過去十年，機(jī)器人領(lǐng)域的研究蓬勃發(fā)展，旨在應(yīng)對(duì)對(duì)行業(yè)和公共領(lǐng)域具有真正價(jià)值的挑戰(zhàn)。隨著新的機(jī)器人系統(tǒng)每隔一天就會(huì)出現(xiàn)，開發(fā)可用于評(píng)估其性能并測試支撐其功能的算法的可靠工具就顯得尤為重要。

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牛津機(jī)器人研究所、制造技術(shù)中心(MTC)和伯明翰大學(xué)的研究人員最近推出了RAMP(機(jī)器人裝配操縱和規(guī)劃)，這是一個(gè)可用于評(píng)估裝配機(jī)器人(即設(shè)計(jì)用于裝配的機(jī)器人)能力的基準(zhǔn)。組裝產(chǎn)品)來操縱物體并計(jì)劃它們的工作。arXiv預(yù)印本服務(wù)器上發(fā)表的一篇論文中介紹的新基準(zhǔn)有助于增強(qiáng)裝配機(jī)器人的能力，促進(jìn)其在制造業(yè)中的使用。

“這篇論文是與英國考文垂的制造技術(shù)中心(MTC)合作完成的，該中心有一系列行業(yè)合作伙伴，都在裝配的長期規(guī)劃領(lǐng)域面臨著類似的問題，”杰克·柯林斯(JackCollins)說道，他是該中心的研究人員之一。進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員告訴TechXplore。

“這個(gè)問題領(lǐng)域在機(jī)器人技術(shù)中存在許多挑戰(zhàn)和開放性問題，因此我們與MTC合作設(shè)計(jì)了一個(gè)基準(zhǔn)，該基準(zhǔn)反映了該領(lǐng)域和挑戰(zhàn)，同時(shí)也確保研究人員可以訪問它，以便他們能夠?yàn)榻鉀Q相關(guān)問題做出貢獻(xiàn)。”

這項(xiàng)工作是在牛津大學(xué)IngmarPosner教授指導(dǎo)下的EPSRC嵌入智能計(jì)劃資助范圍內(nèi)進(jìn)行的。“我們基準(zhǔn)的目標(biāo)是挑戰(zhàn)驅(qū)動(dòng)、易于訪問和開放。我們的愿景是提供一個(gè)平臺(tái)，該平臺(tái)將進(jìn)一步發(fā)展為社區(qū)驅(qū)動(dòng)的努力，以推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)研究，并重點(diǎn)關(guān)注制造和裝配領(lǐng)域的特定應(yīng)用。”

測試和收集基線方法性能數(shù)據(jù)時(shí)使用的真實(shí)機(jī)器人設(shè)置的圖片。圖片來源：牛津機(jī)器人研究所

波斯納、柯林斯和他們的同事著手創(chuàng)建一個(gè)開放式基準(zhǔn)，可以應(yīng)用于更廣泛的機(jī)器人裝配任務(wù)。RAMP利用一系列可重新配置和擴(kuò)展的基礎(chǔ)部件來測試機(jī)器人組裝更廣泛物體的能力。

“為了解決目標(biāo)配置的變化，RAMP需要明確的推理和規(guī)劃來決定組裝梁的順序，否則結(jié)果將是不可行的組裝順序，”柯林斯解釋道。

從本質(zhì)上講，RAMP允許用戶可靠地評(píng)估機(jī)器人操縱器將各種光束組裝成幾種不同目標(biāo)配置之一的能力。該基準(zhǔn)是圍繞場外施工中的常見挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)的，其中部件是在場外預(yù)制和組裝的，例如形成構(gòu)成建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框架。

Collins表示：“該基準(zhǔn)測試的橫梁由一系列3D打印接頭和鋁型材制成，目標(biāo)是盡快將這些橫梁組裝成給定的目標(biāo)配置，同時(shí)確保可重復(fù)性。”“RAMP的設(shè)計(jì)獨(dú)特，用于評(píng)估需要對(duì)裝配順序進(jìn)行明確推理的長期裝配任務(wù)。我們的基準(zhǔn)還通過將所有內(nèi)容公開供人們開始使用來降低進(jìn)入門檻。”

RAMP是公開可用的，因此世界各地的研究人員和制造商現(xiàn)在可以使用它來測試自己的機(jī)器人系統(tǒng)。為用戶提供了開始使用基準(zhǔn)測試所需的一切，包括基礎(chǔ)部件、組裝指南、基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)代碼以及基于NvidiaIsaac平臺(tái)的高度真實(shí)模擬環(huán)境的代碼。

“RAMP還具有一個(gè)基線方法，能夠解決簡單的程序集類問題，我們公開發(fā)布基線，目的是允許其他人使用我們自己的工作并在我們自己的工作基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建，”柯林斯說。“我們相信，這意味著在工業(yè)中直接使用的問題領(lǐng)域取得了可衡量的進(jìn)展，同時(shí)也推動(dòng)了機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域已知的一系列開放挑戰(zhàn)的進(jìn)展。我們看到這個(gè)基準(zhǔn)逐漸發(fā)展成為社區(qū)驅(qū)動(dòng)的努力，未來的用戶將不斷發(fā)展基準(zhǔn)涵蓋雙手操作、3D構(gòu)建和變形操作等新領(lǐng)域。”

該研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的新基準(zhǔn)很快就會(huì)被證明是評(píng)估用于在場外建筑工地組裝結(jié)構(gòu)的機(jī)器人的規(guī)劃和操作技能的寶貴工具。最終，RAMP可以幫助更好地評(píng)估機(jī)器人裝配領(lǐng)域的進(jìn)展，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)機(jī)器人的潛在問題以及如何克服這些問題。

“在我們未來的研究中，我們將尋求使用相關(guān)的模擬環(huán)境來應(yīng)用基于學(xué)習(xí)的方法，以提出更強(qiáng)大的方法來解決裝配問題，”柯林斯補(bǔ)充道。“我們還將研究如何解決裝配順序，而不需要專家首先編寫可由符號(hào)規(guī)劃器解決的領(lǐng)域抽象。”

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