）时，就可以实际创造新的工作岗位，提高工资，并使特定公司或社会的更多成员从他们的劳动成果中受益。如果您想更多地了解为什么机器人将在未来对商业和社会变得更加必要，请查看由著名机器人专家 Rodney Brooks 主持的精彩 Robo Busines Direct 演讲。

而且，当然，如果您想了解自编程技术如何使当今的喷涂工艺受益，请随时访问我们的主网站。

Omnirobotic 是用于高混合喷涂工艺的自编程、自主机器人技术的唯一供应商。如果您想了解自编程机器人对工业制造公司的独特优势，请通过 [email protected] 与我们联系或查看我们的投资回报计算器。