工业 激动人心看看这款卸垛机器人如何快速整理货箱

机器之心合集

编译:孙润松、李亚洲

卸垛机器人在工业中应用广泛。 与谷歌收购的IPI机器人相比,Kinema更加实用、能力更强,还可以从无缝堆叠的盒子中进行选择。

4 月 4 日,总部位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的机器人初创公司 Kinema Systems 宣布,Kinema Pick 已成为“世界上第一个用于机器人卸垛机的自我训练和自我校正软件”。 解决方案。”我知道,这听起来有点信息不足,但有一个很酷的演示令人信服,我们从 Kinema 联合创始人兼首席执行官 Sachin Chitta 那里学到了很多关于系统如何工作(以及为什么工作)的信息(重要)细节。

卸垛是指从转运托盘上挑选成箱的物料,然后进行一系列的事情。 例如,将它们放在传送带上。 这听起来像是一项可以通过工业机器人手臂轻松有效地实现自动化的任务,但您知道,机器人手臂工作起来很容易,因为它只需一遍又一遍地从同一个托盘上拉出相同的盒子。 电子商务公司收到的货物大小不一,并且紧密地堆成一堆。 这给大多数机器人留下了太多的可变性,导致它们变得笨重。 所以人类必须自己做,效率低且成本高。

因此,Kinema 诞生了。

这看起来可能并不那么困难。 但一堆大小、形状和颜色不同的盒子紧密地堆在一起,给拣货机器人带来了非常困难的视觉问题。 “你会看到一层又一层的盒子,叠起来就像一个完整的大盒子。” Chitta 说:“系统很难知道,‘盒子怎么样,我从哪里开始拿起东西’。这很棘手,这就是我们正在努力解决的问题。” Kinema 现在开始与美国的几家物料搬运公司合作测试卸垛机。

Kinema 的部分优势在于其易于安装、校准和使用。 机器人几乎可以独立完成所有工作 – 您只需设置视觉系统,告诉它托盘要去哪里,告诉它您希望盒子最终到达哪里,仅此而已。 Chitta 向我们解释说,该系统还可以自我训练:

“我们使用物体识别方法来区分各种盒子。 最经典的方法是,首先训练物体识别系统:给它一堆例子,然后对它说,‘这是一种盒子,这是另一种盒子。 』我们的系统是自我训练的,不需要手动训练步骤。 它从头开始,不知道盒子是什么。 当它拿起一个盒子时,它会自我训练。 一旦它第一次拿起一个盒子,它就会建立一个盒子外观的模型,并使用该模型来加速识别下一个盒子。 它也不需要接受如何移动的训练,它可以独立计划。”

奇塔说,最困难的部分是第一次拿起箱子,因为这是一个关键点,而包装紧密且全部放在托盘上的箱子是最难区分的。 一旦处理完一个盒子,并且在该盒子被移除后堆叠中有一个空白区域,就可以更容易地识别其他盒子。 那么,Kinema 如何从托盘上取出第一个盒子呢? “这是我们的秘方,”奇塔说。 不过,他接着告诉我们,任何看到该系统现场的人都可以弄清楚发生了什么。 他能给出的所有提示都是“这是运动和感知的结合”,所以我们最好的猜测是机器人轻推了一堆盒子并看到了发生了什么。 不管怎样,他们(在某个时候)向我们承诺会提供一个展示整个过程的视频。

那么,这效果如何? 简短的回答是,一队人从完全洗乱的托盘中取出一个盒子,并将其放在传送带上,这平均每人需要 6 秒。 但 Kinema 速度更快,并且永远不会停止工作。

2013年,有一段视频展示了另一种机器人卸垛技术:

这是来自 Industrial Perception 的机器人,该公司是机器人公司 Willow Garage 的衍生公司,该公司于 2013 年 12 月被 Google 收购。我们注意到了相似之处,并询问 Chitta Kinema Systems 的做法有何不同,他指出了一些独特之处:如果你看一下紧密地,IPI 机器人拾取的箱子没有堆叠在一起。 盒子之间有小间隙,并且盒子不是同一类型(您可以在本视频中更清楚地看到这一点)。 相比之下,这简化了选择 3D 传感器的任务。 然而,真正的托盘却不是这样的。 它们被塞得满满的,没有任何缝隙,而且所有的盒子通常看起来都一样。 Chitta 表示,Kinema 的设计可以在任何配置下工作,使其成为实用的工业产品。

Kinema 由 Chitta 和 Dave Hershberger 共同创立,他们在 Willow Garage 和斯坦福国际研究院进行了长期的机器人研究。 Chitta 领导了许多核心 ROS 移动组件的开发,包括手臂导航、MoveIt(ROS 运动规划应用程序)和 ROS 控制包。 Chitta 解释说:“本质上,我们今天在 ROS 中看到的任何操纵性材料都来自我或我的团队。” Hershberger 致力于 rviz 工具(用于机器视觉)以及 ROS 堆栈导航。

自从将 SRI 开发的软件平台授权给 Verb Surgical 以来,Chitta 和 Hershberger 发现许多行业用户使用他们帮助开发的开源工具,并认识到全行业对最终用户应用程序的商业级软件的需求。 Kinema Systems 是探索使用机器人操作系统解决常见工业问题的机会的好时机。 Kinema Pick 是他们的第一次尝试。

随机拣选是一个问题,不仅仅是在卸垛领域。 Chitta 表示 Kinema 也在研究垃圾箱拾放等技术。 基本上,无论你在哪里得到一堆随机放置的物品,你可能都需要一个机器人来高效可靠地挑选出其中的一些物品。 目前,他们正专注于卸垛测试,一旦测试阶段完成,他们预计将在今年年底之前提供给商业系统集成商。

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